化工原理 第一章流体流动.pptVIP

突然扩大 第九十五页，共一百三十二页，2022年，8月28日 突然缩小 第九十六页，共一百三十二页，2022年，8月28日 管进口及出口： 进口：流体自容器进入管内。 ζ进口 = 0.5 进口阻力系数 出口：流体自管子进入容器或从管子排放到管外 空间。 ζ出口 = 1 出口阻力系数 第九十七页，共一百三十二页，2022年，8月28日 当流体从管子直接排放到管外空间时，管出口内侧截面上的压强可取为与管外空间相同，但出口截面上的动能及出口阻力应与截面选取相匹配： 若截面取管出口内侧，则表示流体并未离开管路，此时截面上仍有动能，系统的总能量损失不包含出口阻力 若截面取管出口外侧，则表示流体已经离开管路，此时截面上动能为零，而系统的总能量损失中应包含出口阻力 第九十八页，共一百三十二页，2022年，8月28日 （2）当量长度法 将流体流过管件或阀门的局部阻力，折合成直径相同、长度为le 的直管所产生的阻力即: 或 式中le称为管件或阀门的当量长度。有时为方便，以管道直径的倍数 的形式给出。 第九十九页，共一百三十二页，2022年，8月28日 （3）流体在管路中的总阻力 流体流经管路的总阻力应是直管阻力和所有局部阻力之和。 当管路直径相同时，总阻力： 或 式中 、 分别为管路中所有局部阻力系数和当量长度之和。 若管路由若干直径不同的管段组成时，各段应分别计算，再加和。 第一百页，共一百三十二页，2022年，8月28日 减少流动阻力的途径 管路尽可能短，尽量走直线，少拐弯； 尽量不安装不必要的管件和阀门等； 管径适当大些。 第一百零一页，共一百三十二页，2022年，8月28日 第五节 管路计算 (一)简单管路 简单管路是指流体从入口到出口是在一条管路中流动，无分支或汇合的情形。整个管路直径可以相同，也可由内径不同的管子串联组成，如图所示。 第一百零二页，共一百三十二页，2022年，8月28日 （1）流体通过各管段的质量流量不变，对于不可压缩流体，则体积流量 也不变，即： （2）整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和，即 ： qv 第一百零三页，共一百三十二页，2022年，8月28日 管路计算 管路计算是连续性方程、柏努利方程及能量损失计算式在管路中的应用。 基本方程： 连续性方程--- 柏努利方程--- 摩擦系数 --- 第一百零四页，共一百三十二页，2022年，8月28日 1）摩擦损失计算 已知：流量qV 、管长l，管件和阀门 ，管径d， 粗糙度? 求：∑hf 第一百零五页，共一百三十二页，2022年，8月28日 已知：管子d 、?、l，管件和阀门 ，供液点z1.p1， 需液点的z2.p2，输送机械 W； 求：流体的流速u及供液量qV。 2）流量计算 湍流区： 第一百零六页，共一百三十二页，2022年，8月28日 试差法计算流速的步骤： （1）根据柏努利方程列出试差等式； （2）试差： 符合？ 可初设阻力平方区之值 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。 第一百零七页，共一百三十二页，2022年，8月28日 已知：流量qV，管子?、l，管件和阀门 ，供液点z1. p1，需液点的z2.p2，输送机械W 等； 求：管径d。 3）管径计算 用试差法解决。 第一百零八页，共一百三十二页，2022年，8月28日 阻力对管内流动的影响 pA pB pa F 1 1? 2 2? A B 阀门F开度减小时： （1）阀关小，阀门局部阻力系数?↑ → hf,A-B ↑ →流速u↓ →即流量↓； 第一百零九页，共一百三十二页，2022年，8月28日 （2）在1-A之间，由于流速u↓→ hf,1-A ↓ →pA ↑ ； （3）在B-2之间，由于流速u↓→ hf,B-2 ↓ →pB ↓ 。 结论： （1）当阀门关小时，其局部阻力增大，将使管路中流量下降； （2）下游阻力的增大使上游压力上升； （3）上游阻力的增大使下游压力下降。 可见，管路中任一处的变化，必将带来总体的变化，因此必须将管路系统当作整体考虑。 第一百一十页，共一百三十二页，2022年，8月28日 (二) 复杂管路 （1）并联