2009-8-20
第一章流体流动 一、管路计算类型与基本方法二、简单管路的计算三、复杂管路的计算四、阻力对管内流动的影响第五节管路计算
2009-8-20
一、管路计算的类型与方法管路计算设计型操作型对于给定的流体输送任务 （ 如一定的流体的体积,流量 ）,选用合理且经济的管路 。
关键,流速的选择管路系统已固定,要求核算在某给定条件下的输送能力或某项技术指标
2009-8-20
三种计算：
1） 已知流量和管器尺寸,管件,
计算 管路系统的阻力损失
2） 给定流量,管长,所需管件和允许压降,计算 管路直径
3） 已知管道尺寸,管件和允许压强降,求管道中 流体的流速或流量直接计算
d,u未知 试差法或 迭代法Re无法求
λ无法确定
2009-8-20
二、简单管路的计算管路简单管路复杂管路流体从入口到出口是在一条管路中流动的,没有出现流体的分支或汇合的情况串联管路,不同管径管道连接成的管路存在流体的分流或合流的管路分支管路,并联管路
1,串联管路的主要特点
a) 通过各管段的质量不变,对于不可压缩性流体常数 SSSS VVVV 321
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b） 整个管路的阻力损失等于各管段直管阻力损失之和
21 fff hhh
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 u
Vd s
4?
求 u
2
4 d
Vu s
试差法g
u
d
lH
f 2
2
u,d,λ未知
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设初值 λ
求出 d,u
/Re du?
)/( R e,df计比较 λ计 与初值 λ是否接近是
udV s 24
否修正 λ
2009-8-20
解：
根据已知条件
hmVOmHHml sf /30 5.4 70 32,，
2
4
d
V
u s
243 6 0 030 d 20106.0 d?
u,d,λ均未知,用试差法,λ值的变化范围较小,以 λ为试差变量假设 λ=0.025
g
u
d
lH
f 2
2
由 g
d
d 2
)0 1 0 6.0(70
0 2 5.05.4
2
2
得
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解得,d=0.074m,u=1.933m/s
du?Re 1 4 3 0 3 5
100.1
1 0 0 09 3 3.10 7 4.0
3
0027.0074.0 102.0
3
d
查图得,027.0 与初设值不同,用此 λ值重新计算
g
d
d 2
)0106.0(70
027.05.4
2
2
解得：
smud /884.1 m 075.0
2009-8-20
1 4 1 3 0 0100.1 1 0 0 08 8 4.10 7 5.0Re 3
0027.0075.0 102.0
3
d
查图得,027.0 与初设值相同 。 计算结果为：
smud /884.1 m 075.0
按 管 道 产品 的 规 格,可 以选 用 3 英寸管,尺寸为
φ88.5× 4mm内径为 80.5mm。 此管可满足要求,且压头损失不会超过 4.5mH2O。
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三、复杂管路的计算
1、分支管路例,12℃ 的水在本题附图所示的管路系统中流动 。 已知左侧支管的直径为 φ70× 2mm,直管长度及管件,阀门的当量长度之和为 42m,右侧支管的直径为 φ76× 2mm
直管长度及管件,阀门的当量长度之和为 84 m。 连接两支管的三通及管路出口的局部阻力可以忽略不计 。 a,b两槽的水面维持恒定,且两水面间的垂直距离为 2.6m,若总流量为 55m3/h,试求流往两槽的水量 。
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1
a
b
1
2 2
2.6m
o
解,设 a,b两槽的水面分别为截面 1-1′与 2-
2′,分叉处的截面为 0-
0′,分别在 0-0′与 1-1′间
,0-0′与 2-2′间列柏努利方程式
10,1
2
1
1
0
2
0
0 22 fh
pugZpugZ
20,2
2
2
2
0
2
0
0 22 fh
pugZpugZ
2009-8-20
表明,单位质量流体在两支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等,且等于分支点处的总机械能 。
0202101 EhEhE ff
若以截面 2-2’ 为基准水平面
0,6.2,0,212121 ZmZuupp
代入式 (a)
bhhh fff 201010 5.256.281.9
ahpugZhpugZ ff 20,2222101211 22
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由连续性方程,主管流量等于两支管流量之和,即：
sbsas VVV
(c)
2
2
10
a
a
eaa
afaf
u
d
llhh
又
2066.0
42 2a
a
u 22.318
aa u
2
2
20
b
b
ebb
bfbf
u
d
llhh
207 2.0
84 2b
b
u 23.583
bb u
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代入 (b)式
22 3.5832.3185.25 bbaa uu
duu
a
bb
a?
2.318
5.253.583 2
由 c式得：
bbaas ududV
22
44
ba uu
22 0 72.00 66.0
4
3 60 0
55
euu aD 84.075.3
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d,e两个方程式中,有四个未知数 。 必须要有 λa～ ua,λb
～ ub的关系才能解出四个未知数,而湍流时 λ～ u的关系通常又以曲线表示,故要借助 试差法 求解 。
取管壁的绝对粗糙度为 0.2mm,水的密度 1000kg/m3,查附录得粘度 1.263mPa.s
最后试差结果为：
smusmu ba /99.1,/1.2
aa udV
2
4
3 6 0 01.20 6 6.0
4
2 hm /9.25 3?
hmV b /1.299.2555 3
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假设的 ua,m/s
次数项目
1 2 3
2.5
/Re aaa ud? 133500
d/?
由图查得的 λa值由式 e算出的 ub,m/s
/Re bbb ud?
d/?
由图查得的 λb值由式 d算出的 ua,m/s
结论
0.003
0.0271
1.65
96120
0.0028
0.0274
1.45
假设值偏高
2
106800
0.003
0.0275
2.07
120600
0.0028
0.027
2.19
假设值偏低
2.1
112100
0.003
0.0273
1.99
115900
0.0028
0.0271
2.07
假设值可以接受
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小结：
分支管路的特点：
1） 单位质量流体在两支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等,且等于分支点处的总机械能 。
0202101 EhEhE ff
2） 主管流量等于两支管流量之和
sbsas VVV
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2,并联管路如本题附图所示的并联管路中,支管 1是直径 2” 的普通钢管,长度为 30m,支管 2是直径为 3” 的普通钢管,长度为 50m,总管路中水的流量为 60m3/h,试求水在两支管中的流量,各支管的长度均包括局部阻力的当量长度,且取两支管的 λ相等 。
解,在 A,B两截面间列柏努利方程式,即：
BfABBBAAA hpugZpugZ 22
22
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对于支管 1
1
22
22 f
BB
B
AA
A h
pugZpugZ
对于支管 2
2
22
22 f
BB
B
AA
A h
pugZpugZ
ahhh ffBfA 21
并联管路中各支管的能量损失相等 。
由连续性方程,主管中的流量等于各支管流量之和 。
bVVV sss 21
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smV s /0167.03600/60 3
对于支管 1
2
2
1
1
1
11
u
d
llh e
f
2
4
2
2
1
1
1
11
1
d
V
d
ll
s
e
对于支管 2
2
2
2
2
22
22
u
d
llh e
f
2
4
2
2
2
2
2
22
2
d
V
d
ll
s
e
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21由于
2
25
2
22
2
2
15
1
11
1 s
e
s
e V
d
llV
d
ll
)(
:
)(
:
222
5
2
111
5
1
21
ee
ss ll
d
ll
d
VV
由附录 17查出 2英寸和 3英寸钢管的内径分别为 0.053m
及 0.0805m。
5
2
1
11
22
21
d
d
ll
llVV
e
e
ss
5
2 0 8 0 5.0
0 3 5.0
30
50?
sV 20 4 5 4.0 sV?
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式联立与 b hmsmV
s 331 7.180 5 2.0
hmsmV s 332 4.410 1 1 5.0小结：
并联管路的特点：
1） 并联管路中各支管的能量损失相等 。
21 ffBfA hhh
2） 主管中的流量等于各支管流量之和 。
21 sss VVV
3） 并联管路中各支管的流量关系为：
)(
:
)(
:
222
5
2
111
5
1
21
ee
ss ll
d
ll
d
VV
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例,如本题附图所示,用泵输送密度为 710kg/m3的油品,从贮槽输送到泵出口以后,分成两支：一支送到 A塔顶部,最大流量为 10800kg/h,塔内表压强为 98.07× 104Pa
另一支送到 B塔中部,最大流量为 6400kg/h,塔内表压强为
118× 104Pa。 贮槽 C内液面维持恒定,液面上方的表压强为 49× 103Pa。 上述这些流量都是操作条件改变后的新要求而管路仍用如图所示的旧管路 。
现已估算出当管路上阀门全开,且流量达到规定的最大值时,油品流经各段管路的能量损失是：由截面 1-1’ 至
2-2’ (三通上游 ） 为 20J/kg； 由截面 2-2’ 至 3-3’ （ 管出口内侧 )
2009-8-20
为 60J/kg； 由截面 2-2’ 至 4-4’ （ 管出口内侧 ） 为 50J/kg。 油品在管内流动时的动能很小,可以忽略 。 各截面离地面的垂直距离见本题附图 。
已知泵的效率为 60%,求新情况下泵的轴功率 。
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分析：
求轴功率 柏努利方程
1-1’ 至 2-2’ 2-2’ 的总机械能 E2? 分支管路的计算解：
在截面 1-1’ 与 2-2’ 间列柏努利方程,并以地面为基准水平面
21,2
2
2
2
1
2
1
1 22 fe h
pugZWpugZ
式中：
kgJgZ /05.49581.91
以表压计）(/01.697 1 01049
3
1 kgJp
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kgJh f /2021,0
2
2
1?u
设 E为任一截面三项机械能之和,即总机械能,则 2-2’ 截面的总机械能为：
2
2
2
22 2
pugZE
将以上数值代入柏努利方程式,并简化得：
泵 1kg油品应提供的有效能量为：
01.6905.49202 EW e 06.982 E (a)
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求 We 已知 E2
2-2’ 到 3-3’
2-2’ 到 4-4’
选 Max
仍以地面为基准水平面,各截面的压强均以表压计,且忽略动能,则截面 3-3’ 的总机械能为：
3
33
pgZE
7 1 0
1007.983781.9 4 kgJ /1744?
截面 4-4’ 的总机械能为：
4
44
pgZE
7 10
101 183081.9 4 kgJ /1956?
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保证油品自截面 2-2’ 送到截面 3-3’,分支处所需的总机械能为
32,32 fhEE 601 7 4 4
保证油品自截面 2-2’ 送到截面 4-4’,分支处所需的总机械能为
42,42 fhEE 501 9 5 6
当 kgJE /2 0 0 6
2? 时,才能保证两支管中的输送任务 。
将 E2值代入式 (a) 06.982006eW
kgJ /1804?
kgJ /2 0 0 6?
kgJ /1908?
通过泵的质量流量为：
3 6 0 0
6 4 0 01 0 8 0 0
sw skg /78.4?
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新情况下泵的有效功率为：
78.41908 see wWN W9120? kW12.9?
泵的轴功率为：
6.0/12.9/eNN kW2.15?
当输送设备运转正常时,油品从截面 2-2’ 到 4-4’ 的流量正好达到 6400kg/h的要求,但是 油品从截面 2-2’ 到 3-3’ 的流量在阀门全开时便大于 10800kg/h的要求 。 所以,操作时可把左侧支管的调节阀关小到某一程度,以提高这一支管的能量损失,到使流量降到所要求的数值 。
2009-8-20
四、阻力对管内流动的影响
1,简单管路内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
2009-8-20
1） 阀门的阻力系数增大,hf,A-B增大,由于高位槽液而维持不变,故 流道内流体的流速应减小 。
21
2u
d
lgZ?
2
2
1
u
d
lh
Af
2） 管路流速变小,截面 1-1’ 至 A处的阻力损失下降 。
A
Af
ph
g
upgZ
1
2
0
2
A点的静压强上升
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3） 同理,由于管路流速小,导致 B处到截面 2-2’ 的阻力损失下降,而截面 2-2’ 处的机械能不变,
BAfB hpuup,0
22
22
B点的静压强将下降 。
一般性结论,
1） 任何局部阻力的增大将使管内各处的流速下降 。
2） 下游的阻力增大将导致上游的静压强的上升 。
3） 上游的阻力增大将使下游的静压强下降 。
2009-8-20
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
2009-8-20
2) O点处静压强的上升将使 总流速 u0下降
01,0 fhpgZ? 2
2
0
10,
u
d
llh e
f?
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点处静压强的上升使 另一支管流速 u3出现上升趋势
2
2
3
3
30 u
d
llpp e?
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
2009-8-20
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
2009-8-20
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
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阀门关小 总管流量下降 O点静压强升高
u1,u2降低
第一章流体流动 一、管路计算类型与基本方法二、简单管路的计算三、复杂管路的计算四、阻力对管内流动的影响第五节管路计算
2009-8-20
一、管路计算的类型与方法管路计算设计型操作型对于给定的流体输送任务 （ 如一定的流体的体积,流量 ）,选用合理且经济的管路 。
关键,流速的选择管路系统已固定,要求核算在某给定条件下的输送能力或某项技术指标
2009-8-20
三种计算：
1） 已知流量和管器尺寸,管件,
计算 管路系统的阻力损失
2） 给定流量,管长,所需管件和允许压降,计算 管路直径
3） 已知管道尺寸,管件和允许压强降,求管道中 流体的流速或流量直接计算
d,u未知 试差法或 迭代法Re无法求
λ无法确定
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二、简单管路的计算管路简单管路复杂管路流体从入口到出口是在一条管路中流动的,没有出现流体的分支或汇合的情况串联管路,不同管径管道连接成的管路存在流体的分流或合流的管路分支管路,并联管路
1,串联管路的主要特点
a) 通过各管段的质量不变,对于不可压缩性流体常数 SSSS VVVV 321
2009-8-20
b） 整个管路的阻力损失等于各管段直管阻力损失之和
21 fff hhh
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 u
Vd s
4?
求 u
2
4 d
Vu s
试差法g
u
d
lH
f 2
2
u,d,λ未知
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设初值 λ
求出 d,u
/Re du?
)/( R e,df计比较 λ计 与初值 λ是否接近是
udV s 24
否修正 λ
2009-8-20
解：
根据已知条件
hmVOmHHml sf /30 5.4 70 32,，
2
4
d
V
u s
243 6 0 030 d 20106.0 d?
u,d,λ均未知,用试差法,λ值的变化范围较小,以 λ为试差变量假设 λ=0.025
g
u
d
lH
f 2
2
由 g
d
d 2
)0 1 0 6.0(70
0 2 5.05.4
2
2
得
2009-8-20
解得,d=0.074m,u=1.933m/s
du?Re 1 4 3 0 3 5
100.1
1 0 0 09 3 3.10 7 4.0
3
0027.0074.0 102.0
3
d
查图得,027.0 与初设值不同,用此 λ值重新计算
g
d
d 2
)0106.0(70
027.05.4
2
2
解得：
smud /884.1 m 075.0
2009-8-20
1 4 1 3 0 0100.1 1 0 0 08 8 4.10 7 5.0Re 3
0027.0075.0 102.0
3
d
查图得,027.0 与初设值相同 。 计算结果为：
smud /884.1 m 075.0
按 管 道 产品 的 规 格,可 以选 用 3 英寸管,尺寸为
φ88.5× 4mm内径为 80.5mm。 此管可满足要求,且压头损失不会超过 4.5mH2O。
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三、复杂管路的计算
1、分支管路例,12℃ 的水在本题附图所示的管路系统中流动 。 已知左侧支管的直径为 φ70× 2mm,直管长度及管件,阀门的当量长度之和为 42m,右侧支管的直径为 φ76× 2mm
直管长度及管件,阀门的当量长度之和为 84 m。 连接两支管的三通及管路出口的局部阻力可以忽略不计 。 a,b两槽的水面维持恒定,且两水面间的垂直距离为 2.6m,若总流量为 55m3/h,试求流往两槽的水量 。
2009-8-20
1
a
b
1
2 2
2.6m
o
解,设 a,b两槽的水面分别为截面 1-1′与 2-
2′,分叉处的截面为 0-
0′,分别在 0-0′与 1-1′间
,0-0′与 2-2′间列柏努利方程式
10,1
2
1
1
0
2
0
0 22 fh
pugZpugZ
20,2
2
2
2
0
2
0
0 22 fh
pugZpugZ
2009-8-20
表明,单位质量流体在两支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等,且等于分支点处的总机械能 。
0202101 EhEhE ff
若以截面 2-2’ 为基准水平面
0,6.2,0,212121 ZmZuupp
代入式 (a)
bhhh fff 201010 5.256.281.9
ahpugZhpugZ ff 20,2222101211 22
2009-8-20
由连续性方程,主管流量等于两支管流量之和,即：
sbsas VVV
(c)
2
2
10
a
a
eaa
afaf
u
d
llhh
又
2066.0
42 2a
a
u 22.318
aa u
2
2
20
b
b
ebb
bfbf
u
d
llhh
207 2.0
84 2b
b
u 23.583
bb u
2009-8-20
代入 (b)式
22 3.5832.3185.25 bbaa uu
duu
a
bb
a?
2.318
5.253.583 2
由 c式得：
bbaas ududV
22
44
ba uu
22 0 72.00 66.0
4
3 60 0
55
euu aD 84.075.3
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d,e两个方程式中,有四个未知数 。 必须要有 λa～ ua,λb
～ ub的关系才能解出四个未知数,而湍流时 λ～ u的关系通常又以曲线表示,故要借助 试差法 求解 。
取管壁的绝对粗糙度为 0.2mm,水的密度 1000kg/m3,查附录得粘度 1.263mPa.s
最后试差结果为：
smusmu ba /99.1,/1.2
aa udV
2
4
3 6 0 01.20 6 6.0
4
2 hm /9.25 3?
hmV b /1.299.2555 3
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假设的 ua,m/s
次数项目
1 2 3
2.5
/Re aaa ud? 133500
d/?
由图查得的 λa值由式 e算出的 ub,m/s
/Re bbb ud?
d/?
由图查得的 λb值由式 d算出的 ua,m/s
结论
0.003
0.0271
1.65
96120
0.0028
0.0274
1.45
假设值偏高
2
106800
0.003
0.0275
2.07
120600
0.0028
0.027
2.19
假设值偏低
2.1
112100
0.003
0.0273
1.99
115900
0.0028
0.0271
2.07
假设值可以接受
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小结：
分支管路的特点：
1） 单位质量流体在两支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等,且等于分支点处的总机械能 。
0202101 EhEhE ff
2） 主管流量等于两支管流量之和
sbsas VVV
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2,并联管路如本题附图所示的并联管路中,支管 1是直径 2” 的普通钢管,长度为 30m,支管 2是直径为 3” 的普通钢管,长度为 50m,总管路中水的流量为 60m3/h,试求水在两支管中的流量,各支管的长度均包括局部阻力的当量长度,且取两支管的 λ相等 。
解,在 A,B两截面间列柏努利方程式,即：
BfABBBAAA hpugZpugZ 22
22
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对于支管 1
1
22
22 f
BB
B
AA
A h
pugZpugZ
对于支管 2
2
22
22 f
BB
B
AA
A h
pugZpugZ
ahhh ffBfA 21
并联管路中各支管的能量损失相等 。
由连续性方程,主管中的流量等于各支管流量之和 。
bVVV sss 21
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smV s /0167.03600/60 3
对于支管 1
2
2
1
1
1
11
u
d
llh e
f
2
4
2
2
1
1
1
11
1
d
V
d
ll
s
e
对于支管 2
2
2
2
2
22
22
u
d
llh e
f
2
4
2
2
2
2
2
22
2
d
V
d
ll
s
e
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21由于
2
25
2
22
2
2
15
1
11
1 s
e
s
e V
d
llV
d
ll
)(
:
)(
:
222
5
2
111
5
1
21
ee
ss ll
d
ll
d
VV
由附录 17查出 2英寸和 3英寸钢管的内径分别为 0.053m
及 0.0805m。
5
2
1
11
22
21
d
d
ll
llVV
e
e
ss
5
2 0 8 0 5.0
0 3 5.0
30
50?
sV 20 4 5 4.0 sV?
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式联立与 b hmsmV
s 331 7.180 5 2.0
hmsmV s 332 4.410 1 1 5.0小结：
并联管路的特点：
1） 并联管路中各支管的能量损失相等 。
21 ffBfA hhh
2） 主管中的流量等于各支管流量之和 。
21 sss VVV
3） 并联管路中各支管的流量关系为：
)(
:
)(
:
222
5
2
111
5
1
21
ee
ss ll
d
ll
d
VV
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例,如本题附图所示,用泵输送密度为 710kg/m3的油品,从贮槽输送到泵出口以后,分成两支：一支送到 A塔顶部,最大流量为 10800kg/h,塔内表压强为 98.07× 104Pa
另一支送到 B塔中部,最大流量为 6400kg/h,塔内表压强为
118× 104Pa。 贮槽 C内液面维持恒定,液面上方的表压强为 49× 103Pa。 上述这些流量都是操作条件改变后的新要求而管路仍用如图所示的旧管路 。
现已估算出当管路上阀门全开,且流量达到规定的最大值时,油品流经各段管路的能量损失是：由截面 1-1’ 至
2-2’ (三通上游 ） 为 20J/kg； 由截面 2-2’ 至 3-3’ （ 管出口内侧 )
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为 60J/kg； 由截面 2-2’ 至 4-4’ （ 管出口内侧 ） 为 50J/kg。 油品在管内流动时的动能很小,可以忽略 。 各截面离地面的垂直距离见本题附图 。
已知泵的效率为 60%,求新情况下泵的轴功率 。
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分析：
求轴功率 柏努利方程
1-1’ 至 2-2’ 2-2’ 的总机械能 E2? 分支管路的计算解：
在截面 1-1’ 与 2-2’ 间列柏努利方程,并以地面为基准水平面
21,2
2
2
2
1
2
1
1 22 fe h
pugZWpugZ
式中：
kgJgZ /05.49581.91
以表压计）(/01.697 1 01049
3
1 kgJp
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kgJh f /2021,0
2
2
1?u
设 E为任一截面三项机械能之和,即总机械能,则 2-2’ 截面的总机械能为：
2
2
2
22 2
pugZE
将以上数值代入柏努利方程式,并简化得：
泵 1kg油品应提供的有效能量为：
01.6905.49202 EW e 06.982 E (a)
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求 We 已知 E2
2-2’ 到 3-3’
2-2’ 到 4-4’
选 Max
仍以地面为基准水平面,各截面的压强均以表压计,且忽略动能,则截面 3-3’ 的总机械能为：
3
33
pgZE
7 1 0
1007.983781.9 4 kgJ /1744?
截面 4-4’ 的总机械能为：
4
44
pgZE
7 10
101 183081.9 4 kgJ /1956?
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保证油品自截面 2-2’ 送到截面 3-3’,分支处所需的总机械能为
32,32 fhEE 601 7 4 4
保证油品自截面 2-2’ 送到截面 4-4’,分支处所需的总机械能为
42,42 fhEE 501 9 5 6
当 kgJE /2 0 0 6
2? 时,才能保证两支管中的输送任务 。
将 E2值代入式 (a) 06.982006eW
kgJ /1804?
kgJ /2 0 0 6?
kgJ /1908?
通过泵的质量流量为：
3 6 0 0
6 4 0 01 0 8 0 0
sw skg /78.4?
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新情况下泵的有效功率为：
78.41908 see wWN W9120? kW12.9?
泵的轴功率为：
6.0/12.9/eNN kW2.15?
当输送设备运转正常时,油品从截面 2-2’ 到 4-4’ 的流量正好达到 6400kg/h的要求,但是 油品从截面 2-2’ 到 3-3’ 的流量在阀门全开时便大于 10800kg/h的要求 。 所以,操作时可把左侧支管的调节阀关小到某一程度,以提高这一支管的能量损失,到使流量降到所要求的数值 。
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四、阻力对管内流动的影响
1,简单管路内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
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1） 阀门的阻力系数增大,hf,A-B增大,由于高位槽液而维持不变,故 流道内流体的流速应减小 。
21
2u
d
lgZ?
2
2
1
u
d
lh
Af
2） 管路流速变小,截面 1-1’ 至 A处的阻力损失下降 。
A
Af
ph
g
upgZ
1
2
0
2
A点的静压强上升
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3） 同理,由于管路流速小,导致 B处到截面 2-2’ 的阻力损失下降,而截面 2-2’ 处的机械能不变,
BAfB hpuup,0
22
22
B点的静压强将下降 。
一般性结论,
1） 任何局部阻力的增大将使管内各处的流速下降 。
2） 下游的阻力增大将导致上游的静压强的上升 。
3） 上游的阻力增大将使下游的静压强下降 。
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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
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2) O点处静压强的上升将使 总流速 u0下降
01,0 fhpgZ? 2
2
0
10,
u
d
llh e
f?
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点处静压强的上升使 另一支管流速 u3出现上升趋势
2
2
3
3
30 u
d
llpp e?
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
2009-8-20
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
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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
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阀门关小 总管流量下降 O点静压强升高
u1,u2降低
