第六讲管路计算

第一章流体流动1.当量直径de及水力学半径rH第四节流体的流动阻力

五、非圆形直管的阻力损失de=4(流动截面积）/润湿周边长度de=4rH此法一般适用于湍流时的阻力损失计算层流：非圆形直管的阻力损失时，只能用当量直径de代替雷诺数和计算阻力损失公式中的直径d，而不能用de计算其中的流速u,流速通过实际流动截面积计算。1.阻力系数法将局部阻力表示为动能的某一倍数。

第四节流体的流动阻力

六、局部阻力局部阻力：流体流经管件、阀门等局部地方由于流速大小及方向的改变而引起的阻力。

第四节流体的流动阻力

六、局部阻力2.当量长度法将流体流过管件或阀门的局部阻力，折合成直径相同、长度为le的直管所产生的阻力。阻力计算通式为：减少流动阻力的途径：

管路尽可能短，尽量走直线，少拐弯；尽量不安装不必要的管件和阀门等；管径适当大些。常见管件及阀门的阻力系数及当量长度名称zle/d名称zle/d45◦标准弯头0.3517闸阀(全开)0.17990◦标准弯头0.7535闸阀(半开)4.5225180◦回弯头1.575标准阀(全开)6.0300标准三通管150标准阀(半开)9.5475管接头0.042止逆阀(球式)70.03500活接头0.042止逆阀(摇板式)2.0100简单管路——没有分支与汇合的单一管路复杂管路——有分支与/或汇合的管路，包括最为复杂的管网按管路配置分类：区别：是否有分流或合流第五节管路计算条件：1-1液位恒定，定态流动，管径相同。AB1122阀门关小，A、B点压力如何变化？第五节管路计算

一、阻力对管内流动的影响结论：①任何局部阻力的增加将使管内各处的流速下降；②下游阻力增大将使上游压强上升；③上游阻力增大将使下游压强下降。阀门A关小，各参数如何变化？AB1122330结论：关小阀门使所在支管的流量下降，与之平行的支管内流量上升，但总的流量还是减少了。第五节管路计算

一、阻力对管内流动的影响1.简单管路的计算表示简单管路中各参数间关系的方程如下：

连续性方程：Bernoulli方程：阻力计算式：摩擦系数计算式：第五节管路计算

二、管路计算

已知管径、管长、管件和阀门的设置及流体的性质、输送量，求通过管路的能量损失，以便进一步确定输送设备所加入的外功、设备内的压强或设备间的相对位置等。即已知：

求：∑Wf→WS或p2或Dz步骤：①qV,d

,r

,m→Re→流动形态；②Re,e/d→l→∑Wf

；③Bernoulli方程→确定一个未知数WS或p2或Dz

。第五节管路计算

二、管路计算1.简单管路的计算第一类问题：顺序求解

已知管径、管长、管件和阀门的设置、流体的性质及允许的能量损失，求流速或流量。即已知：

求：u（qV）步骤：①设l设→②u,d

,r

,m→Re→流动形态③Re,e/d→l计④l设≠l计→①/l设=l计→qV=0.785d2u第五节管路计算

二、管路计算1.简单管路的计算第二类问题：迭代求解第五节管路计算

二、管路计算

【例题】——简单管路已知管长为20m，管径为53mm，高位槽的安装高度为4m。管路中有一个标准直角弯头，一个闸阀。已知水温为20℃，高位槽液面上方压强为大气压。当闸阀开度为1/2时，流量为多少？当闸阀全开时，流量又为多少？

已知管长、管件和阀门的设置、流体的性质及流量，求管径。即已知：

求：d第五节管路计算

二、管路计算1.简单管路的计算第三类问题：优化求解如补充已知条件∑Wf，则退化为第二类问题。uuopt设备费总费用费用操作费第五节管路计算

二、管路计算2.复杂管路的计算特点：①总流量等于各支管流量之和，即：

②可对任一支管，列出分支或汇合前后的机械能守恒式。对并联管路：第五节管路计算

二、管路计算

【例题】——并联管路在相同的容器1，2内填充高度为1m和0.5m的固体颗粒，并以相同的管路并联组合。两支路的管长皆为5m，管径皆为200mm。直管阻力系数为0.02。每支管安装一闸阀。容器1和2的局部阻力系数各为10和5。已知管路的总流量为0.3m3/s，试求：①当两阀门全开时，两支路的流量比和并联管路的阻力损失；②当两阀门同时关小至zC=zD=30时，两支管的流量比及并联管路的阻力损失有何变化？12CDAB第五节管路计算

二、管路计算

【例题】——并联管路

①阀门全开②阀门半开讨论：①对于并联管路，若各支管阻力不等，即使直径相同，也会导致流量分配的不均匀，使并联设备不能发挥应有的作用，这一点在并联管路的设计中必须充分注意；②在不均匀并联管路中串联大阻力元件，可提高流量分配的均匀性，其代价是能量的消耗。第五节管路计算

二、管路计算

【例题】——分支管路用长度l=50m、直径d1=25mm的总管，从高度z=10m的水塔向用水处供水。在用水处水平安装d2=10mm的支管10个。设总管摩擦系数λ=0.03，总管局部阻力系数∑ζ1=20。支管很短，阀门全开时包括出口损失在内的支管阻力相当于一个ζ2=6.4的球心阀的阻力。分流点的阻力可以忽略。求：①当所有阀门全开时，总流量qV=？m3/s②再增设同样10个支路，各支路阻力同前，qV有何变化？第五节管路计算

二、管路计算

【例题】——分支管路

设有