沈阳化工大学化工原理教学课件1-6.pptVIP

1.6 流动阻力计算 滞流：粗糙度对λ无影响； 湍流：δb ε，粗糙度对λ影响与滞流相近;当δb ε，粗糙度对λ的影响显著。 Re改变对λ的影响。 3和4、摩擦系数 1.6.3 非圆形直管内的流动阻力 1.6.4 管路系统的组成 1.6.5 局部阻力的计算 例题 1-20 练习一 某气体由设备A流人设备B，送气管管长为L、管径为d，其它条件如图所 示。写出柏努利方程中各项的意义，列出柏努利方程。 解： 入口（1截面）： 截面选在管上：P1=PA-1.5ρu2/2, u1=u; 入口hf ‘=0； 截面选在管前：P1=PA, u1=0; 入口h’f =0.5u2/2； 出口（2截面）： 截面选在管上：P2=PB, u2=u; （出口hf ‘=0）； 截面选在管下：P2=PB, u2=0; 出口h’f = 1.0u2/2 ； 柏努利方程的化简结果： 练习三 （习题26） 已知：Vh=3600m3/h, t=50℃, p1=30mmH2O， L+∑Le=50m(不包括进、出口）, d=250mm Ε=0.15mm, △Z=20m, 填料△Pf=200mmH2O， Pa=1atm 。 试求：Ne=? 解: 由鼓风机进口压差计到放空口内恻 截面 列柏努利方程： P1=0.03×1000×9.81=294.3 Pa(表）, p2= 0， u1=u2=u= 20.4m/s, △Z=20m; 1atm,50 ℃下：μ=1,96×10-5pa.s, ρ=1.094Kg/m3, Re=2.85×105, ε/d =0.006, λ=0.019; ∑hf =(0.019×50/0.25+1＋0.5)(20.42/2+200×9.81 /1.094=1103+1793.4 J/Kg We =9.81×20-294.3/1.094+ 1103+1793.4 = 2824J/Kg 气体质量流量 Ws=1.094Kg/s; 有效功率 Ne=2824×1.094≈3090W=3.09 KW * * 对于流动阻力的分析 阻力产生的原因: 粘性---内磨擦; 流体内部的相对运动. 2. 阻力的分类 直管阻力: 流体流经直管时由于内磨擦产生的阻力。 局部阻力:流经管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小产生的阻力。 hf – 直管阻力损失 J/kg； hf’- 局部阻力损失 J/kg 阻力的不同表示方式 符号 单位 衡算标准 备注 Σhf J/kg 1kg 能量式 Σh f / g m 1N 压头式 ρΣhf Pa 1m3 压强式 Δpf 注意：Δpf 与压差Δpr 的差别 1.6.1 直管阻力计算式 范宁公式 1、计算圆形直管阻力的通式 2、管壁粗糙度对磨擦系数的影响 光滑管与粗糙管 绝对粗糙度ε ：壁面凸出部分的平均高度 相对粗糙度ε/d ：绝对粗糙度与管径的比值 粗糙度对λ的影响如图； δb-滞流内层厚度。 层流时：由哈根-泊谡叶公式得 湍流时：由因次分析法得一图 光滑管 柏拉修斯公式 粗糙管 柯尔布鲁克公式 对直管磨擦系数图的分析和理解 1、表示的关系 2、四个区域 ①滞流区：Re=2000 直线，λ 与粗糙度无关 ②过渡区：Re=2000-4000,为安全使用湍流的数据 ③湍流区：Re=4000 及虚线以下， 相对粗糙度一定，Re大， λ减小； Re一定相对粗糙度增大，λ增大 ④完全湍流区,又称阻力平方区；虚线以上， λ只与相对粗糙度有关 水力半径与当量直径： 水力半径 流通截面积 润湿周边 当量直径 例套管环隙当量直径: 外管内径为D2，内管外径为D1，当量直径de= D2- D1 如：外管 内管 流动阻力 1 管 2 管件 3 阀门 1.6.6 流体在管内流动的总阻力损失计算 已知：流量300l/min、ΔZ=10m,p=0 吸人管： Φ89×4mm、L=15m，一个底阀、一个弯头 排出管： Φ57×3.5mm、L=50m，一个闸阀、一个截止阀、三个弯头 求泵的轴功率 N=? (效率为70%） 解： p1= p2= 0，u1=u2=0; We =9.81×10+∑hf 吸人管： ∑Le=6.3+2.7m, ζc=0.5, u=0.97m/s, Re=106000, ε/d=0.0037, λ=0.029 ∑hf =4.28J/Kg 排出管