环境工程原理第三章5-6节.ppt

2、 分支管路中阻力对管内流动的影响 某一支路阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化 2) O点处静压强的上升将使总流速u0下降 1）阀门A关小，阻力系数ξA增大，支管中的流速u2将出现下降趋势，O点处的静压强将上升。 3）O点静压强上升使另一支管流速u3出现上升趋势 忽略动压头 总之，分支管路中的阀门关小，其结果是阀门所在支管的流量减小，另一支管的流量增大，而总流量则呈现下降趋势 注意两种极端情况： 1、总管阻力可以忽略，支管阻力为主 任一支管情况的改变不致影响其他支管的流量 如：城市供水、煤气管线 2、总管阻力为主，支管阻力可以忽略 总管中的流量不因支管情况而变，支管的启闭仅改变各支管间的流量的分配 3、 汇合管路中阻力对管内流动的影响 阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化 阀门关小 总管流量下降 O点静压强升高 u1、u2降低 O (1)管路设计中选择流速通常需要考虑哪些因素? (2)简单管路具有哪些特点？ (3)分支管路具有哪些特点？ (4)并联管路具有哪些特点？ (5)分析管路系统中某一局部阻力变化时，其上下游流量和压力的变化。 思考题 作 业 P107 3.9、3.10、3.13 出口阻力系数 ξe=1 仍取管壁的绝对粗糙度ε=0.3mm，ε/d=0.3/50=0.006， 查得λ=0.0313 （3）管路系统的总能量损失: 苯的质量流量为： 泵的有效功率为： 泵的轴功率为： (1)简述运动中的物体受到阻力的原因。流线形物体运动时是否存在形体阻力？ (2)简述流态对流动阻力的影响。 (3)分析物体表面的粗糙度对流动阻力的影响，举应用实例说明。 (4)不可压缩流体在水平直管中稳态流动，试分析以下情况下，管内压力差如何变化： a.管径增加一倍；b.流量增加一倍；c.管长增加一倍。 (5)试分析圆管湍流流动的雷诺数和管道相对粗糙度对摩擦系数的影响。 思考题 一、简单管路的计算 二、复杂管路的计算 主要内容 第六节 管路计算 一、管路计算的类型与方法 1. 计算 类型 设计型 操作型 给定流体的输送任务（如流体的体积，流量），选用合理且经济的管路。 关键：流速的选择 管路系统固定，核算给定条件下的输送能力或技术指标。 实际工程中需要解决两大类管路计算问题： 2. 三种计算方法： 3）已知管道尺寸、管件和压 降，求管道中流体流速或 流量 直接计算 d、u未知 试差法 迭代法 Re未知 λ未知 1）已知流量、管道尺寸、管 件计算管路系统阻力损失 2）给定流量、管长、所需管 件和压降，计算管路直径 3.管路计算基本关系式 连续性方程 伯努利方程 流动阻力损失 4.管路类型 简单管路 复杂管路 (2)整个管路阻力损失等于各管段阻力损失之和， 常数 (1)不可压缩流 体各管段质 量流量不变 二、简单管路计算 1、简单管路：流体从入口到出口在一条管路中流动， 无分支或汇合。整个管路直径可以相 同，也可由内径不同管子串联组成。 简单管路 2、特点： 【例题】一管路总长70m，输水量30m3/h，输送过程中允许压头损失为4.5m水柱，求管径。水密度1000kg/m3粘度1.0×10-3 Pa·s，钢管的绝对粗糙度0.2mm。 分析： 求d 求u 试差法 u、d、λ未知 设初值λ 求d、u 比较λ计与初值λ是否接近 是 否 修正λ 解： u、d、λ均未知，用试差法，λ值变化范围较小， 以λ为试差变量。 假设λ= 0.025 解得：d = 0.074m，u = 1.933m/s 查图得： 与初设值不同，用此λ值重新计算 解得： 查图得： 与初设值相同。计算结果为： 按管道产品规格，可选用φ88.5×4mm低压流体输送用焊接钢管，其内径为80.5mm，比所需略大，则实际流速会更小，且压头损失不会超过4.5mH2O，可满足要求 。 【例3.5.1】水从水箱经弯管流出，管径d＝15cm，l1＝30m，l2＝60m，H2＝15m。管道中沿程摩擦系数λ＝0.023，弯头ζ＝0.9，40°开度蝶阀的ζ＝10.8。（1）当H1＝10m，通过弯管的流量为多少？（2）如流量为60L/s，箱中水头H1应为多少？ 解：（1）取水箱水面为1-1’截面，弯管出口内侧断面为2-2’截面，基准面0-0’ 。在1-1’和2-2’截面之间列机械能衡算方程，有 p1＝p2＝0 水箱流速 u1＝0；z1=H1，z2=0 m （一）分支管路 (1)不可压缩流体，