流體在圓管內(nèi)流動時的阻力計(jì)算(總)ppt課件

1、速度分布為拋物線外形。速度分布為拋物線外形。管中心的流速最大；管中心的流速最大；速度向管壁的方向漸減；速度向管壁的方向漸減；靠管壁的流速為零；靠管壁的流速為零；平均速度為最大速度的一半。平均速度為最大速度的一半。 2max1rrvvR2max212max212128rsArvrdrv dARVppvvRAARl 11 2 速度分布有兩個區(qū)域：速度分布有兩個區(qū)域： 中心中心(較平坦較平坦); 近管壁近管壁(速度梯度很大速度梯度很大); u壁壁=0.3 近管壁有層流底層近管壁有層流底層；4 中間為湍流區(qū)；中間為湍流區(qū)；5 v越大，層流底層越?。辉酱?，層流底層越??； max82. 0平均u特點(diǎn)：特點(diǎn)

2、：湍流湍流滯流滯流由于質(zhì)點(diǎn)的劇烈碰撞與混合，湍流時速度分布至今尚未可以以實(shí)際導(dǎo)出，通常將其表示成由于質(zhì)點(diǎn)的劇烈碰撞與混合，湍流時速度分布至今尚未可以以實(shí)際導(dǎo)出，通常將其表示成閱歷公式或圖的方式。閱歷公式或圖的方式。3 1 1、邊境層的概念、邊境層的概念 粘性對流動的影響僅限于緊貼物體壁面的薄層中，而在這一薄層外粘性影響很小，這一粘性對流動的影響僅限于緊貼物體壁面的薄層中，而在這一薄層外粘性影響很小，這一薄層稱為邊境層。通常將流體速度低于未受壁面影響的流速的薄層稱為邊境層。通常將流體速度低于未受壁面影響的流速的99%99%的區(qū)域稱為邊境層。的區(qū)域稱為邊境層。 五、邊境層五、邊境層v0vv0v層流

3、內(nèi)層層流內(nèi)層湍流邊境層湍流邊境層x層流邊境層層流邊境層y邊境層界限邊境層界限v0主流區(qū)主流區(qū)4湍流時的滯流內(nèi)層和緩沖層湍流時的滯流內(nèi)層和緩沖層滯流內(nèi)層或滯流底層滯流內(nèi)層或滯流底層 緩沖層或過渡層緩沖層或過渡層 湍流主體湍流主體5邊境層的根本特征邊境層的根本特征2 邊境層內(nèi)沿厚度方向，存在很大的速度梯度。邊境層內(nèi)沿厚度方向，存在很大的速度梯度。3 邊境層厚度沿流體流動方向是添加的。邊境層厚度沿流體流動方向是添加的。 1 與物體的特征長度相比，邊境層的厚度很小與物體的特征長度相比，邊境層的厚度很小, .x4 邊境層內(nèi)的流態(tài)，也有層流和紊流兩種流態(tài)。在湍流邊境層里，接近壁面處仍有一邊境層內(nèi)的流態(tài)，也

4、有層流和紊流兩種流態(tài)。在湍流邊境層里，接近壁面處仍有一薄層滯流內(nèi)層。薄層滯流內(nèi)層。 5滯流內(nèi)層的厚度雖不大，但成為傳熱傳質(zhì)的主要阻力。把流動流體分成兩個區(qū)域這樣一滯流內(nèi)層的厚度雖不大，但成為傳熱傳質(zhì)的主要阻力。把流動流體分成兩個區(qū)域這樣一種流動模型，將粘性的影響限制在邊境層內(nèi)，可使實(shí)踐流體的流動問題大為簡化，并且可以種流動模型，將粘性的影響限制在邊境層內(nèi)，可使實(shí)踐流體的流動問題大為簡化，并且可以用理想的方法加以處理。用理想的方法加以處理。 6 實(shí)驗(yàn)證明，層流速度的拋物線分布規(guī)律要流過一段間隔后才干充分開展成拋物線的外形。 當(dāng)液體深化到一定間隔之后，管中心的速度等于平均速度的兩倍時，層流速度分布

5、的拋當(dāng)液體深化到一定間隔之后，管中心的速度等于平均速度的兩倍時，層流速度分布的拋物線規(guī)律才算完全構(gòu)成。尚未構(gòu)成層流拋物線規(guī)律的這一段，稱為層流起始段。物線規(guī)律才算完全構(gòu)成。尚未構(gòu)成層流拋物線規(guī)律的這一段，稱為層流起始段。光滑管穩(wěn)定段長度：光滑管穩(wěn)定段長度：l0.050.06dRe l滯流邊境層滯流邊境層2、層流邊境層的構(gòu)成、層流邊境層的構(gòu)成73 3、曲面邊境層分別景象、曲面邊境層分別景象 當(dāng)不可緊縮粘性流體流過平板時，在邊境層外邊境上沿平板方向的速度是一樣的，而當(dāng)不可緊縮粘性流體流過平板時，在邊境層外邊境上沿平板方向的速度是一樣的，而且整個流場和邊境層內(nèi)的壓強(qiáng)都堅(jiān)持不變。且整個流場和邊境層內(nèi)的

6、壓強(qiáng)都堅(jiān)持不變。 當(dāng)粘性流體流經(jīng)曲面物體時，邊境層外邊境上沿曲面方向的速度是改動的，所以曲面當(dāng)粘性流體流經(jīng)曲面物體時，邊境層外邊境上沿曲面方向的速度是改動的，所以曲面邊境層內(nèi)的壓強(qiáng)也將同樣發(fā)生變化，對邊境層內(nèi)的流動將產(chǎn)生影響，發(fā)生曲面邊境層的分邊境層內(nèi)的壓強(qiáng)也將同樣發(fā)生變化，對邊境層內(nèi)的流動將產(chǎn)生影響，發(fā)生曲面邊境層的分別景象。別景象。 在實(shí)踐工程中，物體的邊境往往是曲面流線型或非流線型物體。當(dāng)流體繞流非流線型在實(shí)踐工程中，物體的邊境往往是曲面流線型或非流線型物體。當(dāng)流體繞流非流線型物體時，普通會出現(xiàn)以下景象：物面上的邊境層在某個位置開場脫離物面，物體時，普通會出現(xiàn)以下景象：物面上的邊境層在某

7、個位置開場脫離物面， 并在物面附近并在物面附近出現(xiàn)與主流方向相反的回流，流膂力學(xué)中稱這種景象為邊境層分別景象。出現(xiàn)與主流方向相反的回流，流膂力學(xué)中稱這種景象為邊境層分別景象。81 1當(dāng)流速較小時當(dāng)流速較小時流體繞固體外表的流動：流體繞固體外表的流動： 流體恤著固體壁緩慢流過，爬流流體恤著固體壁緩慢流過，爬流9x2 2流速不斷提高，到達(dá)某一程度時，邊境層分別流速不斷提高，到達(dá)某一程度時，邊境層分別Avmin=0，pmax；停；停滯點(diǎn)，駐點(diǎn)滯點(diǎn)，駐點(diǎn)BvmaxpminCvmin=0，pmax；新停滯點(diǎn)，分別點(diǎn)新停滯點(diǎn)，分別點(diǎn)分別面分別面空白區(qū)，渦流區(qū)空白區(qū)，渦流區(qū)AB加速減壓加速減壓BC減速加壓減

8、速加壓旋渦旋渦 流體質(zhì)點(diǎn)進(jìn)展著劇烈的碰撞與混合而耗費(fèi)能量，這部分能量損流體質(zhì)點(diǎn)進(jìn)展著劇烈的碰撞與混合而耗費(fèi)能量，這部分能量損耗是由于固體外表外形而呵斥邊境層分別而引起的，稱為形體耗是由于固體外表外形而呵斥邊境層分別而引起的，稱為形體阻力。阻力。10 邊境層分別邊境層分別大量旋渦大量旋渦耗費(fèi)能量耗費(fèi)能量增大阻力增大阻力 在流體保送中應(yīng)設(shè)法防止或減輕邊境層分別，措施：選擇適宜的流速，改動固體的形體。在流體保送中應(yīng)設(shè)法防止或減輕邊境層分別，措施：選擇適宜的流速，改動固體的形體。由于邊境層分別呵斥的能量損失，稱為形體阻力損失由于邊境層分別呵斥的能量損失，稱為形體阻力損失如汽車、飛機(jī)、橋墩都是流線型如汽

9、車、飛機(jī)、橋墩都是流線型在傳熱、傳質(zhì)混合中應(yīng)加以利用。在傳熱、傳質(zhì)混合中應(yīng)加以利用。1112a流線形物體；b非流線形物體邊境層外部流動外部流動尾跡外部流動外部流動尾跡邊境層13第四節(jié)第四節(jié) 流體在圓管內(nèi)流動時的阻力計(jì)算流體在圓管內(nèi)流動時的阻力計(jì)算 本節(jié)是在上節(jié)討論管內(nèi)流體流動景象根底上，進(jìn)一步討論柏努利方程式中能量損失的本節(jié)是在上節(jié)討論管內(nèi)流體流動景象根底上，進(jìn)一步討論柏努利方程式中能量損失的計(jì)算方法。計(jì)算方法。 流體具有粘性，流動時存在著內(nèi)摩擦，它是流動阻力產(chǎn)生的根源；流體具有粘性，流動時存在著內(nèi)摩擦，它是流動阻力產(chǎn)生的根源；固定的管壁或其他外形固體壁面促使流動的流體內(nèi)部發(fā)生相對運(yùn)動，為流動

10、阻力的產(chǎn)固定的管壁或其他外形固體壁面促使流動的流體內(nèi)部發(fā)生相對運(yùn)動，為流動阻力的產(chǎn)生提供了條件。流動阻力的大小與流體本身的物理性質(zhì)、流動情況及壁面的外形等要生提供了條件。流動阻力的大小與流體本身的物理性質(zhì)、流動情況及壁面的外形等要素有關(guān)。素有關(guān)。流動阻力產(chǎn)生的緣由與影響要素流動阻力產(chǎn)生的緣由與影響要素可以歸納為：可以歸納為：流體在管路中流動時的阻力有兩種：流體在管路中流動時的阻力有兩種： 2、部分阻力、部分阻力粘性流體繞過固體外表的阻力為摩擦阻力與形體阻力之和。流粘性流體繞過固體外表的阻力為摩擦阻力與形體阻力之和。流體流徑管路中的管件、閥門及管截面的忽然擴(kuò)展或減少等部分地方所產(chǎn)生的阻力。體流徑

11、管路中的管件、閥門及管截面的忽然擴(kuò)展或減少等部分地方所產(chǎn)生的阻力。 1、直管阻力、直管阻力流體流徑一定管徑的直管時，因流體內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力。表流體流徑一定管徑的直管時，因流體內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力。表皮阻力或摩擦阻力。皮阻力或摩擦阻力。15vp2p1Frrwl1122 rlrprp22221P1=p1A1=p1r2由于流體在等徑程度管內(nèi)作穩(wěn)定流動，所以由于流體在等徑程度管內(nèi)作穩(wěn)定流動，所以Fx=0，即：，即：外外表上的剪應(yīng)力外外表上的剪應(yīng)力(摩擦力摩擦力)： P2=p2A2=p2r2 rlF2流體在半徑為流體在半徑為R R 的程度管中作穩(wěn)定流動。在流體中取一段長為的程度管中作穩(wěn)定流動。在流體中取

12、一段長為l l，半徑為，半徑為r r的流體圓柱體。在的流體圓柱體。在程度方向作用于此圓柱體的力有兩端的總壓力程度方向作用于此圓柱體的力有兩端的總壓力(P1-P2)(P1-P2)及圓柱體周圍外表上的內(nèi)摩擦力及圓柱體周圍外表上的內(nèi)摩擦力F F。一、滯流時的摩擦阻力一、滯流時的摩擦阻力16rdvdr 221222dvprprrlrldr0rr Rv積分積分00rrvvRvdvlrdrP00020222lvRP/322PadlvP泊肅葉公式泊肅葉公式17vP1dFFP21122l那么能量損失：那么能量損失：22223264264Re22()( )()dvplvlvfgdgdglvlvdgdgH式中：式

13、中： 摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)， =64/Re=64/Re18例例: 某油在一圓形導(dǎo)管中作滯流穩(wěn)態(tài)流動，現(xiàn)管徑和管長都添加一倍，問在流量不變時，直管阻某油在一圓形導(dǎo)管中作滯流穩(wěn)態(tài)流動，現(xiàn)管徑和管長都添加一倍，問在流量不變時，直管阻力為原來的多少？力為原來的多少？解：22421 2 8vfqlHgd 2211111111211111124211132642Re2128324fvvlvlvl vHdgdggdqqllg dgdd422144112211128ffHl dHl d例：某油礦用例：某油礦用30015mm的鋼管保送原油，管長為的鋼管保送原油，管長為160km，送油量為，送油量為300000kg

14、/h，油管耐壓，油管耐壓60kgf/cm2表壓，油在表壓，油在50oC下保送，粘度為下保送，粘度為0.197Pas，密度為，密度為890kg/m3，問中途應(yīng)設(shè)幾個加壓站？，問中途應(yīng)設(shè)幾個加壓站？解：2227300000/8903002 152700.27 ,1.635/36000.2740.27 1.635 890Re20000.19764/Re0.03051600001.6350.03052465.120.272 9.81890 9.81 2465.12.19 1060 10000 9ffffdmmm vm sdvl vHmdgpgHPap 3.674.81相傳，量子實(shí)際家海森堡臨終時在病榻

15、上宣布，他要帶兩個問題去見上帝：相對論和湍流。海森堡說：“我真的置信他對第一個問題會有答案。湍流湍流22在印象派巨匠梵高的后期作品比如、里，人們可以發(fā)現(xiàn)一些漩渦式的圖案。物理學(xué)家經(jīng)過研討發(fā)現(xiàn)，梵高的畫作里出現(xiàn)的那些深淺不一的漩渦竟然和半個世紀(jì)后科學(xué)家用來描畫湍流景象的數(shù)學(xué)公式不謀而合。梵高這些畫作全屬其后期作品，當(dāng)時他的癲癇癥經(jīng)常發(fā)作。物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這些作品都能找到湍流經(jīng)典數(shù)學(xué)模型的影子，并置信癲癇令梵高產(chǎn)生的幻覺，能夠賦予他洞察湍流奧妙的才干。梵高梵高23風(fēng)洞照片24 根據(jù)多方面實(shí)驗(yàn)并進(jìn)展適當(dāng)數(shù)據(jù)處置后，湍流運(yùn)動時流體的直管阻力為：根據(jù)多方面實(shí)驗(yàn)并進(jìn)展適當(dāng)數(shù)據(jù)處置后，湍流運(yùn)動時流體的直管阻力

16、為：22lvfdgH 為阻力系數(shù)，為阻力系數(shù)， ,()eedReR64層流時：層流時：湍流運(yùn)動時阻力湍流運(yùn)動時阻力hf在方式上與層流一樣。在方式上與層流一樣。范寧公式范寧公式22vldp 二、湍流時的摩擦阻力二、湍流時的摩擦阻力25 1082 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8103104105106107雷諾數(shù)Redv 0.09 0.10 0.08 0.07 0.060.050.04 0.030.0250.02 0.015 0.01 0.0090.008 0.050.040.030.0150.0080.0060.004ed0.0020.00060.00

17、040.00020.00010.000050.000010.0000050.0000010.001 0.00080.01 0.02Re64層流區(qū)層流區(qū)過渡區(qū)過渡區(qū)湍流區(qū)湍流區(qū)光滑管光滑管Re, 完全湍流區(qū)完全湍流區(qū)阻力平方區(qū)阻力平方區(qū)思索：由圖可見，思索：由圖可見，Re， ，這與阻力損失隨，這與阻力損失隨 Re增大而增大能否矛盾？增大而增大能否矛盾？22fl vhdgMoody圖圖 例如：例如：Re=40000，=0.002，=？26上圖可以分成上圖可以分成4個不同區(qū)域。個不同區(qū)域。層流區(qū)：層流區(qū)： Re2000，=64/Re ，與，與無關(guān)。無關(guān)。過渡區(qū)：過渡區(qū)：2000 Re eb ebeb

18、ebeedbv 流體流經(jīng)管件時，其速度的大小、方向等發(fā)生變化，出現(xiàn)漩渦，內(nèi)摩擦力增大，構(gòu)成部分流體流經(jīng)管件時，其速度的大小、方向等發(fā)生變化，出現(xiàn)漩渦，內(nèi)摩擦力增大，構(gòu)成部分阻力。阻力。 部分阻力以湍流為主，層流很少見，由于層流流體受阻后普通不能堅(jiān)持原有的流動形狀。部分阻力以湍流為主，層流很少見，由于層流流體受阻后普通不能堅(jiān)持原有的流動形狀。常見的部分阻力有：常見的部分阻力有：突擴(kuò)突擴(kuò)突縮突縮彎頭彎頭三通三通組成：由管、管件、閥門以及保送機(jī)械等組成的。組成：由管、管件、閥門以及保送機(jī)械等組成的。作用：將消費(fèi)設(shè)備銜接起來，擔(dān)負(fù)保送義務(wù)。作用：將消費(fèi)設(shè)備銜接起來，擔(dān)負(fù)保送義務(wù)。 當(dāng)流體流經(jīng)管和管件、

19、閥門時，為抑制流動阻力而耗費(fèi)能量。因此，在討論流體在管內(nèi)當(dāng)流體流經(jīng)管和管件、閥門時，為抑制流動阻力而耗費(fèi)能量。因此，在討論流體在管內(nèi)的流動阻力時，必需對管、管件以及閥門有所了解。的流動阻力時，必需對管、管件以及閥門有所了解。分類：分類：按資料：鑄鐵管、鋼管、特殊鋼管、有色金屬、塑料管及橡膠管等；按資料：鑄鐵管、鋼管、特殊鋼管、有色金屬、塑料管及橡膠管等；按加工方法：鋼管又有有縫與無縫之分；按加工方法：鋼管又有有縫與無縫之分；按顏色：有色金屬管又可分為紫鋼管、黃銅管、鉛管及鋁管等。按顏色：有色金屬管又可分為紫鋼管、黃銅管、鉛管及鋁管等。表示方法：表示方法：AAB B，其中，其中A A指管外徑，指

20、管外徑，B B指管壁厚度，如指管壁厚度，如1081084 4即管外徑為即管外徑為108mm108mm，管壁厚為，管壁厚為4mm4mm。作用：作用：改動管道方向改動管道方向(彎頭彎頭); 銜接支管銜接支管(三通三通);改動管徑改動管徑(變形管變形管);堵塞管道堵塞管道(管堵管堵)。螺旋接頭螺旋接頭卡箍接頭卡箍接頭彎頭彎頭三通三通變形管變形管管件：管與管的銜接部件。管件：管與管的銜接部件。v截止閥截止閥 (globe valve) v閘閥閘閥 (gate valve) (gate valve)v止逆閥止逆閥(check valve): (check valve): 單向閥單向閥裝于管道中用以開關(guān)管

21、路或調(diào)理流量。裝于管道中用以開關(guān)管路或調(diào)理流量。v截止閥截止閥 (globe valve) (globe valve) 特點(diǎn)：構(gòu)造較復(fù)雜。在閥體部分液體流動方向經(jīng)數(shù)次改特點(diǎn)：構(gòu)造較復(fù)雜。在閥體部分液體流動方向經(jīng)數(shù)次改動，流動阻力較大。但這種閥門嚴(yán)密可靠，而且可較準(zhǔn)動，流動阻力較大。但這種閥門嚴(yán)密可靠，而且可較準(zhǔn)確地調(diào)理流量。確地調(diào)理流量。運(yùn)用：常用于蒸汽、緊縮空氣及液體保送管道。假設(shè)流運(yùn)用：常用于蒸汽、緊縮空氣及液體保送管道。假設(shè)流體中含有懸浮顆粒時應(yīng)防止運(yùn)用。體中含有懸浮顆粒時應(yīng)防止運(yùn)用。構(gòu)造：依托閥盤的上升或下降，改動閥盤與閥座的間構(gòu)造：依托閥盤的上升或下降，改動閥盤與閥座的間隔，以到達(dá)調(diào)

22、理流量的目的。隔，以到達(dá)調(diào)理流量的目的。v閘閥閘閥 (gate valve) (gate valve)：閘板閥：閘板閥特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，液體阻力小，且不易為懸浮物所堵特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，液體阻力小，且不易為懸浮物所堵塞，故常用于大直徑管道。其缺陷是閘閥閥體高；制塞，故常用于大直徑管道。其缺陷是閘閥閥體高；制造、檢修比較困難。造、檢修比較困難。運(yùn)用：較大直徑管道的開關(guān)。運(yùn)用：較大直徑管道的開關(guān)。構(gòu)造：閘閥是利用閘板的上升或下降，以調(diào)理管路中流體的流量。構(gòu)造：閘閥是利用閘板的上升或下降，以調(diào)理管路中流體的流量。v止逆閥止逆閥(check valve): (check valve): 單向閥單向閥特點(diǎn)：只

23、允許流體一方向流動。特點(diǎn)：只允許流體一方向流動。運(yùn)用：只能在單向開關(guān)的特殊情況下運(yùn)用。運(yùn)用：只能在單向開關(guān)的特殊情況下運(yùn)用。 構(gòu)造：如下圖。當(dāng)流體自左向右流動時，閥自動開啟；如遇到有反向流動時，閥自動封鎖。構(gòu)造：如下圖。當(dāng)流體自左向右流動時，閥自動開啟；如遇到有反向流動時，閥自動封鎖。2、部分阻力的計(jì)算方法、部分阻力的計(jì)算方法 由部分阻力引起的能耗損失的計(jì)算方法有兩種：阻力系數(shù)法和當(dāng)量長度法。由部分阻力引起的能耗損失的計(jì)算方法有兩種：阻力系數(shù)法和當(dāng)量長度法。22vfgH 為部分阻力系數(shù)。由實(shí)驗(yàn)得出，可查表或圖。為部分阻力系數(shù)。由實(shí)驗(yàn)得出，可查表或圖。22elvfdgH le為當(dāng)量長度。為當(dāng)量長

24、度。 將流體流經(jīng)管件時，所產(chǎn)生的部分阻力折合成相當(dāng)于流經(jīng)長度為將流體流經(jīng)管件時，所產(chǎn)生的部分阻力折合成相當(dāng)于流經(jīng)長度為le的直管所的直管所產(chǎn)生的阻力。產(chǎn)生的阻力。lele由實(shí)驗(yàn)確定，可查表。由實(shí)驗(yàn)確定，可查表。46fffHHH局直 留意：在計(jì)算部分阻力損失時，公式中的流速留意：在計(jì)算部分阻力損失時，公式中的流速v v均為截面積較小管中的平均流速。均為截面積較小管中的平均流速。當(dāng)量長度法：當(dāng)量長度法：Hflle dv22g阻力系數(shù)法：阻力系數(shù)法：Hf =l/dv2/2g+v2/2g =l/d+v2/2g四、管路計(jì)算四、管路計(jì)算 1、分類、分類 簡單管路：串聯(lián)管路簡單管路：串聯(lián)管路 管徑不變管徑不

25、變 (按管路有無分支分類按管路有無分支分類) ；管徑不同；管徑不同 復(fù)雜管路復(fù)雜管路 并聯(lián)管路；分支管路并聯(lián)管路；分支管路ABABC并聯(lián)管路并聯(lián)管路分支管路分支管路3、管路計(jì)算中的幾種情況、管路計(jì)算中的幾種情況 知知d, l, qv, 求求He知知d, l, He, 求求v, qv知知l, qv, He, 求求d第一種情況比較簡單，方便；第一種情況比較簡單，方便； 后兩種情況存在著共同的問題，即流速后兩種情況存在著共同的問題，即流速v或管徑或管徑d為未知，因?yàn)槲粗?，因此不能?jì)算此不能計(jì)算Re，那么無法判別流體的流型，故不能確定摩擦系數(shù)，那么無法判別流體的流型，故不能確定摩擦系數(shù)。在工程計(jì)算中常

26、采用試。在工程計(jì)算中常采用試差法或其它方法來求解。差法或其它方法來求解。2 2、計(jì)算根據(jù)、計(jì)算根據(jù) 延續(xù)性方程式延續(xù)性方程式 ，柏努利方程式，能量損失計(jì)算，柏努利方程式，能量損失計(jì)算 V=V1+V2VAB1222122AABBpvpvABfggggzzH22222AABBpvpvABfggggzzH2222AABBpvpvABfABggggzzH12fABffHHH證明證明HfAB= Hf1 =Hf2 各支管總阻力相等各支管總阻力相等 留意：在計(jì)算并聯(lián)管路的能量損失時，只需計(jì)算一根支管的能量損失即可，絕不能將并聯(lián)留意：在計(jì)算并聯(lián)管路的能量損失時，只需計(jì)算一根支管的能量損失即可，絕不能將并聯(lián)的各

27、管段的阻力全部加在一同作為并聯(lián)管路的能量損失。的各管段的阻力全部加在一同作為并聯(lián)管路的能量損失。2221 112 223 33252525123888vvvfil ql ql qhddd222582vflqlvhdgd g各支管的流量比各支管的流量比335322521151321:ldldldVVV分支處總機(jī)械能為定值分支處總機(jī)械能為定值22001101122pvpvfggggzzH22002202222pvpvfggggzzH221122112222pvpvffggggzhzh0-10-2P1P2012VV1V2流體在支管終了時的總機(jī)械能與能量損失之和必相等。流體在支管終了時的總機(jī)械能與能量

28、損失之和必相等。 V=V1+V2證明：證明：比較上兩式，得比較上兩式，得舉例：舉例： 1求保送流體的求保送流體的He 例例: 用直徑用直徑1084mm的管道從低于地面的管道從低于地面4m的水井中抽水，把水打到一個敞口的大蓄水池中，蓄的水井中抽水，把水打到一個敞口的大蓄水池中，蓄水池水面高于地面水池水面高于地面30m，知管中水的流速為，知管中水的流速為2m/s，管子長度與管路全部部分阻力損失的當(dāng)量長度，管子長度與管路全部部分阻力損失的當(dāng)量長度之和為之和為100m，摩擦阻力系數(shù)，摩擦阻力系數(shù)=0.02，求離心泵的揚(yáng)程。，求離心泵的揚(yáng)程。解：以地面為基準(zhǔn)程度面，以大氣壓強(qiáng)為壓強(qiáng)的基準(zhǔn)，那么解：以地面

29、為基準(zhǔn)程度面，以大氣壓強(qiáng)為壓強(qiáng)的基準(zhǔn)，那么H1=-4, v=0, p1=0, H2=30, v2=0, p2=0,2100230( 4)0.0238.080.129.81m 21fH eHHH 例例: 用內(nèi)徑為用內(nèi)徑為100mm的鋼管把江水送入敞口蓄水池中，池的水面高出江面的鋼管把江水送入敞口蓄水池中，池的水面高出江面30m，管長包括當(dāng)，管長包括當(dāng)量長度為量長度為60m，水在管內(nèi)的流速為，水在管內(nèi)的流速為1.5m/s，摩擦阻力系數(shù)，摩擦阻力系數(shù)=0.0035,現(xiàn)庫存有四臺水泵離心現(xiàn)庫存有四臺水泵離心泵，問能否從中選用一臺？泵，問能否從中選用一臺？ IIIIIIIVqv 升/秒17161512H

30、e 米42383532解解: 以江面為基準(zhǔn)程度面，以大氣壓強(qiáng)為壓強(qiáng)基準(zhǔn)，那么以江面為基準(zhǔn)程度面，以大氣壓強(qiáng)為壓強(qiáng)基準(zhǔn)，那么H1=0， p1=0, v1=0, H2=30, p2=0, v2=0,2601.5300.03530.240.1 29.81eHm所以，選所以，選IV號離心泵號離心泵22330.11.511.810/11.8 /44vqd vmsls例例: 每小時將每小時將20000kg氯苯于氯苯于45oC下用泵從反響器保送到高位槽中，反響器液面上方堅(jiān)持下用泵從反響器保送到高位槽中，反響器液面上方堅(jiān)持200mmHg的壓強(qiáng)，高位槽液面上方為大氣壓。管子為的壓強(qiáng)，高位槽液面上方為大氣壓。管子

31、為76 4mm的不銹鋼管，總長為的不銹鋼管，總長為26.6m，管，管線上有兩個全開閘閥，一個孔徑為線上有兩個全開閘閥，一個孔徑為d0=48 mm的孔板流量計(jì)部分阻力系數(shù)為的孔板流量計(jì)部分阻力系數(shù)為4和和5個規(guī)范彎頭，個規(guī)范彎頭，氯苯保送高度為氯苯保送高度為15m，假設(shè)泵總效率為，假設(shè)泵總效率為70%，求泵所需的功率。氯苯密度為，求泵所需的功率。氯苯密度為1073kg/m3,粘度粘度0.63cP,忽然減少：忽然減少：=0.5，忽然放大：，忽然放大：=1)V解解: 以反響器液面為以反響器液面為1-1截面，以高位槽液面為截面，以高位槽液面為2-2截面，以反響器液面為基準(zhǔn)程度面，以真空截面，以反響器液

32、面為基準(zhǔn)程度面，以真空為壓強(qiáng)基準(zhǔn)，那么為壓強(qiáng)基準(zhǔn)，那么H1=0, H2=15, v1=0, v2=0, d=76-2 4=68mm, 4122001013252.67 10,101325760pPa pPa42.67100101325015010739.8129.8110739.81efHH 220000 /10731.43/36000.0684vms2211221222efpvpvHHHHgggg 2 2 .4efHH 2()2efllvHdg 530 .0 6 81 .4 31 0 7 3R e1 .6 61 00 .6 31 0d v查表得：查表得：e=0.3mm, =e/d=0.3/6

33、8=0.044,查圖得：查圖得：=0.03部分阻力：部分阻力：忽然減少：忽然減少：=0.5，忽然放大：，忽然放大：=1，孔板流量計(jì)：，孔板流量計(jì)：=4，閘閥：，閘閥：le=0.65 2，規(guī)范彎頭：，規(guī)范彎頭：le=3 522.422.42.524.9efHHm 氯 苯 柱泵耗費(fèi)的功率為：泵耗費(fèi)的功率為：24.9200009.8119801.9836000.7meq H gNWkW22()226.620.65531.43(0.5140.03)2.50.06829.81efllvHdgm 2可以計(jì)算管路中流體流速和流量試差法可以計(jì)算管路中流體流速和流量試差法 例例: 原油在原油在1144mm的鋼管

34、流過，管路總長為的鋼管流過，管路總長為3km包括當(dāng)量長度，假設(shè)管路中允許壓強(qiáng)降包括當(dāng)量長度，假設(shè)管路中允許壓強(qiáng)降3 kgf/cm2，試求管路中原油的流率。原油的密度為，試求管路中原油的流率。原油的密度為850kg/m3，粘度為，粘度為5.1cP。解：原油在管路中流動時因摩擦而產(chǎn)生的壓強(qiáng)降為：解：原油在管路中流動時因摩擦而產(chǎn)生的壓強(qiáng)降為：如壓強(qiáng)降等于或接近如壓強(qiáng)降等于或接近3 kgf/cm2，那么就接受計(jì)算結(jié)果。，那么就接受計(jì)算結(jié)果。22flvHdg計(jì)算過程為：先假定一個流速，計(jì)算雷諾數(shù)，再查出摩擦阻力系數(shù)，然后計(jì)算壓強(qiáng)降，如不滿足計(jì)算過程為：先假定一個流速，計(jì)算雷諾數(shù)，再查出摩擦阻力系數(shù)，然后

35、計(jì)算壓強(qiáng)降，如不滿足題意，那么重新假定流速，這種方法稱為試差法。題意，那么重新假定流速，這種方法稱為試差法。3114241060.1060.106850Re177005.1100.20.002106dmmmdvvve查 表 取 e=0.2mm,=d22727220.75/Re17700132003000 8501.2 10221.2 100.032 0.752.2/vm svlvvvdkgfcmf取查表得 =0.032p偏小。再設(shè)：偏小。再設(shè)：22230.9/ ,Re15900,301003.07/0.89/ ,Re15700,295003/36000.1060.8928.3/4vvm sPa

36、kgf cmvm sPakgf cmqmhff取=0.031, p取=0.031, p例例 在風(fēng)機(jī)出口后的輸氣管壁上開一測壓孔，用在風(fēng)機(jī)出口后的輸氣管壁上開一測壓孔，用U型管測得該處靜壓力為型管測得該處靜壓力為186mmH2O，測壓，測壓孔以后的管路包括孔以后的管路包括80m直管及直管及4個個90彎頭。管出口與設(shè)備相通，設(shè)備內(nèi)的表壓為彎頭。管出口與設(shè)備相通，設(shè)備內(nèi)的表壓為120mmH2O。輸氣管為鐵管，內(nèi)徑輸氣管為鐵管，內(nèi)徑500mm。所保送的空氣溫度為。所保送的空氣溫度為25 ，試估計(jì)其體積流量。，試估計(jì)其體積流量。解：解： 此題知風(fēng)機(jī)壓頭求氣體流速，在流速未知時無法先計(jì)算此題知風(fēng)機(jī)壓頭求氣體流速，在流速未知時無法先計(jì)算Re以求以求、hf，故采用試差法。，故采用試差法?？諝獾钠骄鶋毫諝獾钠骄鶋毫?186+120/2=154mmH2O1atm10330mmH2O及及0時空氣的密