流體流動(dòng)例題(參考版)
2024-08-16 08:57本頁面
【正文】 （適用于并聯(lián)支管阻力損失與總管阻力損失相當(dāng)?shù)那樾危? 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)處靜壓強(qiáng)的上升將使 總流速 u0下降 ???? ? 01,0 fhpgZ ? 22010, ????? udllh ef ?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 。 例：將支路①上的閥門關(guān)小，考察各參數(shù)將如何變化？ （ 1）總管和各支管 的流量分析 k1關(guān)小 支路①及 wfAB增大 支路①的流量減小 總阻力損失 wf12一定 wf1A, wfB2減小 總管流量 VS減小 EtA=Et1wf1A增大 EtB=Et2+wfB2減小 EtA EtB增大 VS2， VS3增大 （ 2）壓力表讀數(shù)的變化分析 EtA 增大 位能不變 動(dòng)能減小 壓力能增大， PA增大 wfB2減小 B與 22間機(jī)械能衡算 PB減小 結(jié)論： 并聯(lián)管中任一支管阻力系數(shù)變大，支管和總管的流量減小，該支管上游壓力增大，下游壓力減小。 現(xiàn)將閥門開度減小，試分析以下 各流動(dòng)參數(shù)的變化： Vs、 PA、 PB 結(jié)論： （ 1） 當(dāng)閥門關(guān)小時(shí) ， 其局部阻力增大 ， 將使管路中 流量下降； （ 2） 下游阻力的增大使上游壓力上升； （ 3） 上游阻力的增大使下游壓力下降 。 pA pB pa F 1 1? 2 2? A B 閥門 F開度減小 閥門局部阻力系數(shù) ?↑ Wf,AB ↑ 流量 ↓ 流速 u↓ （ 2） 在 1A之間 ， 由于 流速 u↓→ Wf,1A ↓ →p A ↑ ； （ 3） 在 B2之間 ， 由于 流速 u↓→ Wf,B2 ↓ →p B ↓ 。 將 E2值代入式 (a) ??eWkgJ /1804?kgJ /2 0 0 6?kgJ /1908?通過泵的質(zhì)量流量為： 3 6 0 06 4 0 01 0 8 0 0 ??sw skg /?泵的有效功率為： ??? see wWN W9120? ?泵的軸功率為： ?? ?eNN ?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 。 已知泵的效率為 60%， 求新情況下泵的軸功率 。 油品在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的動(dòng)能很小 ， 可以忽略 。 貯槽 C內(nèi)液面維持恒定 ， 液面上方的表壓強(qiáng)為 49 103Pa。 2)(2121 222221211udlpugzpugz ???????? ????例：估計(jì)空氣體積流量 ? 以測(cè)壓孔所在的截面與管 出口 (外側(cè) )之間列機(jī)械能衡算 按不可壓縮流體處理 相等 u1=u p已知 ,ρ由理想氣體狀態(tài)方程求 u2=0 d, l已知 四個(gè)彎頭 : 4 ζ1=4 , ζ2=1(突然擴(kuò)大 ) 未知數(shù) :u,λ? 迭代法 :u 1 8 6 m m H 2 O8 0 m風(fēng) 機(jī)9 00彎 頭 ? 41 2 0 m m H 2 O1122di＝ 500mm （表） 25℃ u=u1 1600m ρ=1040kg/m3 至少要用多粗的管子才能保證排放量為 ? ε=2mm, 管路上安裝閘閥 取水池液面和以管口外側(cè)為 1 22截面， 海平面為基準(zhǔn) : 2)(2121 222221211udlpugzpugz ???????? ????管入口 (突然縮小 ): ζ1 = 閘閥 (全開 ): ζ2= 管出口 (突然擴(kuò)大 ): ζ3= d=? Re=? λ=? ?? ud?Re2)(2121 222221211udlpugzpugz ???????? ????42dVs?設(shè)一個(gè) λ值 , 然后代入上式進(jìn)行計(jì)算得 d值 . 5m 0 0 30m 0 ρgz2 ζ1+ζ2+ζ3 1600 51)( dd ?? ? 迭代法 d值 ?? ud?Red??計(jì)算值與設(shè)定值 比較 相差較小 51)( dd ?? ?所求 設(shè)定 λ值 相差較大 例： 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 ， 長度為 30m， 支管 2是直徑為 3” 的普通鋼管 ， 長度為 50m， 總管路中水的流量為 60m3/h， 試求水在兩支管中的流量 ， 各支管的長度均包括局部阻力的當(dāng)量長度 ， 且取兩支管的 λ 相等 。 計(jì)算結(jié)果為： smud / m ??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 。 分析： 求 d uVd s?4?求 u 試差法 gudlHf 22??u、 d、 λ 未知 設(shè)初值 λ 求出 d、 u ?? /Re du?)/( R e , df ?? ?計(jì)比較 λ計(jì) 與初值 λ是否接近 是 udV s 24??否 修正 λ 注意：若已知流動(dòng)處于阻力平方區(qū)或?qū)恿鳎?則無需試差，可直接解析求解。 已知水的密度為1000kg/m3， 粘度為 103Pa, , ,fffw a w a w a???2,() 2ae aaal l a ud??????式中 mmmd a 0 8 ?????mla 15?管件 、 閥門的當(dāng)量長度為 ： 底閥 (按旋轉(zhuǎn)式止回閥全開時(shí)計(jì)） 標(biāo)準(zhǔn)彎頭 mal e , ?????進(jìn)口阻力系數(shù) ξ = （ 1） 吸入管路上的能量損失 ,fwa?20 4601 00 03 00???? ?au sm /?苯的密度為 880kg/m3， 粘度為 104Pa 在兩截面間列柏努利方程式 。 50m, 1個(gè)閘閥 , 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)閥 , 3個(gè) 90O彎頭 15m, 1個(gè)底閥，1個(gè) 90O彎頭 分析： 求泵的軸
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