第六講管路計算

第一章流體流動1.當(dāng)量直徑de及水力學(xué)半徑rH第四節(jié)流體的流動阻力

五、非圓形直管的阻力損失de=4(流動截面積）/潤濕周邊長度de=4rH此法一般適用于湍流時的阻力損失計算層流：非圓形直管的阻力損失時，只能用當(dāng)量直徑de代替雷諾數(shù)和計算阻力損失公式中的直徑d，而不能用de計算其中的流速u,流速通過實際流動截面積計算。1.阻力系數(shù)法將局部阻力表示為動能的某一倍數(shù)。

第四節(jié)流體的流動阻力

六、局部阻力局部阻力：流體流經(jīng)管件、閥門等局部地方由于流速大小及方向的改變而引起的阻力。

第四節(jié)流體的流動阻力

六、局部阻力2.當(dāng)量長度法將流體流過管件或閥門的局部阻力，折合成直徑相同、長度為le的直管所產(chǎn)生的阻力。阻力計算通式為：減少流動阻力的途徑：

管路盡可能短，盡量走直線，少拐彎；盡量不安裝不必要的管件和閥門等；管徑適當(dāng)大些。常見管件及閥門的阻力系數(shù)及當(dāng)量長度名稱zle/d名稱zle/d45?標(biāo)準(zhǔn)彎頭0.3517閘閥(全開)0.17990?標(biāo)準(zhǔn)彎頭0.7535閘閥(半開)4.5225180?回彎頭1.575標(biāo)準(zhǔn)閥(全開)6.0300標(biāo)準(zhǔn)三通管150標(biāo)準(zhǔn)閥(半開)9.5475管接頭0.042止逆閥(球式)70.03500活接頭0.042止逆閥(搖板式)2.0100簡單管路——沒有分支與匯合的單一管路復(fù)雜管路——有分支與/或匯合的管路，包括最為復(fù)雜的管網(wǎng)按管路配置分類：區(qū)別：是否有分流或合流第五節(jié)管路計算條件：1-1液位恒定，定態(tài)流動，管徑相同。AB1122閥門關(guān)小，A、B點壓力如何變化？第五節(jié)管路計算

一、阻力對管內(nèi)流動的影響結(jié)論：①任何局部阻力的增加將使管內(nèi)各處的流速下降；②下游阻力增大將使上游壓強上升；③上游阻力增大將使下游壓強下降。閥門A關(guān)小，各參數(shù)如何變化？AB1122330結(jié)論：關(guān)小閥門使所在支管的流量下降，與之平行的支管內(nèi)流量上升，但總的流量還是減少了。第五節(jié)管路計算

一、阻力對管內(nèi)流動的影響1.簡單管路的計算表示簡單管路中各參數(shù)間關(guān)系的方程如下：

連續(xù)性方程：Bernoulli方程：阻力計算式：摩擦系數(shù)計算式：第五節(jié)管路計算

二、管路計算

已知管徑、管長、管件和閥門的設(shè)置及流體的性質(zhì)、輸送量，求通過管路的能量損失，以便進(jìn)一步確定輸送設(shè)備所加入的外功、設(shè)備內(nèi)的壓強或設(shè)備間的相對位置等。即已知：

求：∑Wf→WS或p2或Dz步驟：①qV,d

,r

,m→Re→流動形態(tài)；②Re,e/d→l→∑Wf

；③Bernoulli方程→確定一個未知數(shù)WS或p2或Dz

。第五節(jié)管路計算

二、管路計算1.簡單管路的計算第一類問題：順序求解

已知管徑、管長、管件和閥門的設(shè)置、流體的性質(zhì)及允許的能量損失，求流速或流量。即已知：

求：u（qV）步驟：①設(shè)l設(shè)→②u,d

,r

,m→Re→流動形態(tài)③Re,e/d→l計④l設(shè)≠l計→①/l設(shè)=l計→qV=0.785d2u第五節(jié)管路計算

二、管路計算1.簡單管路的計算第二類問題：迭代求解第五節(jié)管路計算

二、管路計算

【例題】——簡單管路已知管長為20m，管徑為53mm，高位槽的安裝高度為4m。管路中有一個標(biāo)準(zhǔn)直角彎頭，一個閘閥。已知水溫為20℃，高位槽液面上方壓強為大氣壓。當(dāng)閘閥開度為1/2時，流量為多少？當(dāng)閘閥全開時，流量又為多少？

已知管長、管件和閥門的設(shè)置、流體的性質(zhì)及流量，求管徑。即已知：

求：d第五節(jié)管路計算

二、管路計算1.簡單管路的計算第三類問題：優(yōu)化求解如補充已知條件∑Wf，則退化為第二類問題。uuopt設(shè)備費總費用費用操作費第五節(jié)管路計算

二、管路計算2.復(fù)雜管路的計算特點：①總流量等于各支管流量之和，即：

②可對任一支管，列出分支或匯合前后的機(jī)械能守恒式。對并聯(lián)管路：第五節(jié)管路計算

二、管路計算

【例題】——并聯(lián)管路在相同的容器1，2內(nèi)填充高度為1m和0.5m的固體顆粒，并以相同的管路并聯(lián)組合。兩支路的管長皆為5m，管徑皆為200mm。直管阻力系數(shù)為0.02。每支管安裝一閘閥。容器1和2的局部阻力系數(shù)各為10和5。已知管路的總流量為0.3m3/s，試求：①當(dāng)兩閥門全開時，兩支路的流量比和并聯(lián)管路的阻力損失；②當(dāng)兩閥門同時關(guān)小至zC=zD=30時，兩支管的流量比及并聯(lián)管路的阻力損失有何變化？12CDAB第五節(jié)管路計算

二、管路計算

【例題】——并聯(lián)管路

①閥門全開②閥門半開討論：①對于并聯(lián)管路，若各支管阻力不等，即使直徑相同，也會導(dǎo)致流量分配的不均勻，使并聯(lián)設(shè)備不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，這一點在并聯(lián)管路的設(shè)計中必須充分注意；②在不均勻并聯(lián)管路中串聯(lián)大阻力元件，可提高流量分配的均勻性，其代價是能量的消耗。第五節(jié)管路計算

二、管路計算

【例題】——分支管路用長度l=50m、直徑d1=25mm的總管，從高度z=10m的水塔向用水處供水。在用水處水平安裝d2=10mm的支管10個。設(shè)總管摩擦系數(shù)λ=0.03，總管局部阻力系數(shù)∑ζ1=20。支管很短，閥門全開時包括出口損失在內(nèi)的支管阻力相當(dāng)于一個ζ2=6.4的球心閥的阻力。分流點的阻力可以忽略。求：①當(dāng)所有閥門全開時，總流量qV=？m3/s②再增設(shè)同樣10個支路，各支路阻力同前，qV有何變化？第五節(jié)管路計算

二、管路計算

【例題】——分支管路

設(shè)有