《化工原理第1章 流体流动5-精品文档资料整理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理第1章 流体流动5-精品文档资料整理.ppt（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9管路计算管路计算 设计型设计型操作型操作型对对于于给给定定的的流流体体输输送送任任务务，选选用用合理且经济的管路。合理且经济的管路。管管路路系系统统已已固固定定，操操作作条条件件改改变变时时流流动动参参数数的的变变化化或或核核算算管管路系统中的某项技术指标路系统中的某项技术指标1.5 管路计算管路计算关键：流速的选择关键：流速的选择 1化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 91）已知流量和管器尺寸，管件，计算）已知流量和管器尺寸，管件，计算 管路系统的阻力损失、容器间的相对位置、管路系统的阻力损失、容器间的相对位置、输送设备的功率、管路中流体
2、的压力等输送设备的功率、管路中流体的压力等 直接计算直接计算1.5 管路计算管路计算三种计算：三种计算：2）给给定定流流量量、管管长长、所所需需管管件和允许压降，计算件和允许压降，计算管路直径管路直径 3）已已知知管管道道尺尺寸寸，管管件件和和允允许许压压强强降降，求求管管道道中中流流体体的的流流速或流量速或流量d、u未知未知试试差差法法或或迭迭代代法法 Re无无法法求求无法确定无法确定2化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9的变化范围较小，的变化范围较小，通常以通常以为初值为初值1.5 管路计算管路计算一、一、简单管路简单管路（一）特点（一）特点（1）（2）Vs1,d1Vs3,d3V
3、s2,d2不可压缩流体不可压缩流体没有分支或汇合的管路没有分支或汇合的管路3化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9（二）管路计算（二）管路计算基本方程：基本方程：连续性方程：连续性方程：机械能衡算方程：机械能衡算方程：阻力计算式：阻力计算式：1.5 管路计算管路计算其中其中4化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9（1）设计型计算）设计型计算 设设计计要要求求：规规定定输输液液量量Vs，确确定定一一经经济济的的管管径径或或供液点提供的位能供液点提供的位能z z1 1(或静压能或静压能p p1 1)或所需外加功。或所需外加功。选择适宜流速选择适宜流速确定经济管径确定经济管径P34
4、例例1-12分析：分析：求求d求求u需试差法求解需试差法求解机械能衡算式机械能衡算式或范宁公式或范宁公式Re未知，未知，1.5 管路计算管路计算5化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9设初值设初值求出求出d、u比较比较计计与初值与初值是否接近是否接近是是否否修正修正1.5 管路计算管路计算6化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9解：解：u、d、均未知，均未知，假设假设=0.025由机械能衡算式由机械能衡算式d=2.02m校核：校核：=0.00099查图或计算查图或计算新新1=0.02051.5 管路计算管路计算用用试差法，试差法，以以为试差变量为试差变量 17化化工工原原理理2
5、 2 0 0 0 0 9 9（2）操作型计算）操作型计算 阻力对管内流动的影响阻力对管内流动的影响pApBpaF1 1 22 AB 阀门阀门F开度减小时：开度减小时：（1）阀关小阀关小，1.5 管路计算管路计算 流速流速u流量流量；8化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9（2）在）在1-A之间，之间，1.5 管路计算管路计算由于由于流速流速u，pA ；（3）在）在B-2之间之间，由于由于流速流速u，pB ；结论：结论：减小减小，上游压力上游压力上升，上升，下游压力下游压力下降下降简单管路中阀门关小将导致管内流量简单管路中阀门关小将导致管内流量9化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9
6、 91.5 管路计算管路计算此规律具有普遍性。此规律具有普遍性。若阀门开大，若阀门开大，二、复杂二、复杂管路管路（一）（一）并联管路并联管路 VSVS1VS2VS3BA10化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 91.5 管路计算管路计算（1）主管中的流量为并联的各支路流量之和主管中的流量为并联的各支路流量之和；1.特点：特点：不可压缩流体不可压缩流体（2）并联管路中各支路的阻力损失均相等并联管路中各支路的阻力损失均相等。注意：计算并联管路阻力时，仅取其中一支管路注意：计算并联管路阻力时，仅取其中一支管路 即可，即可，不能重复计算不能重复计算。11化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9
7、 92.并联管路的流量分配并联管路的流量分配而而支管越长、支管越长、1.5 管路计算管路计算管径越小、管径越小、阻力系数越大阻力系数越大 流量越小；流量越小；反之反之 流量越大。流量越大。12化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9有一并有一并联联管路，两段管路的流量、流速、管径、管管路，两段管路的流量、流速、管径、管长长及流及流动动阻力阻力损损失分失分别为别为1、u 1、d 1、L 1、hf1及及2、u 2、d 2、L 2、hf2。若。若d1=2d2，L1=2L2，则则（1）hf1/hf2（）（）2；4;1/2;1/4;1（2）当管路中流体均作）当管路中流体均作层层流流流流动时动时，1
8、/2=（）（）2；4;8;1/2;1（3）当两段管路中流体均作湍流流）当两段管路中流体均作湍流流动时动时，并取，并取12，则则1/2=（）。（）。2；4;8;1/2;1/41.5 管路计算管路计算13化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9COAB分支管路分支管路COAB汇合管路汇合管路（二）分支管路与汇合管路（二）分支管路与汇合管路 1.5 管路计算管路计算（1）主管中的流量为各支路流量之和；主管中的流量为各支路流量之和；1.特点：特点：不可压缩流体不可压缩流体14化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9 流流体体在在各各支支管管流流动动终终了了时时的的总总机机械械能能与与能能量
9、量损损失之和相等。失之和相等。1.5 管路计算管路计算2.分支管路中阻力对管内流动的影响分支管路中阻力对管内流动的影响某某一一支支路路阀阀门门由由全全开开转转为为半半开开，试试讨讨论论各各流流动动参参数的变化数的变化（2）15化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 91.5 管路计算管路计算1）阀门）阀门A 关小关小，阻力系数阻力系数A 增大，增大，支管中的流速支管中的流速u2将将0点处的静压强点处的静压强（上游压力）（上游压力）减小，减小，上升；上升；2）0点处静压强的上升将使总流速点处静压强的上升将使总流速u0减小减小3）另一支管流速另一支管流速u3 将将增大增大16化化工工原原理理2
10、 2 0 0 0 0 9 9上游压力上游压力，下游压力，下游压力 分分支支管管路路中中的的阀阀门门关关小小，其其结结果果是是阀阀门门所所在在支支管管的的流流量量减减小小，另另一一支支管管的的流流量量增增大大，而而总总流流量量则则呈呈现现下降趋势，下降趋势，这一规律具有普遍性这一规律具有普遍性1.5 管路计算管路计算结论：结论：P39 例例 1-1617化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9注意两种极端情况：注意两种极端情况：1.总管阻力可以忽略，支管阻力为主总管阻力可以忽略，支管阻力为主任一支管情况的改变不致影响其他支管的流量任一支管情况的改变不致影响其他支管的流量如：城市供水、煤气管
11、线如：城市供水、煤气管线2.总管阻力为主，支管阻力可以忽略总管阻力为主，支管阻力可以忽略总总管管中中的的流流量量不不因因支支管管情情况况而而变变，支支管管的的启启闭闭仅仅改改变各支管间的流量的分配变各支管间的流量的分配1.5 管路计算管路计算18化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 93.汇合管路中阻力对管内流动的影响汇合管路中阻力对管内流动的影响阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化O1.5 管路计算管路计算19化化工工原原理理2 2 0 0 0 0 9 9阀门关小阀门关小总管流量下降总管流量下降O点静压强升高点静压强升高u1、u2降低降低三、可压缩流体的管路计算（自学）三、可压缩流体的管路计算（自学）1.5 管路计算管路计算等温流动时：等温流动时：20