中国海洋大学化工原理第一章流体流动.pptVIP

如本题附图所示的并联管路中，支管1是直径为φ56×2mm，其长度为30m；支管2是直径为φ85×2.5mm，其长度为50m。总管路中水的流量为60m3/h，试求水在两支管中的流量。【各支管和长度均包括局部的当量长度。为了略去试差法的计算内容，取两支管的摩擦系数λ相等。 】 * 四. 管路系统中的总能量损失 管路系统的总能量损失（总阻力损失）是管路上全部直观阻力和局部阻力之和。当流体流经直径不变的管路时 ∑hf=（λ + ∑ζi ) 管件、阀门等局部阻力可用当量长度法和阻力系数法计算，但只能采用其中一种，不能重复计算。 ∑li+∑le d u2 2 根据上述可分析欲降低∑hf可采取如下的措施： （1）合理布局，尽量减少管长，少装不必要的管件阀门； （2）适当加大管径并尽量选用光滑管； （3）在允许条件下，将气体压缩或液化后输送； （4）高粘度液体长距离输时，可用加热方法（蒸汽伴管），或强磁场处理，以降低粘度； （5）允许的话，在被输送液体中加入减阻剂； （6）管壁上进行预处理—低表面能涂层或小尺度肋条结构。 ∑hf=（λ + ∑ζi ) ∑li+∑le d u2 2 一. 概述 （一）管路计算内容和基本关系式 管路计算的目的是确定流量、管径和能量之间的关系。管路计算包括两种类型： 设计型计算---给定输送任务，设计经济合理的输送管路系统，其核心是管径。该类计算为定解问题，存在参数优化选择。 操作型计算---对一定的管路系统求流量或对规定的输送流量计算所需能量。 管路计算的基本关系式是连续性方程，柏努力方程（包括静力学方程）及能量损失计算式（含λ的确定）。 由于某些变量间较复杂的非线性关系，除能量计算外，一般需试差计算或迭代方法求解。 1-5 管路计算 （二）管路分类 1．按管路布局可分为简单管路与复杂管路（包括并联管路和分支管路）。 2．按计算目的有三种： （1）对于已有管路系统，规定流量，求能量损失或We； （2）对于已有管路系统，规定允许的能量损失或推动力，求流体的输送量； （3）规定输送任务和推动力，选择适宜的管径。 前两类属操作型计算，第3类命题属设计型计算，除求能量损失或We外，一般需进行试差计算。试差计算方法随题给条件差异而不同。复杂管路系统中任一参数的改变，都会引起其它参数的变化及流量的重新分配。 二. 简单管路计算 由等径或异径管段串联而成的管路系统称为简单管路。流体通过各串联管段的流量相等，总阻力损失等于各管段损失之和。 1．简单管路操作型计算 对一定的流体输送管路系统，核算在给定条件下的输送量或能量损失。 2．简单管路设计型计算 对于规定流量和推动力求管径的设计型计算，仍需试差法。试差起点一般是先选流速u，然后计算d和We。由于不同的u对应一组d与We，需要选择一组最经济合理的数据—优化设计。 如本题附图所示，密度为950kg/m3、粘度为1.24mPa·s的料液从高位槽送入塔中，高位槽内的液面维持恒定，并高于塔的进料口4.5m，塔内表压强为3.5×103Pa。送液管道的直径为45×2.5mm，长为35m（包括管件及阀门的当量长度,但不包括进、出口损失），管壁的绝对粗糙度为0.2mm，试求输液量为若干m3/h。. 以高位槽液面为上游截面1-1’，输液管出口内侧为下游截面2-2’，并以截面2-2’的中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式，即 三. 并联管路计算 Vs=Vs1+Vs2+Vs3??? 各并联管段的压强降相等 ∑pf1=∑pf2 =∑pf3 =∑pfA B ∑pf1= λ1 … Vs1:Vs2:Vs3 = : : l1+∑le,1 d1 u12 2 d15 λ1(l1+∑le,1) d25 λ2(l2+∑le,2) d35 λ3(l3+∑le,3) VS=VS,1+VS,2=60/3600=0.0167m3/s Vs1:Vs2= d15 λ1(l1+∑le,1) d25 λ2(l2+∑le,2) 四. 分支管路计算 主管总流量等于各支管流量之和，即Vs=Vs1+Vs2 单位质量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 gZ1+u12/2+p1/? +∑hf0→1 = gZ2+u22/2+p2/? +∑hf0→2 12℃的水在本题附图所示的管路系统中流动。已知左侧支管的直径为φ70×2mm，直管长度及管件、阀门的当量长度之和为42m；右侧支管的直径为φ76×2mm，直管长度及管件、阀门的当量长度之和为84m。连接两支管的三通及管路出口的局部阻力可以忽略不计。a、b