流体流动例题.pptVIP

∴2-2’截面的总机械能为（注意无动能） 3-3’截面的总机械能为 ∴3-3’截面的总势能大于2-2’截面的总机械能，水能被吸入管路中。 求每小时从池中吸入的水量 求管中流速u 机械能衡算式 在池面与玻璃管出口内侧间列柏努利方程式： 式中： 代入机械能衡算式中 ： 例：20oC的水在内径为50mm的管内流动，流速为2m/s， 试分别用SI制和物理制计算Re数的数值。 解：1）用SI制计算：从附录五查得20oC时， ρ=998.2kg/m3，μ=1.005mPa.s， 管径d=0.05m，流速u=2m/s， 2）用物理单位制计算： 例：分别计算下列情况下，流体流过φ76×3mm、长10m的水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。 （1）密度为910kg/m3、粘度为72cP的油品，流速为1.1m/s； （2）20℃的水，流速为2.2 m/s。 解: (1)油品： 流动为层流, 摩擦系数可从Moody磨擦系数图查取,也可以用下式计算 : （2）20℃水的物性： Pa·s 流动为湍流, 求摩擦系数尚需知道相对粗糙度ε/d , 查表1-1，取钢管的绝对粗糙度为0.2mm， 根据Re=1.53×105及ε/d＝0.00286查图1-25，得λ＝0.027 900弯头 标准阀(全开) 要使Vs=4m3/h, Z = ? 2000,层流, λ=64/Re 4000,湍流,查ε/d Moody图 λ 沿程阻力: 局部阻力: 查各管件的ζ值, 即可求得. 取内侧: 局部阻力有突外缩小, 900弯头, 阀门，出口截面 有动能； 取外侧:局部阻力有突外缩小, 900弯头, 阀门, 忽然扩大， 出口动能为零. 2-2面取管出口外侧: 2-2面取管出口内侧: 所以两种取法的结果相同 例：用泵把20℃的苯从地下储罐送到高位槽，流量为300 l/min。高位槽液面比储罐液面高10m。泵吸入管路用φ89×4mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀（可粗略的按旋启式止回阀全开时计）、一个标准弯头；泵排出管用φ57×3.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀、一个全开的截止阀和三个标准弯头。储罐及高位槽液面上方均为大气压。设储罐液面维持恒定。 试求泵的轴功率。设泵的效率为70%。 50m, 1个闸阀, 1个标准阀, 3个90O弯头 15m, 1个底阀，1个90O弯头 分析： 求泵的轴功率 机械能衡算式 △Z、△u、△P已知 求∑hf 管径不同 吸入管路 排出管路 范宁公式 l、d已知 求λ 求Re、ε/d 摩擦因数图 当量长度 阻力系数 查图 解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2， 并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。 式中： 式中 管件、阀门的当量长度为： 底阀(按旋转式止回阀全开时计） 6.3m 标准弯头 2.7m 进口阻力系数 ξ=0.5 （1）吸入管路上的能量损失 苯的密度为880kg/m3，粘度为6.5×10-4Pa·s 取管壁的绝对粗糙度ε=0.3mm，ε/d=0.3/81=0.0037， 查得λ=0.029 （2）排出管路上的能量损失 ∑wf,b 式中: 管件、阀门的当量长度分别为： 全开的闸阀 0.33m 全开的截止阀 17m 三个标准弯头 1.6×3=4.8 m 出口阻力系数 ξ=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： 例：一管路总长为70m，要求输水量30m3/h，输送过程的允许压头损失为4.5m水柱，求管径。已知水的密度为1000kg/m3，粘度为1.0×10-3Pa·s，钢管的绝对粗糙度为0.2mm。 分析： 求d 求u 试差法 u、d、λ未知 设初值λ 求出d、u 比较λ计与初值λ是否接近 是 否 修正λ 注意：若已知流动处于阻力平方区或层流， 则无需试差，可直接解析求解。 解： 根据已知条件