管路计算例题.doc

管路计算例题在进行管路的工艺计算时,首先要从工艺流程图中抽象出流程系统并予以简化,使得便于计算。管路的型式各种各样,但是大致可分为简单管路和复杂管路。。1)特点:a稳定流动通过各管段的质量流量不变,对不可压缩流体则体积流量也不变;b整个管路的阻力损失为各段管路损失之和。2)常见的实际问题a已知管径、管长(包括所有管件的当量长度)和流量,求输送所需总压头或输送机械的功率(通常对于较长的管路,局部阻力所占的比例很小;相反,对于较短的管路,局部阻力常比较大)。;b已知输送系统可提供的总压头,求已定管路的输送量或输送一定量的管径。、汇合管路和并联管路。1)特点a总管流量等于各支管流量之和;b对任一支管而言,分支前及分支后的总压头皆相等,据此可建立支管间的机械能衡算式,从而定出各支管的流量分配。2)常见的问题a已知管路布置和输送任务,求输送所需的总压头或功率;b已知管路布置和提供的压头,求流量的分配;或已知流量分配求管径的大小。-10%时,计算中可忽略不计;或者在计算中以沿程损失的某一百分数表示;但是也可以将局部损失转变为当量长度,与直管长度一起作为进行阻力损失计算的总管长。如图1所示,柏努利方程可写成:H=u2+λl+le×CHAB图1简单管路u22gd2g式中:u——管内流速,m/s;le——局部阻力的当量长度,m;l——直管长度,m。如果动压头u2/2g与H比较起来很小,可以略去不计,则上式可简化成H=λl+le×u2d2g从上式可看出,全部压头H仅消耗在克服在沿程阻力,H=Σhf。在计算中有三种情况:1)已知管径d、流量及管长l,求沿程阻力(见例1);2)已知管径d、管长l及压头H,求流量V(见例2、例3);3)已知管长l、流量V及压头H,求管径d(见例4);4)管路串联见例5、例6,例6中还含有泵电机的功率计算。例1(1)5℃的水,,经过内径为10cm,总长为300m的水平铁管。求沿程损失解管内流速u=V==1m/sπd260×π×()244雷诺数ReRe=duρ=×1×1000×1000==,于是H为H=Σhf=λl+le×u2=×300×12=××(1)15℃、20%糖溶液流过内径10cm的铁管,总长为150m,设自第一截面流至第二截面时,位头升高5m,而可用的压力为12mH2O。已知15℃时,μ=,γ=1,081kg/m3。求流量解因为流量未知,需用试差法。先设:V=,则:u=V==×()244Re=duρ=××1081×1000===λl×u2=×150×=×2×,可用于克服阻力的压头仅为7m,所以所设流量太大,再设。又设:V=,则:u==duρ/μ=91000查得λ==λl×u2=×150×=×2×,如此逐渐改变流量,。例3(2)密度为950kg/m3、·s的料液从高位槽送入塔中,高位槽内的液面维持恒定,,×103Pa。送液管道的直径例1-21附图1为Φ45×,长为35m(包括管件及阀门的当量长度,但不包括进、出口损失),。求:输液量Vs(m3/h)图2例3附图解:以高位槽液面为上游1-1’截面,输液管出口内测2-2’为下游截面,并以截面2-2’的中心线为基准水平面。在两截面间列伯努利方程式:gZ1+u12+p1=gZ2+u22+p2+Σhf2ρ2ρ式中Z1==0u1≈0u2=up1=0(表压)p2=×103Pa(表压)Σhf,=(λl+Σle+ζc)u2=(λ35+),并整理得出管内料液的流速为u=[2(×-×103)]1/2=()1/2(a)++=f(Re,ε/d)=Φ(u)(b)式(a)和式(b)中,虽然只有两个未知数λ与u,但是不能对u进行求解。由于式(b)的具体函数关系于流体的流型有关