化工原理第一章流體流動(dòng)(參考版)
2024-09-02 12:53本頁(yè)面
【正文】 下面分析當(dāng)閘閥K多大開度(即阻力系數(shù)為多少)時(shí)，支管OB中流體流速為零，為此，分別在液面1—1′與O所在截面間、液面3—3′間列機(jī)械能衡算式 12。當(dāng)閘閥全開及半開時(shí)，請(qǐng)指明流體流向并計(jì)算各支管內(nèi)的流量。 【例19】用如圖111所示的管路系統(tǒng)連接貯有常溫水的水槽A、B、C，分叉點(diǎn)O與槽A、B、C間的管長(zhǎng)分別為6m、3m、5m(包括管進(jìn)、出口和三通管件的局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度在內(nèi))，三個(gè)水槽液面維持恒定。將上述數(shù)值代入式(2)、式(3)，整理得 (4) (5)再對(duì)分支點(diǎn)C處作質(zhì)量衡算，得 (6)聯(lián)立式(4)、式(5)、式(6)經(jīng)試差得 相應(yīng)流量為 從計(jì)算結(jié)果可以看出，接上支管CE后，由于其分流降阻作用使總管AC流量有所提高()，支管CD流量則有所下降()。計(jì)算當(dāng)一樓水管上閥門全開或半開時(shí)，一、二樓水管及總管內(nèi)水的流量各為多少? 解：(1)在水箱水面l—1′至一樓管出口截面2—2′間列機(jī)械能衡算式 (1)式中zl＝12m；z2＝ 0；p1＝p2＝0(表壓)；u1＝0；u2＝u；λ＝；ζ閥全開＝；lAD＝15+2＝17m；d＝。其他局部阻力可忽略。用此法查找管路(尤其是埋在地下的管路)中的泄漏位置方便而經(jīng)濟(jì)。解：不可壓縮流體在平直等徑管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，任兩點(diǎn)間的壓力差Δp都等于該管段的阻力損失，即 對(duì)于等徑管中的完全湍流流動(dòng)，K為常數(shù)?，F(xiàn)已知AD段、AB段管長(zhǎng)及四個(gè)壓力表讀數(shù)，且管內(nèi)流體處于完全湍流區(qū)。對(duì)于本題，【例17】為了測(cè)出平直等徑管AD上某泄漏點(diǎn)M的位置，采用如圖所示的方法。 解：假設(shè)第二個(gè)泵站設(shè)在距第一個(gè)泵站L米處。因油管允許承受的最高壓力為6MPa(表壓)，故全程需設(shè)兩個(gè)泵站，如圖18所示。已知原油粘度μ＝ 討論：應(yīng)當(dāng)指出，“讀數(shù)R反映被測(cè)管段的阻力損失大小”這一結(jié)論僅適用于流體在等徑管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的情形；而對(duì)于壓差計(jì)連接在兩異徑管處的情形，讀數(shù)R除了反映被測(cè)管段阻力損失外，還反映了流體在兩異徑管處的動(dòng)能變化。比較式(1)、式(2)，得 (3)式中：。與BB39。以截面BB39。 解；設(shè)管與水平方向的夾角為α，見圖1—7(b)?！纠?5】如圖17(a)所示，用一內(nèi)徑d、長(zhǎng)L的直圓管測(cè)定直管摩擦阻力損失。于是，上式變?yōu)榭梢?，?dāng)機(jī)械能差()一定的條件下，B總越小，總流量V越大。 (2)從例l—例1—例1—4的分析結(jié)果可見，例l—1的結(jié)論既適用于分支管路、匯合管路又適用于并聯(lián)管路，即可用于復(fù)雜管路?？梢娎?1的結(jié)論也可應(yīng)用于并聯(lián)管路的分析。 (4)整個(gè)管路系統(tǒng)阻力損失wf變化分析在截面1—1′與2—2′間列機(jī)械能衡算式，則 當(dāng)閥Kb開大時(shí)，EtEt2不變，故wf不變。 (2)Va、Vc變化幅度大小的比較 支管a、c為并聯(lián)管路，由并聯(lián)管路的特點(diǎn)可知：即 (6)Ba、Bc僅與相應(yīng)管段的λ、(l+∑le)、d有關(guān)，而λ可近似視為不變，故當(dāng)閥Kb開大時(shí)，Ba、Bc不變且式(6)仍然成立，即 (7)由式(6)、式(7)開方后整理得因，所以這一結(jié)果表明，管路阻力特性系數(shù)小的a支路(Ba Bc)在外界影響下，流量變化幅度大。在液面1—1′與E間列機(jī)械能衡算式 當(dāng)閥Kb開大時(shí)，上式中EtzE、Bl不變，而V增大即uE增大，故pE減小。 再由分支點(diǎn)E(或匯合點(diǎn)F)處的質(zhì)量衡算，得 (4) 由式(1)、式(2)、式(3)解出Va、Vb、Vc，然后代入式(4)，整理得 (5) 當(dāng)閥Kb開大時(shí)，式(5)中EtEtBl、BBa、Bc不變，而Bb減小，用與例1—2類似的排除法分析可知V增大?，F(xiàn)將閥門Kb開大
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