1.6-流体输送管路的计算

1.6流体输送管路的计算1.6.1阻力对管内流动的影响1.6.2简单管路计算1.6.3复杂管路计算1.6.1阻力对管内流动的影响一、简单管路设各段管径相同，高位槽内液面恒定，流体作定态流动。阀门由全开转为半开时流量、阀前压力、阀后压力如何变化？①管内流速减小，即管内流量减小增大减小不变②阀前压力增大增大减小③阀后压力减小减小减小结论①任何局部阻力的增加，将使管内的流量下降。②下游阻力增大，使上游压强上升。③上游阻力增大，使下游压强下降。其他条件不变时：二、分支管路原工况：阀门A、B全开新工况：阀门A关小，阀门B不变。问：qv0、qv2、qv3如何变化？0-2管路：A关小，qvA↓，ψ0↑〔下游阻力↑，使上游压强↑〕。增大不变减小①总管流量qV0↓，qvA↓。对象：1-0-3管路②qvB↑结论①关小阀门使所在支管流量下降②与之平行的支管内流量上升③总管流量减少两种极端情况①总管阻力可以忽略，支管阻力为主。0举例：城市供水、煤气管线的铺设②总阻力为主，支管阻力可以忽略。0三、集合管路1.问题原工况：阀门全开，两高位槽在下游0点集合。新工况：将阀门逐渐关小，试分析流体的流动方向。1.6.2简单管路计算一、数学描述质量守恒式摩擦系数计算式机械能守恒式9个变量：qV，d，u，ψ1，ψ2，λ，l，∑ζ，ε3个方程6个变量便可求出另外3个变量问题数根据规定的生产任务设计出经济合理的设备或管路2类问题对某个过程或设备在一定条件下能够完成的任务进行计算或核定某个参数的指标设计型操作型①设计型和操作型的划分既客观地反映实际工作的内容和性质，也有利于研究者联系实际去思考问题，防止数学游戏式地解题，表达工程科学的特点。②2类问题具有各自的特点，在解法上也不同，分类后便于掌握这些特点，以利于求解。分类原因:三、设计型计算规定输送量qV,确定最经济的管径d及须由供液点提供的势能ψ1(1)供液点与需液点间的距离,即管长l(2)管道材料及管件配置,即ε和∑ζ(3)需液点的势能ψ2设计要求:给定条件:9个变量：qV，d，u，ψ1，ψ2，λ，l，∑ζ，ε解决思路:(2)(3)qV一定u↑d↓设备费用↓hf↑Ψ↑操作费用↑特点：参数的选择与优化四、操作型计算练习28解：

〔1〕求流量阀关闭时容器A、B间的位差在A与B间列伯努利方程假设管内流体呈层流流动验：假设成立阀门由全关至1/4开阀前压力p1减小阀后压力p2增大1.6.3复杂管路计算典型的复杂管路有分支管路、集合管路和并联管路一、并联管路

1、特点：〔1〕主管中的流量为并联的各支路流量之和；不可压缩流体(2)对单位质量流体，并联的各支管阻力损失相等

不可压缩流体在管内流动2.并联管路的流量分配支管越长、管径越小、阻力系数越大——流量越小COAB分支管路COAB汇合管路二、分支管路与集合管路1、特点：不可压缩流体〔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。〔1〕主管中的流量为各支路流量之和；例如下图，从自来水总管接一管段AB向实验楼供水，在B处分成两路各通向一楼和二楼。两支路各安装一球形阀，出口分别为C和D。管段AB、BC和BD的长度分别为100m、10m和20m〔仅包括管件的当量长度〕，管内径皆为30mm。假定总管在A处的表压为0.343MPa，不考虑分支点B处的动能交换和能量损失，且可认为各管段内的流动均进入阻力平方区，摩擦系数皆为0.03，试求：（1）D阀关闭，C阀全开（）时，BC管的流量为多少？（2）D阀全开，C阀关小至流量减半时，BD管的流量为多少？总管流量又为多少？5mACDB自来水总管解:(1)在A~C截面(出口内侧)列柏努利方程

=2.41m/s(2)D阀全开，C阀关小至流量减半时在A~D截面〔出口内侧〕列柏努利方程〔不计