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1、1.6 流体输送管路的计算,1.6.1 阻力对管内流动的影响1.6.2 简单管路计算 1.6.3 复杂管路计算,1.6.1 阻力对管内流动的影响,一、简单管路,设各段管径相同，高位槽内液面恒定，流体作定态流动。阀门由全开转为半开时流量、阀前压力、阀后压力如何变化？,管内流速减小，即管内流量减小,增大,减小,不变,阀前压力增大,增大,减小,阀后压力减小,减小,减小,结论,任何局部阻力的增加，将使管内的流量下降。,下游阻力增大，使上游压强上升。,上游阻力增大，使下游压强下降。,其他条件不变时：,二、分支管路,原工况：阀门A、B全开新工况：阀门A关小，阀门B不变。问：qv0、qv2、qv3如何变化？
2、,0-2管路：A关小，qvA，0（下游阻力，使上游压强）。,增大,不变,减小,总管流量qV0，qvA。,对象：1-0-3管路,qvB,结论,关小阀门使所在支管流量下降 与之平行的支管内流量上升 总管流量减少,两种极端情况,总管阻力可以忽略，支管阻力为主。,0,举例：城市供水、煤气管线的铺设,总阻力为主，支管阻力可以忽略。,0,三、汇合管路,1.问题原工况：阀门全开，两高位槽在下游0点汇合。新工况：将阀门逐渐关小，试分析流体的流动方向。,1.6.2 简单管路计算,一、数学描述,质量守恒式,摩擦系数计算式,机械能守恒式,9个变量：qV，d，u，1，2，l，,3个方程,已知6个变量便可求出另外3个变
3、量,问题数,根据规定的生产任务设计出经济合理的设备或管路,2类问题,对某个过程或设备在一定条件下能够完成的任务进行计算或核定某个参数的指标,设计型,操作型,设计型和操作型的划分既客观地反映实际工作的内容和性质，也有利于研究者联系实际去思考问题，避免数学游戏式地解题，体现工程科学的特点。2类问题具有各自的特点，在解法上也不同，分类后便于掌握这些特点，以利于求解。,分类原因:,三、设计型计算,规定输送量qV,确定最经济的管径d及须由供液点提供的势能1,(1)供液点与需液点间的距离,即管长l(2)管道材料及管件配置,即和(3)需液点的势能2,设计要求:,给定条件:,9个变量：qV，d，u，1，2，l
4、，,解决思路:,(2),(3),qV一定u,d,设备费用,hf,操作费用,特点：参数的选择与优化,四、操作型计算,练习28,解：,（1）求流量,阀关闭时,容器A、B间的位差,在A与B间列伯努利方程,假设管内流体呈层流流动,验：,假设成立,阀门由全关至1/4开,阀前压力p1减小,阀后压力p2增大,1.6.3 复杂管路计算,典型的复杂管路有分支管路、汇合管路和并联管路,一、并联管路,1、特点：,（1）主管中的流量为并联的各支路流量之和；,不可压缩流体,(2)对单位质量流体，并联的各支管阻力损失相等,不可压缩流体在管内流动,2.并联管路的流量分配,支管越长、管径越小、阻力系数越大,流量越小,二、分支
5、管路与汇合管路,1、特点：,不可压缩流体,（2）流体在各支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等。,（1）主管中的流量为各支路流量之和；,例 如图所示，从自来水总管接一管段AB向实验楼供水，在B处分成两路各通向一楼和二楼。两支路各安装一球形阀，出口分别为C和D。已知管段AB、BC和BD的长度分别为100m、10m和20m（仅包括管件的当量长度），管内径皆为30mm。假定总管在A处的表压为0.343MPa，不考虑分支点B处的动能交换和能量损失，且可认为各管段内的流动均进入阻力平方区，摩擦系数皆为0.03，试求：,（1）D阀关闭，C阀全开（）时，BC管的流量为多少？（2）D阀全开，C阀关小至流量减半时，BD管的流量为多少？总管流量又为多少？,解:(1)在AC截面(出口内侧)列柏努利方程,=2.41m/s,(2)D阀全开，C阀关小至流量减半时,在AD截面（出口内侧）列柏努利方程（不计分支点B处能量损失）,总管流量,讨论：对于分支管路，调节支路中的阀门（阻力），不仅改变了各支路的流量分配，同时也改变了总流量。但对于总管阻力为主的分支管路，改变支路的阻力，总流量变化不大。,
