化工原理第一章流體流動(編輯修改稿)
2025-09-18 12:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (5)由式(3)、式(4)解出VA、VB并代入式(5)得 (6)當閥門KA關小時，式(6)中EtEtEtBO、BB均不變(λO、λB可近似視為定值)，而∑leA增大，即BA增大。若假設VO不變或VO增大，則式(6)等號兩邊不等，故只能VO減小。上述方法稱為排除法。根據(jù)VO減小，再由式(4)可知VB增大，而由式(5)則知VA減小。 (2) O處壓力pO的變化分析在截面l—1′和O點所在截面間列機械能衡算式 當閥門KA關小時，上式中Et zO、BO均不變，而VO減小即uO減小，故pO增大。 討論：本題 屬于復雜管路問題，雖然僅支管A的局部阻力發(fā)生了變化，但是分析過程卻涉及到整個流動系統(tǒng)的流動參數(shù)及關系式。 本題分析結(jié)果表明：閥門KA關小后，VO減小、VA減小、pO增大，即閥KA上、下游管內(nèi)流量下降，閥KA上游壓力上升，這與將管線1O2看成簡單管路并應用例1—1的結(jié)論進行分析所得的結(jié)果相吻合。由此可見，例1—1的結(jié)論也可用于分支管路。 需指出的是，支管B不是閥KA的上游，故支管B的流量和壓力變化分析不可使用例1—1的結(jié)論。事實上，VB并不減小而是增大(pO增大導致VB增大)。 另外，若總管阻力可以忽略不計(比如流速很小或總管短而粗)，則管路系統(tǒng)的總阻力以各支管阻力為主，通過類似上述方法分析可知，某支管阻力的變化(如該支管上閥門關小或開大)只會對該支管內(nèi)的流量產(chǎn)生影響，對其他支管無影響。 【例1—3】 如圖1—5所示，用匯合管路將高位槽A、B中的某液體引向低位槽C中。設三槽液面維持恒定。試分析，當將閥門K2開大時，各支管、總管的流量及匯合點O處的壓力如何變化。解：(1)各管內(nèi)流量變化分析分別在液面1—1′與3—3′間和液面2—2′與3—3′間列機械能衡算式令式中BBB3分別代表支管3的阻力特性。再由匯合點處的質(zhì)量衡算，得 (3)由式(1)、式(2)解出VV2然后代入式(3)，得 (4) 當閥門K2開大時，式(4)中EtEtEtBB3均不變(λλ3可視為近似不變)，而∑le2減小即B2減小。用與例1—2類似的排除法分析可知V3增大。 再由式(1)分析得Vl減小，由式(3)分析得V2增大。 (2) O處壓力變化分析在匯合點O處所在截面和截面3—3′間列機械能衡算式并整理，得 閥門K2開大后，上式中zO、Et3不變，不變且恒大于零(原因見例1—1中(3)的分析)，而V3增大即uO3增大，故pO增大。 討論：本題的分析結(jié)果表明，閥門K2開大后，V2增大、V3增大、pO增大，即閥K2上、下游管內(nèi)流量增加，閥K2下游壓力上升，這與將管線BOC看成簡單管路并應用例1—1的結(jié)論進行分析所得的結(jié)果一致。由此可見，例1—1的結(jié)論也可用于匯合管路。 同例1—2一樣，需指出的是，支管AO不是閥門K2的下游，故例1—1的結(jié)論不能用于該支管。事實上，支管AO的流量減小而不是增大。[例1—4] 如圖1—6所示，一高位槽A通過并聯(lián)管路向低位槽B輸送液體。兩槽液面維持恒定，支管a、b、c上的閥門Ka、Kb、Kc都處在半開狀態(tài)，且支管a流量Va大于支管c流量Vc?，F(xiàn)將閥門Kb開大，試定性分析：(1)Va、Vb、Vc、總管流量V及點E，F(xiàn)處壓力的變化情況；(2)比較Va、Vc的變化幅度；(3)支管a的流體阻力損失wfa的變化情況；(4)整個管路系統(tǒng)的流體阻力損失wf的變化情況。 解：(1)各管流量及點正、F處壓力變化分析在液面1—1′與2—2′間沿支管a列機械能衡算式 類似地，沿支管b、c列機械能衡算式，得式中BBBa、Bb、Bc分別代表總管1E、F支管a、b、c的阻力特性，表達式類似例1—2中的BBB3。
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