化工原理教学课件11－12学时.pptVIP

* * 六、流体在非圆形直管内的流动阻力 在湍流情况下，实验表明，对非圆形截面的通道，可以找到一个与圆形管直径d相当的“直径”来代替。 式中 Π—流道的润湿周边长度，m； A—流道的截面积，m2。 当量直径 水力半径 * 特别： 对于矩形管: 对于正方形管: 对于正三角形管: 对于套环管: 对于圆形管: * 流体在非圆形直管内作湍流流动时，其阻力损失仍可用圆管的公式进行计算，但应将式中及Re准数中的圆管直径d以当量直径de来代替。 层流时，需对摩擦系数λ的计算式进行修正，即 式中,C为量纲为1的系数，一些非圆形管的常数C值见表1-3。 六、流体在非圆形直管内的流动阻力 * 应予指出，不能用当量直径来计算流体通过的截面积、流速和流量。 流速u是指流体的真实流速，不能用当量直径de来计算 六、流体在非圆形直管内的流动阻力 * 产生局部阻力的位置：管路的进口、出口、弯头、阀门、扩大、缩小等局部位置。 原因：流速大小和方向都发生了变化，且流体受到干扰或冲击，使涡流现象加剧而消耗能量。 计算方法：阻力系数法、当量长度法。 1.5.2 局部阻力 * * 一、阻力系数法 或 克服局部阻力所引起的能量损失，表示成动能 的一个倍数，即 称为局部阻力系数 * 图1-27 突然扩大和突然缩小的局部阻力系数 (a)突然扩大 (b)突然缩小 1. 突然扩大与突然缩小 课本P47 例1-15 一、阻力系数法 * 细管内速度 图1-28 突然扩大和突然缩小的局部阻力系数 (a)突然扩大 (b)突然缩小 查图1-27 一、阻力系数法 * 2. 进口与出口 管入口 管出口 3. 管件与阀门 管路上的配件如弯头、三通、活接头等总称为管件。不同管件或阀门的局部阻力系数可从有关手册中查得。 一、阻力系数法 * 二、当量长度法 或 管件与阀门的局部阻力亦可写成如下形式 在湍流流动情况下，某些管件与阀门的当量长度可由图1-29的共线图查得。 当量长度 * 图1-29 管件与阀门的当量长度共线图 * 1.5 流体在管内的流动阻力 1.5.1 流体在直管中的流动阻力 1.5.2 管路上的局部阻力 1.5.3 管路系统中的总能量损失 第1章 流体流动 * 管路系统中的总能量损失 管路系统中的总能量损失常称为总阻力损失，是管路上全部直管阻力与局部阻力之和，应包括直管阻力和局部阻力，其计算通式可写为 局部阻力 直管阻力 * 当量长度 直管阻力 局部阻力 局部阻力系数 管路系统中的总能量损失 * 总阻力的计算式 应注意： 上式适用于直径相同的管段或管路系统的计算。当管路由若干段直径不同的管段组成时，管路的总能量损失应分段计算，然后再求其总和。 管件、阀门等的局部阻力可用两种方法计算。若用当量长度法，应包含在Σle内;若用阻力系数法，则应包含在Σζi。注意不要重复计算。 管路系统中的总能量损失 * （1）管路出口上动能和能量的损失只能取一项.当截面选在出口内侧时取动能,选在出口外侧时取能量损失(ξe=1）； 注意: （2）不管突然扩大还是缩小，u均取细管中的流速； 管出口 弯管 阀门 管入口 2 2 u2 2 2 u2 2-2面取在出口内侧时，hf中应不包括出口阻力损失，但 2-2面取在出口外侧时，hf中应包括出口阻力损失，其大小为 ， 但2-2面的动能为零。 * 1.6 管路计算 第1章 流体流动 * 管路计算问题，归纳起来有以下三种情况: ①已知管径、管长、管件和阀门的设置及流体 的输送量，求流体通过管路系统的能量损失，以便进一步确定输送设备所加入的外功、设备内的压强或设备间的相对位置等。 ②已知管径、管长、管件和阀门的设置及允许的能量损失，求流体的流速或流量。 ③已知管长、管件或阀门的当量长度、流体的流量及允许的能量损失，求管径。 管路计算 * 简单管路 复杂管路 管路分类 直径不变 异径管串联 分支管路 并联管路 管路计算 * 一、简单管路 描述简单管路中各变量间关系的控制方程： 连续性方程 伯努利方程 能量损失计算式 * 在前述三种情况的管路计算中，第①种容易求解，对于第②和第③种情况，流速u或管径d为未知量，无法计算Re以判别流动的型态，因此也就无法确定摩擦系数。在这种情况下，需采用试差法求解。具体计算方法可参见【例1—17】。 一、简单管路 * 图1-30 并联与分支管路示意图 二、复杂管路 * 并联管路与分支管路的计算内容有: ①已知总流量和