管路計(jì)算和孔口出流(編輯修改稿)
2025-06-22 18:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、轉(zhuǎn)向處、分支或其他使流體流動情況改變時(shí)，均能引起能量損失，這種由 局部變化 引起的阻力損失稱為局部損失。計(jì)算公式為 22jvhg??⑴ 突然擴(kuò)大與突然縮小 ① 突然擴(kuò)大 流體流過如圖所示的突然擴(kuò)大管道時(shí) ， 由于流股離開壁面成一射流注入了擴(kuò)大的截面中 ， 然后才擴(kuò)張道充滿整個(gè)截面 。 由于流道突然擴(kuò)大 ， 下游壓強(qiáng)上升 ， 流體在逆壓強(qiáng)梯度下流動 ， 射流與壁面間出現(xiàn)邊界層分離 ， 產(chǎn)生漩渦 ， 因此有能量損失 。 ② 突然縮小 突然縮小時(shí) ， 流體在順壓強(qiáng)梯度下流動 ， 不致于發(fā)生邊界層脫離現(xiàn)象 ， 因此在收縮部分不會發(fā)生明顯的阻力損失 。 但流體有慣性 ， 流道將繼續(xù)收縮至 AA面后又?jǐn)U大 。 這時(shí) ， 流體在逆壓強(qiáng)梯度下流動 ， 也就產(chǎn)生了邊界層分離和漩渦 。 因此也就產(chǎn)生了機(jī)械能損失 ， 由此可見 ， 突然縮小造成的阻力主要還在于突然擴(kuò)大 。 e?e?⑵ 局部阻力損失的計(jì)算 在湍流情況下，為克服局部阻力所引起的能量損失，是一個(gè)復(fù)雜的問題，而且管件種類繁多，規(guī)格不一，難于精確計(jì)算。通常要用以下兩種方法： ①阻力系數(shù)法 近似地將克服局部阻力引起的能量損失表示成動能 的一個(gè)倍數(shù) 。 這個(gè)倍數(shù)稱為局部阻力系數(shù) ， 用符號 表示 ， 即 突然擴(kuò)大的阻力系數(shù)可從表查得，也可用式 來求。 突然縮小的阻力系數(shù)也可從表查得，也可用式 來求。 22u?2239。 uhf ??2211 ???????? ??AAe????????? ?? AAe?(J/Kg)下面有兩種極端情況： ? 流體自管出口進(jìn)入容器，可看作很小的截面突然擴(kuò)大道很大的截 面，相當(dāng)于突然擴(kuò)大時(shí) 的情況，故管出口 ， ? 流體自容器流進(jìn)管的入口，是自很大的截面突然縮小到很小的截 面，相當(dāng)于突然縮小時(shí) 的情況，故管入口 ， 021 ?AA 10?? 22 22039。 uuh f ?? ??i?012 ?AA 239。 uh f ?② 當(dāng)量長度法 把流體流過某一管件或閥門的局部阻力折算成相當(dāng)于流過一段與它直徑相同，長度為 的直管阻力。所折算的直管長度稱為該管件或閥門的當(dāng)量長度，以 表示，單位為 m。那么局部阻力損失為： ，見圖 138管件和閥門的當(dāng)量長度的共線圖。 如閘閥 1/2關(guān)時(shí)，管徑為 60mm時(shí)的當(dāng)量長度，由圖上得 。 ? 注：上述求局部阻力中的速度 是用小管截面的平均速度。 elel2239。 udlh ef ??u?el? 顯然，上述兩種方法在計(jì)算局部阻力時(shí)，由于與定義不同，從而使兩種計(jì)算方法所得的結(jié)果不會一致，它們都是工程計(jì)算中的近似估算值。 由此，管路的總阻力損失的直管阻力損失與局部阻力損失之和， 即 或 有時(shí)，由于 或 的數(shù)據(jù)不全，可將兩者結(jié)合起來混合應(yīng)用，即 當(dāng)管路由若干直徑不同的管段組成是 ， 由于各段的流速不同 ， 此時(shí)管路的總能量損失應(yīng)分段計(jì)算 ， 然后再求和 。 22222239。 udluudlhhh fff ?????? ?????? ??? ????22222239。 udlludludlhhh eefff ????????? ???el ?22udllh ef ???????? ??? ??? ??管路計(jì)算 前面幾節(jié)我們已導(dǎo)出了連續(xù)性方程式 ， 機(jī)械能衡算式以及阻力損失的計(jì)算式 。 據(jù)此 ， 可以進(jìn)行不可壓縮流體輸送管路的計(jì)算 。 化工管路按其布置情況可分為簡單管路與復(fù)雜管路兩種 ， 下面我們分別討論其計(jì)算方法 。 1 簡單管路計(jì)算 2 復(fù)雜管路計(jì)算 ? 簡單管路是指滅有分支或匯合的單一管路。在實(shí)際計(jì)算中碰到的有三種情況：一是管徑不變的單一管路；二是不同管徑的管道串聯(lián)組成的單一管路；三是循環(huán)管路。 ? 在簡單管路計(jì)算中，實(shí)際是連續(xù)性方程，機(jī)械能衡算式和阻力損失計(jì)算式的具體運(yùn)用。即聯(lián)立求解這些方程： 連續(xù)性方程： 機(jī)械能衡算式 : 摩擦系數(shù)計(jì)算式 (或圖 ): 221122S4 ??????????dduuudq 或?f2222e2111 22 hupgzwupgz ????????????????? dR e ??? ,? 下面我們先分析一下管徑不變的簡單管路計(jì)算 ⑴等徑管路計(jì)算 如圖所示為一管徑不變的管路。當(dāng)被輸送的流體已定，其物性 ， 已定，上面給出的三個(gè)方程中已包含有 9個(gè)變即 (或 )從數(shù)學(xué)上知道，需給定 6獨(dú)立變量，才能解出 3個(gè)未知量。由于已知量與未知
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