【正文】 串聯(lián)管路的主要特點(diǎn)a)通過(guò)各管段的質(zhì)量不變，對(duì)于不可壓縮性流體 b）整個(gè)管路的阻力損失等于各管段直管阻力損失之和 例：一管路總長(zhǎng)為 70m，要求輸水量 30m3/h，輸送過(guò)程的允許壓頭損失為 ，求管徑。已知水的密度為 1000kg/m3，粘度為 103Pas，鋼管的絕對(duì)粗糙度為 。分析：求 d 求 u 試差法u、 d、 λ未知設(shè)初值 λ求出 d、 u比較 λ計(jì) 與初值 λ是否接近是否修正 λ解：根據(jù)已知條件 L=70m， Hf=,qvs=30m3/h u、 d、 λ均未知，用試差法， λ值的變化范圍較小，以 λ為試差變量 假設(shè) λ=解得： d=， u=查圖得： 與初設(shè)值不同，用此 λ值重新計(jì)算解得：查圖得： 與初設(shè)值相同。計(jì)算結(jié)果為：按管道產(chǎn)品的規(guī)格，可以選用 3英寸管，尺寸為4mm內(nèi)徑為 。此管可滿足要求，且壓頭損失不會(huì)超過(guò) 。復(fù)雜管路的計(jì)算復(fù)雜管路的計(jì)算復(fù)雜管路：存在分流與合流的管路。工程處理方法： ① 分支與匯合點(diǎn)看作局部阻力（ ?）；② 如果該處能量變化相對(duì)系統(tǒng)損失很小，則可忽略之。1.分支或匯合管路分支或匯合管路 如圖所示， O點(diǎn)為分支或匯合點(diǎn)。ABC12 3O主要特征 ：⑴ 對(duì)不可壓縮流體 Vs3=Vs1+Vs2⑵ 阻力應(yīng)分段考慮?hfAC=?hfAO+?hfOC?hfBC=?hfBO+?hfOC⑶ 將單位質(zhì)量流體的機(jī)械能衡算方程用于系統(tǒng)，對(duì)圖例，可以列出以下獨(dú)立方程：⑷ 復(fù)雜管路為一整體，總管、支管間互相影響。2.并聯(lián)管路并聯(lián)管路 分支后又匯合的管路。A B123主要特征 ： ⑴ Vs=Vs1+Vs2+Vs3⑶ 流量分配 ──按阻力相等原則分配?？梢酝瞥觯孩?各支管阻力相等 ?hf1=?hf2=?hf3實(shí)例：分支管路的計(jì)算例： 12℃ 的水在本題附圖所示的管路系統(tǒng)中流動(dòng)。已知左側(cè)支管的直徑為 φ702mm，直管長(zhǎng)度及管件，閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度之和為 42m，右側(cè)支管的直徑為 φ762mm直管長(zhǎng)度及管件，閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度之和為 84 m。連接兩支管的三通及管路出口的局部阻力可以忽略不計(jì)。 a、 b兩槽的水面維持恒定，且兩水面間的垂直距離為 ，若總流量為 55m3/h，試求流往兩槽的水量。 1ab12 2o解：設(shè) a、 b兩槽的水面分別為截面 11′與 22′,分叉處的截面為 00′,分別在 00′與 11′間、 00′與 22′間列柏努利方程式表明： 單位質(zhì)量流體在兩支管流動(dòng)終了時(shí)的總機(jī)械能與能量損失之和相等，且等于分支點(diǎn)處的總機(jī)械能。若以截面 22’為基準(zhǔn)水平面代入式 (a)由連續(xù)性方程， 主管流量等于兩支管流量之和， 即：(c)代入 (b)式由 c式得： d、 e兩個(gè)方程式中，有四個(gè)未知數(shù)。必須要有 λa～ ua、 λb～ ub的關(guān)系才能解出四個(gè)未知數(shù)，而湍流時(shí) λ～ u的關(guān)系通常又以曲線表示，故要借助 試差法 求解。取管壁的絕對(duì)粗糙度為 ，水的密度 1000kg/m3，查附錄得粘度 最后試差結(jié)果為：假設(shè)的 ua， m/s次數(shù)項(xiàng)目1 2 3133500由圖查得的 λa值由式 e算出的 ub， m/s由圖查得的 λb值由式 d算出的 ua， m/s結(jié)論96120假設(shè)值偏高2106800120600假設(shè)值偏低112100115900假設(shè)值可以接受小結(jié) ：分支管路的特點(diǎn) ：1）單位質(zhì)量流體在兩支管流動(dòng)終了時(shí)的總機(jī)械能與能量損失之和相等，且等于分支點(diǎn)處的總機(jī)械能。2）主管流量等于兩支管流量之和并聯(lián)管路如本題附圖所示的并聯(lián)管路中，支管 1是直徑 2”的普通鋼管，長(zhǎng)度為 30m，支管 2是直徑為 3”的普通鋼管，長(zhǎng)度為50m，總管路中水的流量為 60m3/h，試求水在兩支管中的流量，各支管的長(zhǎng)度均包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度，且取兩支管的 λ相等。 解：在 A、 B兩截面間列柏努利方程式，即： 對(duì)于支管 1對(duì)于支管 2并聯(lián)管路中各支管的能量損失相等。由連續(xù)性方程，主管中的流量等于各支管流量之和。 對(duì)于支管 1對(duì)于支管 2由附錄 17查出 2英寸和 3英寸鋼管的內(nèi)徑分別為 及 。小結(jié)：并聯(lián)管路的特點(diǎn)：1）并聯(lián)管路中各支管的能量損失相等。2）主管中的流量等于各支管流量之和。3）并聯(lián)管路中各支管的流量關(guān)系為：例：如本題附圖所示，用泵輸送密度為 710kg/m3的油品，從貯槽輸送到泵出口以后，分成兩支：一支送到 A塔頂部，最大流量為 10800kg/h，塔內(nèi)表壓強(qiáng)為 104Pa另一支送到 B塔中部，最大流量為 6400kg/h，塔內(nèi)表壓強(qiáng)為 118104Pa。貯槽 C內(nèi)液面維持恒定，液面上方的表壓強(qiáng)為 49103Pa。上述這些流量都是操作條件改變后的新要求而管路仍用如圖所示的舊管路?，F(xiàn)已估算出當(dāng)管路上閥門全開，且流量達(dá)到規(guī)定的最大值時(shí)，油品流經(jīng)各段管路的能量損失是：由截面 11’至 22’(三通上游）為 20J/kg；由截面 22’至 33’（管出口內(nèi)側(cè) )為 60J/kg；由截面 22’至 44’（管出口內(nèi)側(cè)）為 50J/kg。油品在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的動(dòng)能很小，可以忽略。各截面離地面的垂直距離見本題附圖。已知泵的效率為 60% ，求新情況下泵的軸功率。分析：求軸功率 柏努利方程11’至 22’ 22’的總機(jī)械能 E2? 分支管路的計(jì)算解：在截面 11’與 22’間列柏努利方程，并以地面為基準(zhǔn)水平面式中：設(shè) E為任一截面三項(xiàng)機(jī)械能之和，即總機(jī)械能，則 22’截面的總機(jī)械能為：將以上數(shù)值代入柏努利方程式，并簡(jiǎn)化得：泵 1kg油品應(yīng)提供的有效能量為：(a)求 We 已知 E222’到 33’22’到 44’選 Max仍以地面為基準(zhǔn)水平面，各截面的壓強(qiáng)均以表壓計(jì)，且忽略動(dòng)能，則截面 33’的總機(jī)械能為：截面 44’的總機(jī)械能為：保證油品自截面 22’送到截面 33’，分支處所需的總機(jī)械能為保證油品自截面 22’送到截面 44’，分支處所需的總機(jī)械能為當(dāng) 時(shí)，才能保證兩支管中的輸送任務(wù)。將 E2值代入式 (a)通過(guò)泵的質(zhì)量流量為：新情況下泵的有效功率為：泵的軸功率為：當(dāng)輸送設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，油品從截面 22’到 44’的流量正好達(dá)到 6400kg/h的要求，但是油品從截面 22’到 33’的流量在閥門全開時(shí)便大于 10800kg/h的要求。所以，操作時(shí)可把左側(cè)支管的調(diào)節(jié)閥關(guān)小到某一程度，以提高這一支管的能量損失，到使流量降到所要求的數(shù)值。補(bǔ)充：阻力對(duì)管內(nèi)流動(dòng)的影響 簡(jiǎn)單管路內(nèi)阻力對(duì)管內(nèi)流動(dòng)的影響閥門由全開轉(zhuǎn)為半開，試討論各流動(dòng)參數(shù)的變化1）閥門的阻力系數(shù)增大， hf,AB增大，由于高位槽液而維持不變，故流道內(nèi)流體的流速應(yīng)減小。2）管路流速變小，截面 11’至 A處的阻力損失下降。 A點(diǎn)的靜壓強(qiáng)上升 3）同理，由于管路流速小，導(dǎo)致 B處到截面 22’的阻力損失下降，而截面 22’處的機(jī)械能不變，B點(diǎn)的靜壓強(qiáng)將下降。一般性結(jié)論 ：1）任何局部阻力的增大將使管內(nèi)各處的流速下降 2）下游的阻力增大將導(dǎo)致上游的靜壓強(qiáng)的上升。 3）上游的阻力增大將使下游的靜壓強(qiáng)下降。 分支管路中阻力對(duì)管內(nèi)流動(dòng)的影響某一支路閥門由全開轉(zhuǎn)為半開，試討論各流動(dòng)參數(shù)的變化2)O點(diǎn)處?kù)o壓強(qiáng)的上升將使總流速 u0下降1）閥門 A關(guān)小，阻力系數(shù) ξA增大，支管中的流速 u2將出現(xiàn) 下降趨勢(shì)， O點(diǎn)處的靜壓強(qiáng)將上升。3） O點(diǎn)處?kù)o壓強(qiáng)的上升使另一支管流速 u3出現(xiàn)上升趨勢(shì) 忽略動(dòng)壓頭總之， 分支管路中的閥門關(guān)小，其結(jié)果是閥門所在支管的流量減小，另一支管的流量增大，而總流量則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)注意兩種極端情況：，支管阻力為主任一支管情況的改變不致影響其他支管的流量如：城市供水、煤氣管線，支管阻力可以忽略總管中的流量不因支管情況而變，支管的啟閉僅改變各支管間的流量的分配 匯合管路中阻力對(duì)管內(nèi)流動(dòng)的影響閥門由全開轉(zhuǎn)為半開，試討論各流動(dòng)參數(shù)的變化閥門關(guān)小 總管流量下降 O點(diǎn)靜壓強(qiáng)升高u u2降低流量計(jì)變壓頭流量計(jì)變截面流量計(jì) 將流體的動(dòng)壓頭的變化以靜壓頭的變化的形式表示出來(lái)。一般，讀數(shù)指示由壓強(qiáng)差換算而來(lái)。如： 測(cè)速管、孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì) 流體通過(guò)流量計(jì)時(shí)的壓力降是固定的，流體流量變化時(shí)流道的截面積發(fā)生變化，以保持不同流速下通過(guò)流量計(jì)的壓強(qiáng)降相同。如： 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 流量的測(cè)量 測(cè)速管（皮托管）的結(jié)構(gòu)一、變壓頭流量計(jì)測(cè)速管的工作原理對(duì)于某水平管路，測(cè)速管的內(nèi)管 A點(diǎn)測(cè)得的是管口所在位置的局部流體動(dòng)壓頭與靜壓頭之和，稱為 沖壓頭 。B點(diǎn)測(cè)得為靜壓頭沖壓頭與靜壓頭之差壓差計(jì)的指示數(shù) R代表 A， B兩處的壓強(qiáng)之差。若所測(cè)流體的密度為 ρ， U型管壓差計(jì)內(nèi)充有密度為 ρ’的指示液，讀數(shù)為 R?！獪y(cè)速管測(cè)定管內(nèi)流體的基本原理和換算公式 實(shí)際使用時(shí)c=~ 使用皮托管的注意事項(xiàng)1）測(cè)速管所測(cè)的速度是管路內(nèi)某一點(diǎn)的線速度，它可以用于 測(cè)定流道截面的速度分布 。2） 一般使用測(cè)速管測(cè)定管中心的速度 ，然后可根據(jù)截面上速度分布規(guī)律換算平均速度。3） 測(cè)速管應(yīng)放置于流體均勻流段 ，且其管口截面嚴(yán)格垂直于流動(dòng)方向，一般測(cè)量點(diǎn)的上，下游最好均有 50倍直徑長(zhǎng)的直管距離，至少應(yīng)有 8~12倍直徑長(zhǎng)的直管段。4）測(cè)速管安裝于管路中，裝置頭部和垂直引出部分都將對(duì)管道內(nèi)流體的流動(dòng)產(chǎn)生影響，從而造成測(cè)量誤差。因此，除選好測(cè)點(diǎn)位置，盡量減少對(duì)流動(dòng)的干擾外， 一般應(yīng)選取皮托管的直徑小于管徑的 1/50。 孔板流量計(jì)孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)孔板流量計(jì)的工作原理流體流到孔口時(shí)，流股截面收縮，通過(guò)孔口后，流股還繼續(xù)收縮，到一定距離（約等于管徑的 1/3至 2/3倍）達(dá)到最小，然后才轉(zhuǎn)而逐漸擴(kuò)大到充滿整個(gè)管截面，流股截面最小處，速度最大，而相應(yīng)的靜壓強(qiáng)最低，稱為縮脈。因此，當(dāng)流體以一定的流量流經(jīng)小孔時(shí)，就產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)差，流量越大，所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差越大。因此，利用測(cè)量壓強(qiáng)差的方法就可測(cè)量流體流量。 在 11’和 22’間列柏努利方程，略去阻力損失 CD：排出系數(shù)： 取決于截面比 A0/A1,管內(nèi)雷諾數(shù) Re1,孔口的形狀及加工精度等。與 合并用孔板前后壓強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算孔板小孔流速 u0的公式 U型管壓差計(jì)讀數(shù)為 R，指示液的密度為 ρA C0173。173。173。173。孔流系數(shù)，C0=f(A0/A1,Re1) 當(dāng) Re1超過(guò)某界限值時(shí)， C0不再隨 Re1而變 C0=const， 此時(shí)流量就與壓差計(jì)讀數(shù)的平方根成正比，因此，在孔板的設(shè)計(jì)和使用中，希望 Re1大于界限值?？装辶髁坑?jì)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便 缺點(diǎn)： 流體通過(guò)孔板流量計(jì)的阻力損失很大孔板的縮口愈小，孔口速度愈大，讀數(shù)就愈大，阻力損失愈大。所以， 選擇孔板流量計(jì) A0/A1的值，往往是設(shè)計(jì)該流量計(jì)的核心問題。文丘里流量計(jì)管道中的流量為 優(yōu)點(diǎn)： 阻力損失小，大多數(shù)用于低壓氣體輸送中的測(cè)量 缺點(diǎn)： 加工精度要求較高，造價(jià)較高，并且在安裝時(shí)流量計(jì)本身占據(jù)較長(zhǎng)的管長(zhǎng)位置。轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及工作原理流量公式 假設(shè)在一定的流量條件下，轉(zhuǎn)子處于平衡狀態(tài)，截面 2173。2’和截面 1173。1’的靜壓強(qiáng)分別為 p2和 p1,若忽略轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的切向力二、變截面流量計(jì)CR為轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量系數(shù)， AR為環(huán)隙面積流量與環(huán)隙面積有關(guān) ，在圓錐形筒與浮子的尺寸固定時(shí)， AR決定于浮子在筒內(nèi)的位置，因此， 轉(zhuǎn)子流量一般都以轉(zhuǎn)子的位置來(lái)指示流量 ，而將刻度標(biāo)于筒壁上。 轉(zhuǎn)子流量計(jì)在出廠時(shí)一般是根據(jù) 20℃ 的水或 20℃ 、 并將流量值刻在玻璃管上。 使用時(shí)若流體的條件與標(biāo)定條件不符時(shí) ， 應(yīng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定或進(jìn)行刻度換算。 下標(biāo) 1代表標(biāo)定流體（水或空氣）的流量和密度值，下標(biāo) 2代表實(shí)際操作中所用流體的流量和密度值。謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH