化工原理-1章流体流动

化工原理

principlesofchemicalengineering

第一章流体流动（FlowofFluid）延安大学化学与化工学院第一章流体流动

第一节概述第二节流体静力学第三节流体动力学第四节流体流动的阻力第五节管路计算第六节流速和流量的测量

学习本章的意义1.流体存在的广泛性。在化工厂中，管道和设备中绝大多数物质都是流体（包括气体、液体或气液混合物）。2.通过研究流体流动规律，可以正确设计管路和合理选择泵、压缩机、风机等流体输送设备，并且计算其所需的功率。3.流体流动是化工原理各种单元操作的基础，对强化传热、传质具有重要的实践意义。第一节概述第一节概述流体：指具有流动性的物体，包括液体和气体。不可压缩流体：流体的体积不随压力及温度变化。特点：（a）具有流动性（b）受外力作用时内部产生相对运动

流动现象:

①日常生活中液体：易流动、不可压缩。气体：易流动、可压缩。

工业生产过程中煤气煤气水孔板流量计泵水封填料塔水池煤气洗涤塔

流体力学:

研究流体平衡和运动宏观规律的科学。流体力学（流体的状态）流体静力学流体动力学在化工生产中，许多方面都用到流体力学的知识。

连续介质假定：将流体视为由无数质点组成的、彼此间没有

空隙的连续介质。流体质点：含有大量分子的极小单元或微团，尺寸远小于流体所处空间的尺寸，但远大于分子自由程。流体力学的用途①流体的输送

应用流体流动的规律进行分析和计算。②压力、流速和流量的测量生产任务输送流体选择流速确定输送管路的直径输送设备确定第二节流体静力学（FluidStatics）

1.2.1流体的物理性质

1.2.2流体的压力

1.2.3流体静力学基本方程式及应用

1.2.1

流体的物理性质

1.密度(Density)（1）定义：单位体积流体所具有的质量，kg/m3

（2）影响因素：

液体：----液体不可压缩性纯液体的密度可由实验测定或从手册中查取。

气体：纯气体的密度一般可计算得到或从手册中查取。

例附录3、8例附录四

（3）密度的计算①气体密度的计算a.理想气体密度计算:

T0=273.15K，P0=101.3kPa（标态下气体的温度和压力）b.理想气体混合物的密度计算:假设气体混合物由N种物质组成，各物质的体积百分比分别为xi，密度分别为ρi

或yi为各物质的摩尔分数,对于理想气体，体积分数与摩尔分数相等。②混合液体密度计算

假设液体混合物由n种物质组成，混合前后体积不变，各物质的质量百分比分别为ωi，密度分别为ρi

例题1-1

求甲烷在320K和500kPa时的密度。例题1-2已知空气的组成为21%O2和79%N2(均为体积分数)，试求在100kPa和300K时空气的密度。

解：理想气体解：混合气体

书P7例题1-12.流体的比体积（比容）定义：单位质量流体所占的体积。

单位：[m3/kg]

3.黏度

(1)流体的粘性粘性流体速度分布：

是流体的重要的物理性质

只有在流动时才表现出来。

SI制：CGS制：(2)流体的粘度及单位黏度：表征流体粘性的物理性质，用符号μ表示。物理单位制度国际单位制度厘泊

(3)粘度μ的影响因素：

μ=

f(T、P、物质种类)液体：T↑，μ↓（T↑,分子间距↑，范德华力↓，内摩擦力↓）气体：T↑，μ↑（T↑,分子间距有所增大，但对μ影响不大，但T↑，分子运动速度↑，内摩擦力↑）压力P对气体粘度的影响一般不予考虑，只有在极高或极低的压力下才考虑压力对气体粘度的影响。

(4)运动粘度υ及单位：CGS制单位：[cm2/s]=[St]（斯托克斯，简称斯）

,常用的还有cst（厘斯），1st=100cst换算：1St=100cSt=1×10-4m2/s

SI制单位:[m2/s]

(5)混合物粘度：分子不缔合的液体混合物：气体混合物：式中：xi－液体混合物中i组分的摩尔分率；

yi－气体混合物中i组分的摩尔分率；

μi－与混合物相同温度下的i组分的粘度；

Mi－气体混合物中i组分的分子质量。组分黏度见---附录9、附录101.2.1流体的压力（Pressure）一.定义

流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强，工程上一般称压力。或[Pa][N/m2]式中

P──压力，N/m2即Pa(帕斯卡)；

F──垂直作用在面积A上的力，N；

A──作用面积，m2。

工程单位制中，压力的单位是at(工程大气压)或kgf/cm2。

其它常用的压力表示方法还有如下几种：标准大气压（物理大气压）atm；米水柱mH2O；毫米汞柱mmHg；流体压力特性：（1）流体压力处处与它的作用面垂直，并总是指向流体的作用面。（2）流体中任一点压力的大小与所选定的作用面在空间的方位无关。

1atm=101.3kPa=1.033kgf/cm2=760mmHg=10.33mH2O1at=98.1kPa=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O将下列压力换算为kPa

（1）

640mmHg；（2）8.5mH2O；（3）2kgf/cm2记住结果：（1）

85.3kPa；（2）83.4kPa；（3）196.2kPa二.压力的表示方式三种表示方式：绝对压力、表压、真空度

绝对压力：以绝对真空(即零大气压)为基准计量的压力，是流体的真实压力；表压力：以当地大气压为基准，比当地大气压高出的压力，称为表压力。

真空度：以当地大气压为基准，比当地大气压低出的压力，称为真空度。①大气压随海拔高度、温度和湿度而变；②式a,式b的大气压均指当地大气压，如不加说明时均可按标准大气压计算；压力的数值如不特殊说明，均指绝对压力。表压力=绝对压力-大气压力式a真空度=大气压力-绝对压力式b注意：

绝对真空当时当地大气压强绝对压强真空度绝对压强表压绝压、表压、真空度的关系P1P2

【例题1-3】在兰州操作的苯乙烯精馏塔塔顶的真空度为620mmHg。在天津操作时，若要求塔内维持相同的绝对压力，真空表的读数应为多少？兰州地区的大气压力为640mmHg,天津地区的大气压力为760mmHg。

解：兰州：绝压=大气压-真空度天津：真空度=大气压-绝压

【例题1-4】装在某设备进口和出口的压强表的读数分别为4kgf/cm2和2kgf/cm2，试求此设备的进出口之间的压强差，kPa。设当时设备外的大气压强为1kgf/cm2。压强差=进口绝压-出口绝压=(P+P进表)-(P+P出表)=P进表-P出表解：书P8例题1-2

（1）若当地大气压为750mmHg，0.5atm(表压)则______

kgf/cm2(绝)=Pa（绝）＝

mmHg(绝)。

（2）若当地大气压为720mmHg，某设备上真空表读数为700mmHg，该设备内绝压为

mmHg。1.5361.51×1051130201.2.3流体静力学基本方程式及应用

流体静力学研究流体静止时其内部压强变化的规律。流体静力学基本方程式是用于描述静止流体内部的压力沿着高度变化的数学表达式重力：

作用于上底的总压力：作用于下底的总压力：一、推导取：液柱为研究对象垂直方向上作用于液柱的力有：液柱处于静止时，上述三力的合力为零:——静力学基本方程式压力形式能量形式应用范围：流体为不可压缩流体，即密度为常数hp0p化简得：

1132244535p1p2p①等压面定义:

静止、连续的同种流体，处于同一水平面上的各点压力相等关于静力学方程的讨论：实例：

等压面概念

③

p0变化某一数值，则p改变同样大小数值—压力的可传递性或pozoh112p1p2z2z1重力场中的压力分布④静止流体内部，各不同截面上的压力能和势能两者之和为常数。hp0p

⑤静力学方程的几种不同形式

单位：单位：单位：静压能位能静压头位压头（1）在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。液体密度越大，深度越大，则该点的压力越大。在同一静止流体中，处在不同位置流体的位能和静压能各不相同，但其总和保持不变。流体静力学基本方程式讨论：——单位质量流体所具有的位能，J/kg；——单位质量流体所具有的静压能，J/kg。（2）物理意义：（3）在静止的、连续的同种流体内，处于同一水平面上各点的压力处处相等。压力相等的面称为等压面。（4）压力具有传递性：液面上方压力变化时，液体内部各点的压力也将发生相应的变化。P0P2二、流体静力学基本方程式的应用（一）压力的测量（Measuringpressuredifferences）

对指示液要求：与被测流体不互溶；不起化学反应；指示液密度大于被测流体。

1、U形管压差计（U-tubemanometer）

组成：U形玻璃管、标尺盘、指示剂指示液：水、油、四氯化碳或汞∵测量原理：形成液位差RU形玻璃管的两端与管道中的两截面相连通若作用于U形管两端的压力P1和P2不等，若P1>P2（2）若将U形管一端与被测点连接，另一端与大气相通，此时测得的是流体的表压或真空度。（1）若被测流体是气体，则上式可简化为

推论：表压真空度U管压差计优缺点：a.构造简单，测压方便b.测压范围窄c.玻璃管易碎

2、斜管压差计R1Rp1p2倾斜液柱压差计α当被测量的流体压力或压差不大时，读数R很小，为了得到精确的读数，可采用如下的斜管压差计

扩张室3、微差压差计适用范围：当斜管压差计所示读数仍很小时。组成：U形玻璃管、标尺盘、扩大室、两种指示剂h由工业上常用的双指示液有：石蜡油与工业酒精；苯甲醇与氯化钙溶液等。

按静力学基本方程式可推出：由上式可看出，对于一定的压差，（ρA-ρC）越小，则读数R就越大，所以应使用两种密度接近的指示液。【例题1-5】

用U管压差计测量气体管路上两点的压力差，指示液为水，其密度为1000kg/m3，读数R为12mm。为了放大读数，改用微差压差计，指示液A是含有40%酒精的水溶液，密度为920kg/m3；指示液C是煤油，密度为850kg/m3。问读数可以扩大多少？解：

（二）液位测量化工厂中经常要了解容器里物料的贮存量，或要控制设备里的液面，因此要进行液位的测量。a.玻璃管液位计优点：构造简单、测量直观、使用方便缺点：玻璃管易碎、不利于远处观测组成原理：连通器b.液柱压差计连通管中放入的指示液，其密度远大于容器内液体密度。利用较小的指示液液位读数R来计量大型容器内贮藏的液体高度。【例题1-6】

如图所示的容器内存有密度为800

m3/㎏的油，U管压差计中的指示液为水银，读数200mm。求容器内油面高度。解：设容器上方的压力为P0，液面高度为h，则ρ1ρ2（三）

液封高度的计算

液封作用：确保设备安全：当设备内压力超过规定值时，气体从液封管排出；防止气柜内气体泄漏。液封高度：PP为表压【例题1-7】如图所示，某厂为了控制乙炔发生炉内的压强不超过10.7×103Pa（表压），需在炉外装有安全液封，其作用是当炉内压强超过规定，气体就从液封管口排出，试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h。解：液封管口作基准水平面o-o’，在其上取1，2两点。

换算成绝压第三节流体动力学1.3.1流量与流速1.3.2流体流动的质量衡算——连续性方程1.3.3流体流动的能量衡算——柏努利方程第三节流体动力学1.3.1流量和流速一、流量(FlowRate)(1)体积流量：单位时间内流体流过管路任一截面积的体积，以qV表示，单位：m3/s或

m3/h。(2)质量流量：单位时间内流体流过管路任一截面积的质量，以qm表示，单位：kg/s或kg/h。二者关系：单位时间内流体的质点在流动方向上流过的距离，m/s

二、流速u(Velocity)1.

平均流速：质量流量和流速关系：2.质量流速:单位时间内流过单位截面积的流体质量[kg/(m2·s)][m/s]单位时间内流过单位截面积的流体体积流体经管路截面上各点的流速是不同的。体积流量和流速关系：流量和流速及横截面积之间的关系称为流量方程式3.流量和流速-流量方程式三、管径的估算

uu适宜费用总费用设备费操作费

一般管道的截面是圆形的，若d为管子的内直径，则管子截面积

对于圆形管道：流量qV一般由生产任务决定。流速选择：↑→d↓→设备费用↓流动阻力↑→动力消耗↑

→操作费↑均衡考虑带入流量方程式，得液体的流速取0.5-3m/s，气体则为10-30m/s适宜流速：由于管径已经标准化，所以经计算得到管径后，应按照标准定。通常钢管的规格以外径和壁厚来表示，表以φ外径×壁厚。表1-1某些流体在管道中的适宜流速范围注意：内径如何求取？规格通过附录查询P315附录181.3.2流体流动中的质量衡算——连续性方程(MassBalanceinaFlowingFliud--EquationofContinuity)一、稳态流动及非稳态流动1、稳态流动流场中的物理量，仅和空间位置有关，而和时间无关。如：流速、压力

2、非稳态流动流场中的某物理量，不仅和空间位置有关，而且和时间有关。随着过程的进行，h减低,u降低。

①在化工生产中，正常运行时，系统流动近似为稳态流动。各点各处的流量不随时间变化，近似为常数。②只有在出现波动或是开、停车时，为非稳态流动。说明：对于稳态流动系统，在管路中流体没有增加和漏失的情况下：推广至任意截面——连续性方程式二、连续性方程不可压缩性流体，圆形管道：

即不可压缩流体在管路中任意截面的流速与管内径的平方成反比。【例题1-8】

一管路由内径为100mm和200mm的钢管连接而成。已知密度为1186kg/m3液体在大管中的流速为0.5m/s，试求：(1)小管中的流速m/s；（2）管路中液体的体积流量m3/h和质量流量kg/h。解：(1)(2)注意单位【例题1-9】如附图所示，管路由一段φ89×4mm的管1、一段φ108×4mm的管2和两段φ57×3.5mm的分支管3a及3b连接而成。若水以9m3/s的体积流量流动，且在两段分支管内的流量相等，试求水在各段管内的速度。

3a123b流体分支管系统时，遵如下原则：主管总流量等于各支管流量之和，即

qV1=qV2=qV3a+qV3b解：qV1=9m3/sqV2=9m3/sqV3a=qV3b=qV1/2=4.5m3/s管径d的求法：d1=89-4×2=81mm1.3.3

流体流动中的能量衡算——伯努利方程一、流动的流体所具有的机械能

（2）动能(KineticEnergy)（1）位能(Gravity

Energy)（3）静压能(StaticPressureEnergy)mgz质量为m（kg）流体的总机械能：[J]衡算基准：质量为m（kg）流体——单位质量流体所具有的位能，J/kg；——单位质量流体所具有的静压能，J/kg；——单位质量流体所具有的动能，J/kg。质量为1kg流体的总机械能：[J/kg]在无其它形式的能量输入和输出的情况下，理想流体进行稳定流动时，在管路任一截面的流体总机械能是一个常数。即二、理想流体的柏努利方程----理想流体柏努利方程

三.实际流体的机械能衡算式(柏努利方程)（一）实际流体机械能衡算式[J/kg]（2）外加功1kg流体从流体输送机械所获得的能量为W

e(J/kg)（1）能量损失1kg流体损失的能量为ΣR（J/kg）

——实际流体的伯努利方程式

以单位重量（1kg）流体为衡算基准[m]

单位为m，其物理意义为：每千克重量的流体所具有的能量。通常将其称为压头。柏努力方程是流体动力学中最主要的方程式，可以用来计算流体的流速，以及管路输送系统中所需的外加压头等问题。外加压头：损失压头：同除以g（二）、应用柏努利方程的解题要点（Δ）1.确定衡算范围，实际是选取截面（解题关键）

两截面均应与流体流动方向垂直。流体必须从1-1截面进入系统，从2-2截面流出系统，两截面间

的流体必须是连续的。4.两横截面相差很大，取大口截面u=0。必须与地面平行。一般是选位能较低的截面为基准面，此时z=0。水平管确定基准面时，一般是取通过管中心线的水平面为基准面。2.确定基准面3.各物理量要采用同一单位制（衡算基准），压强的表示形式也要统一，与大气相通截面的表压为零。5.伯努利方程式适用于不可压缩性流体。对于可压缩性流体，当时，仍可用该方程计算，但式中的密度ρ应以两截面的平均密度ρ均代替。从高位槽向塔内进料（水），高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。送液管为φ45mm×2.5mm的钢管，要求送液量为3.6m3/h。设料液在管内的压头损失为1.2m（不包括出口能量损失），试问高位槽的液位要高出进料口多少米？【例1-10】确定设备的相对位置1.选取截面解：2.确定基准面3.确定衡算基准4.列式求解其中：Z1=h；Z2=0；H=0；ρ=常数；P1=P2=1atm一敞口高位槽（如图所示），其液面距出液口垂直距离6米，液面维持恒定。输液管内径为68mm，流动过程的损失压头为5.6m液柱，液体的密度为1100kg/m3,试求输送液体量m3/h。1.选取截面解：2.确定基准面3.确定衡算基准4.列式求解【例1-11】确定流速及流量u1=0;z1=0;z2=6m;d=68mm;ρ=1100kg/m3;ΣHf=5.6m某离心泵安装在水井水面上4.5m，泵流量为20m3/h，吸水管为φ108mm×4mm钢管，吸水管路中损失能量为24.5J/kg，泵提供的能量为30.9J/kg,求泵入口处的压力（绝压），当地的大气压力为100kPa。【例1-12】确定管路中流体的压强1.选取截面解：2.确定基准面3.确定衡算基准4.列式求解如图将密度为1840kg/m3的溶液从贮槽用泵打到20米高处。已知泵的进口管路为φ108mm×4mm，溶液的流速为1m/s。泵的出口管路为φ68×4mm，损失压头为3m液柱。试求泵出口处溶液的流速和所需的外加压头。【例1-13】确定输送机械的外加压头解：1.选取截面2.确定基准面3.确定衡算基准4.列式求解连续性方程伯努利方程第四节流体流动的阻力1.4.1牛顿黏性定律

1.4.2流体流动类型与雷诺数

1.4.3流体在圆管内的速度分布1.4.4管、管件及阀门

1.4.5流体在直管中的流动阻力

1.4.6流体流动局部阻力的计算

1.4.7流体在管内流动的总阻力损失计算

由于粘性存在，流体在管内流动时管截面不同半径处的速度并不相同，而是形成某种速度分布。运动着的流体内部相邻两流体层间的相互作用力称内摩擦力。内摩擦力（主要原因）流体流动状况流体阻力（次要原因）其他：有关1.4.1牛顿黏性定律

速度分布：速度沿距离的变化关系。u推力F0xu=0yYdudy

平板间的流体剪应力与速度梯度关系

设有上下两块平行放置且面积很大而相距很近的平板，板间充满了某种液体。若将下板固定，对上板施加一个恒定的外力，上板就以恒定的流速u沿x方向运动。此时，两板间的液体就会分成无数平行的薄层而运动，形成线性的速度分布。相邻两流体层产生粘性摩擦力。

牛顿粘性定律：实验发现：意义：内摩擦应力的大小与速度梯度成正比。

F—内摩擦力，Nτ—内摩擦应力，Paμ—流体的黏度，Pa·s1.4.2流动类型与雷诺准数（flowtypesandReynoldsnumber)1.雷诺实验

1883年英国科学家雷诺（Reynolds）通过实验发现液体在流动中存在两种内部结构完全不同的流态：层流和湍流。流动型态

2.流体流动状态湍流：很慢层流较大过渡态大紊流（湍流）所有流体质点沿管轴做规则的平行直线运动.(滞流)层流：流体质点作复杂的无规则运动（紊流）.过渡状态：从层流到湍流之间。在实际生产中，流体的流动类型多属于湍流雷诺进行的实验研究还表明，流体的流动状况不仅与流体的流速有关，而且与流体的密度、黏度和管径有关。Re数值的大小，可以作为判别流体流动类型的标准。当d↑、u↑、ρ↑时，使流体流动形态向湍流方向移动当μ↑时，使流体流动形态向层流方向移动将四个参数构成数群：无量纲雷诺准数3.雷诺准数准数：凡是几个有内在联系的物理量按无因次条件组合起来的数群。Re≤2000时，流动为层流，此区称为层流区；Re≥4000时，一般出现湍流，此区称为湍流区；2000<

Re<4000时，流动可能是层流，也可能是湍流，该区称为不稳定的过渡区。物理意义：

Re反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系，标志着流体流动的湍动程度。4.流动状态的判定：【例题1-14】密度为800kg/m3，黏度2.3×10-3

Pa·s的液体，以10m3/h的流量通过内径为25mm的圆管路。试判断管中流体的流动类型。【习题1-15】20℃的水在φ630mm×9mm的无缝钢管中流动，流量为30m3/h。试判断其流动类型；如要保证管内流体做层流流动，则管内最大的平均流速应为多少m/s？解：解：层流时Re=20001.4.3圆管内流体的速度分布

管壁上非常薄的流层流速为零，离管壁越远流速越大，在管中心线上流速最大。

层流平均速度：湍流平均速度：抛物线型盾头抛物线型1.4.4管、管件及阀门一、管子铸铁管无缝钢管有缝钢管有色金属管塑料管玻璃管橡胶管陶瓷管水泥管二、管件1、改变管路方向的管件

2、连接两管的管件3、连接管路支路的管件三通斜三通四通斜四通

4、改变管路直径的管件同心异径管偏心异径管内外螺纹管接头5.堵塞管路的管件管帽法兰盖三.阀件（调节流量）旋塞阀闸阀截止阀丝堵止回阀球阀安全阀四、管路的连接螺纹连接法兰连接焊接承插连接五.管路的热补偿波形热补偿波形热补偿填料函式补偿六.管路的保温和涂色保温涂色保温例：氢气：深绿色氧气：天蓝色氯气：草绿色1.4.5

流体流动的阻力一、流体阻力产生的原因根源：内摩擦力、流体流动状况条件：流体内部发生相对运动阻力大小的影响因素：物性、壁面的大小、流动状况

二、流体阻力的分类直管阻力：流体流经直管所产生的阻力。局部阻力：流体流经管件或阀门及进出口时由于受到局部阻碍而产生的阻力总能量损失=当流体流经等径管时：当流体流经水平等径管时：

三、直管阻力1、层流时的直管阻力当层流时，根据哈根-泊稷叶方程：令（λ为摩擦系数，无单位）则-----范宁公式单位：J/Kg压头损失m压力损失Pa其它形式：

2、湍流和过渡流时的直管阻力ε--绝对粗糙度与Re的函数关系光滑管：玻璃管、有色金属管、塑料管等；粗糙管:铸铁管、钢管、水泥管等

课本P29图1-29

3、管壁粗糙度对λ的影响（1）粗糙度绝对粗糙度：ε相对粗糙度：ε/d

(2)粗糙度对λ的影响a、层流时λ=f（Re）——ε对λ无影响b、湍流时若εb<ε,

λ=f（Re，ε/d）若εb>ε，λ=f（Re）εb——层流底层

4、经验公式计算λ（1）对于光滑管------伯拉修斯公式适用范围：2.5ⅹ103<Re<105

(2)对于湍流区的光滑管、粗糙管、直至完全湍流区，皆适用a、考莱布鲁克公式b、哈兰德公式当量直径：

套管环隙，内管的外径为d1，外管的内径为d2:边长分别为a、b的矩形管:四、非圆形管的直管阻力【习题1-16】套管换热器由无缝钢管φ25mm×2.5mm和φ76mm×3mm组成，今有50℃，流量为2000kg/h的水在套管环隙中流过，试判断水的流动类型。解：当量直径：

【例题1-17】分别计算在下列情况时，流体流过100m直管的损失能量和压力降。①20℃98%的硫酸在内径为50mm的铅管内流动，流速u=0.5m/s，硫酸密度为1830kg/m3，黏度为23mN·s/m2。解：a.判断流动形态

b.摩擦系数②20℃的水在内径为68mm的钢管中流动，流速u=2m/s。（Re≤2000）c.求直管阻力b.摩擦系数（查表）Re≥4000a.判断流动形态c.求直管阻力

五、流体流动局部阻力的计算

两种方法：当量长度法、阻力系数法1、当量长度法

将流体流经管道或阀门所产生的局部阻力折合成相当于同直径一定长度直管所产生的阻力，此折合的直管长度称为当量长度，用符号表示。即：

[J/kg]

书P31表1-3

例如，45°标准弯头的值为17，如这种弯头配置在φ108×4mm的管路上，则它的当量长度＝17×(108-2×4)＝1700mm＝1.7m。各种管件、阀门及流量计等以管径计的当量长度

2、阻力系数法

阻力系数法近似地认为局部阻力损失服从速度平方定律，即

---局部阻力系数（一般管子入口ξ=0.5，管子出口ξ=1）[J/kg]书P31表1-3六、流体在管内流动的总阻力损失计算

管路系统的总阻力包括了所取两截面间的全部直管阻力和所有局部阻力之和，即柏努利方程中的ΣR项

【例题1-18】以36m3/h流量的常温水在φ108×4mm的钢管中流过，管路上装有90°标准弯头两个，闸阀（全开）一个，直管长度为30m。试计算水流过该管路的总阻力损失。解：a.判断流动形态

b.摩擦系数（查表）Re≥4000湍流c.求直管阻力d.求局部阻力当量长度法：查表标准弯头l当/d为30，闸阀（全开）l当/d为7f.求总阻力阻力系数法：查表标准弯头为0.75，闸阀（全开）为0.17

第五节管路计算1.5.1简单管路指没有分支或汇合的管路

管路计算是连续性方程式、伯努利方程式及能量损失计算式的具体应用。特点:①各段qm和qv相等。②总阻力等于各段阻力之和。

常见问题：①已知d、q、l、Σle求We——不需要试差②已知d、l、Σle、ΣR求u或q——需要试差③已知l、Σle、ΣR、u或q求d——需要试差

试差法举例:书P34例题1-11

试差法：①设λ（通常初值常取0.02-0.03）②求出流速u和Re③查