化工原理第一章(15)

1、1.5 管路计算及流量(liling)的测定 1.5.1 管路(un l)计算 1.5.2 流量的测定 华南农业大学化工原理电子课件1共三十五页连续性方程：柏努利方程(fngchng)： 阻力计算(摩擦系数)：变量(binling)数（12个）：l，d，z1，z2；Vs，u，p1，p2 ，We；方程数：3个；自由度：9个1.5.1 管路计算 1.5.1.1 管路计算的基本内容 基本方程2共三十五页管路(un l)计算 设计(shj)型操作型对于给定的流体输送任务（如一定的流体的体积，流量），选用合理且经济的管路。 关键：流速的选择 管路系统已固定，要求核算在某给定条件下的输送能力或某项技术指标

2、3共三十五页三种(sn zhn)计算： 1）已知流量(liling)和管器尺寸，管件，计算管路系统的阻力损失 2） 给定流量、管长、所需管件和允许压降，计算管路直径3）已知管道尺寸，管件和允许压强降，求管道中流体的流速或流量直接计算d、u未知试差法或迭代法 Re无法求无法确定4共三十五页设初值求出d、u比较(bjio)计与初值是否接近是否修正(xizhng)注意：若已知流动处于阻力平方区或层流，则无需试差，可直接解析求解5共三十五页管路(un l)简单(jindn)管路 复杂管路 流体从入口到出口是在一条管路中流动的，没有出现流体的分支或汇合的情况串联管路：不同管径管道连接成的管路 存在流体的

3、分流或合流的管路分支管路、并联管路 1.5.1.2 各种管路的基本特点6共三十五页简单(jindn)管路 基本(jbn)特点： （1）流体通过各管段的质量流量不变，对于不可压缩流体，则体积流量也不变。 (2) 整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和 。Vs1,d1Vs3,d3Vs2,d2不可压缩流体7共三十五页复杂(fz)管路 (一)、并联(bnglin)管路 AVSVS1VS2VS3B1、特点：（1）主管中的流量为并联的各支路流量之和；8共三十五页（2）并联管路中各支路的能量(nngling)损失均相等。 不可压缩流体注意：计算并联管路阻力(zl)时，仅取其中一支路即 可，不能重复计算。9

4、共三十五页2. 并联管路的流量(liling)分配而支管越长(yu chn)、管径越小、阻力系数越大流量越小； 反之 流量越大。 10共三十五页COAB分支管路COAB汇合管路（二）、分支管路(un l)与汇合管路(un l) 11共三十五页基本特点：（1）主管(zhgun)中的流量为各支路流量之和；不可(bk)压缩流体（2）流体在各支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等。 12共三十五页pApBpaF1122AB 阀门(f mn)F开度减小时：（1）阀关小，阀门局部(jb)阻力系数 Wf,A-B 流速u 即流量； 1、简单管路内阻力对管内流动的影响1.5.1.3 阻力对管内流动的影响 1

5、3共三十五页（2）在1-A之间，由于(yuy)流速u Wf,1-A pA ； （3）在B-2之间，由于(yuy)流速u Wf,B-2 pB 。 结论：（1）当阀门关小时，其局部阻力增大，将使管路中流量下降；（2）下游阻力的增大使上游压力上升；（3）上游阻力的增大使下游压力下降。 可见，管路中任一处的变化，必将带来总体的变化，因此必须将管路系统当作整体考虑。14共三十五页2、 分支管路(un l)中阻力对管内流动的影响某一支路阀门由全开转为半开，试讨论(toln)各流动参数的变化15共三十五页 2) O点处静压强的上升(shngshng)将使总流速u0下降1）阀门A关小，阻力(zl)系数A增大，

6、支管中的流速u2将出现下降趋势，O点处的静压强将上升。3）O点处静压强的上升使另一支管流速u3出现上升趋势 忽略动压头总之，分支管路中的阀门关小，其结果是阀门所在支管的流量减小，另一支管的流量增大，而总流量则呈现下降趋势16共三十五页注意两种极端情况：1.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中的流量不因支管情况而变，支管的启闭(q b)仅改变各支管间的流量的分配17共三十五页3、 汇合管路中阻力对管内(un ni)流动的影响阀门由全开转为半开，试讨论(toln)各流动参数的变化阀门关小总管流量下降O点

7、静压强升高u1、u2降低18共三十五页1.5.2 流量(liling)的测定 1.5.2.1 测速管1.5.2.2 孔板流量计 1.5.2.3 文丘里流量计 1.5.2.4 转子(zhun z)流量计 19共三十五页流量计变压头流量计变截面(jimin)流量计 将流体的动压头的变化以静压头的变化的形式表示出来。一般，读数指示由压强(yqing)差换算而来。如：测速管、孔板流量计和文丘里流量计。 流体通过流量计时的压力降是固定的，流体流量变化时流道的截面积发生变化，以保持不同流速下通过流量计的压强降相同。如：转子流量计。 20共三十五页1.5.2.1 测速管（皮托管(tugun)）一、结构(ji

8、gu)二、原理 内管A处外管B处点速度：21共三十五页讨论(toln)：（1）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布曲线；三、安装(nzhung) （1）测量点位于均匀流段，上、下游各有50d直管距离；（2）皮托管管口截面严格垂直于流动方向；（3）皮托管外径d0不应超过管内径d的1/50，即d0Re临界时，一般 C0=0.60.7Re临界值25共三十五页(2) 测量范围孔板流量计的测量范围受U形压差计量(jling)程决定。(3) 安装要求 1) 稳定段长度：上游1540d，下游5d处； 2) 不宜安装在要求阻力很小处(如泵入口)。(4) 主要优缺点优点：结构简单，制造(zhzo)、使用方便，造

9、价低；缺点：永久阻力损失大（实测压差的75%）。26共三十五页1.5.2.3 文丘里（Venturi）流量计 (1) 结构(jigu)及特点 1) 结构 喉管2) 特点 节流(ji li)式流量计 (恒截面，变压差)(2) 测量原理 列1-1及2-2面间的机械能方程式： 27共三十五页CV流量(liling)系数（0.980.99） A0喉管处截面积(3) 安装要求 稳定段长度：上游50d，下游10d。 (4) 主要优缺点 优点：永久阻力损失小(实测压差p1-3的10%)； 缺点：造价(zoji)较高，本身尺寸较长。(5) 孔板流量计和文丘里流量计 1) 只能测平均流速，不能测速度分布； 2)

10、 采用试差法求流量系数Cv 或 C0； 3) 可绘制校正曲线，直接查取压差-流量关系。28共三十五页1.5.2.4 转子(zhun z)流量计 一、结构(jigu)与原理 从转子的悬浮高度直接读取流量数值。29共三十五页二、流量(liling)方程 转子(zhun z)受力平衡在1-1和0-0截面间列柏努利方程 011030共三十五页流体的浮力 动能差 由连续性方程 CR流量(liling)系数 31共三十五页体积(tj)流量（1）特点(tdin)： 恒压差、恒流速、变截面截面式流量计。讨论：（2）刻度换算标定流体：20水（1000kg/m3 ） 20、101.3kPa下空气（ 1.2kg/m3） 32共三十五页CR相同(xin tn),同刻度时式中：1标定(bio dn)流体； 2被测流体。气体转子流量计 33共三十五页三、安装(nzhung)及优缺点 （1）永远垂直安装，且下进、上出， 安装支路，以便于检修。（2）读数方便，流动阻力很小，测量范围宽，测量精度(jn d)较高； （3）玻璃管不能经受高温和高压，在安装使用过程中玻璃容易破碎。34共三十五页内容摘要1.5 管路计算及流量的测定。2） 给定流量、管长、所需管件和允许压降，计算管路直径。比较计与初值是否接近。(2) 整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和。（1）主管中的流量为各支