管路計算和孔口出流(編輯修改稿)
2025-06-22 18:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、轉向處、分支或其他使流體流動情況改變時，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。計算公式為 22jvhg??⑴ 突然擴大與突然縮小 ① 突然擴大 流體流過如圖所示的突然擴大管道時 ， 由于流股離開壁面成一射流注入了擴大的截面中 ， 然后才擴張道充滿整個截面 。 由于流道突然擴大 ， 下游壓強上升 ， 流體在逆壓強梯度下流動 ， 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 ， 流體在順壓強梯度下流動 ， 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面后又擴大 。 這時 ， 流體在逆壓強梯度下流動 ， 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大 。 e?e?⑵ 局部阻力損失的計算 在湍流情況下，為克服局部阻力所引起的能量損失，是一個復雜的問題，而且管件種類繁多，規(guī)格不一，難于精確計算。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 的一個倍數(shù) 。 這個倍數(shù)稱為局部阻力系數(shù) ， 用符號 表示 ， 即 突然擴大的阻力系數(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： ? 流體自管出口進入容器，可看作很小的截面突然擴大道很大的截 面，相當于突然擴大時 的情況，故管出口 ， ? 流體自容器流進管的入口，是自很大的截面突然縮小到很小的截 面，相當于突然縮小時 的情況，故管入口 ， 021 ?AA 10?? 22 22039。 uuh f ?? ??i?012 ?AA 239。 uh f ?② 當量長度法 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管件和閥門的當量長度的共線圖。 如閘閥 1/2關時，管徑為 60mm時的當量長度，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，上述兩種方法在計算局部阻力時，由于與定義不同，從而使兩種計算方法所得的結果不會一致，它們都是工程計算中的近似估算值。 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，由于 或 的數(shù)據(jù)不全，可將兩者結合起來混合應用，即 當管路由若干直徑不同的管段組成是 ， 由于各段的流速不同 ， 此時管路的總能量損失應分段計算 ， 然后再求和 。 22222239。 udluudlhhh fff ?????? ?????? ??? ????22222239。 udlludludlhhh eefff ????????? ???el ?22udllh ef ???????? ??? ??? ??管路計算 前面幾節(jié)我們已導出了連續(xù)性方程式 ， 機械能衡算式以及阻力損失的計算式 。 據(jù)此 ， 可以進行不可壓縮流體輸送管路的計算 。 化工管路按其布置情況可分為簡單管路與復雜管路兩種 ， 下面我們分別討論其計算方法 。 1 簡單管路計算 2 復雜管路計算 ? 簡單管路是指滅有分支或匯合的單一管路。在實際計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。 ? 在簡單管路計算中，實際是連續(xù)性方程，機械能衡算式和阻力損失計算式的具體運用。即聯(lián)立求解這些方程： 連續(xù)性方程： 機械能衡算式 : 摩擦系數(shù)計算式 (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算 ⑴等徑管路計算 如圖所示為一管徑不變的管路。當被輸送的流體已定，其物性 ， 已定，上面給出的三個方程中已包含有 9個變即 (或 )從數(shù)學上知道，需給定 6獨立變量，才能解出 3個未知量。由于已知量與未知
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