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1、2023/10/19,第章 流体流动,一、阻力计算例题,第四节 流体流动阻力计算,2023/10/19,例1:求以下三种情况下输送20的水的直管阻力:,(1)管子452.5mm，管长100m,输水量为0.06kg/s。（2）管子452.5mm，管长50m,输水量为1.8kg/s。（3）有一壳内径为800mm，内装371根2m长的252.5mm钢管的列管换热器，壳内水流量为0.32m3/s。.设管子的粗糙度=0.2mm，20水=1000kg/m3，=10-3pa.s,2023/10/19,解：（1）,属层流，则,2023/10/19,（）,属层流，且,查图得,2023/10/19,（）非圆形直管
2、，应采用当量直径,查图得,2023/10/19,例2：溶剂由敞开的高位槽流入吸收塔。进液处塔内压强0.02MPa（表压），输送管道为 383mm 的无缝钢管，总长8m，这壁绝对粗糙度为0.3mm,这路上有90度的标准弯头两个，180度回弯度1个，球心阀（全开）一个。为使3m3/h的流量流入塔内，问高位槽应放置高度为多少？已知操作温度下密度为861kg/m3，粒度为6.43104Pa.S.,2023/10/19,2023/10/19,解：取管出口处平面为基准面，高位槽面11和管出口内截面22间列柏努利方程式，其中P1 为零（表压强），P2为0.02MPa（表压强），z1=h z2=0 u1=0,
3、2023/10/19,查图得：0.038 再查有关管件的局部阻力系数。进口突然收缩 90度标准弯头 180度回弯头 球心阀（全开）,2023/10/19,2023/10/19,例3 用泵把20的苯从地下储罐送到高位槽，流量为300 l/min。高位槽液面比储罐液面高10m。泵吸入管路用894mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀（可粗略的按旋启式止回阀全开时计）、一个标准弯头；泵排出管用573.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀、一个全开的截止阀和三个标准弯头。储罐及高位槽液面上方均为大气压。设储罐液面维持恒定。试求泵的轴功率。设泵的效率为70%。,202
4、3/10/19,2023/10/19,解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2，并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。,式中：,（1）吸入管路上的能量损失,2023/10/19,式中,管件、阀门的当量长度为：底阀(按旋转式止回阀全开时计）6.3m 标准弯头 2.7m,进口阻力系数 c=0.5,2023/10/19,苯的密度为880kg/m3，粘度为6.510-4Pas,取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/81=0.0037，查得=0.029,2023/10/19,（2）排出管路上的能量损失 hf,b,式中:,管件、阀门的当量长度分别为：全开的闸阀 0
5、.33m全开的截止阀 17m三个标准弯头 1.63=4.8 m,2023/10/19,出口阻力系数 e=1,仍取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/50=0.006，查得=0.0313,2023/10/19,（3）管路系统的总能量损失:,苯的质量流量为：,泵的有效功率为：,泵的轴功率为：,2023/10/19,简单管路计算,例：一管路总长为70m，要求输水量30m3/h，输送过程的允许压头损失为4.5m水柱，求管径。已知水的密度为1000kg/m3，粘度为1.010-3Pas，钢管的绝对粗糙度为0.2mm。,分析：,求d,求u,试差法,u、d、未知,2023/10/19,设初值,求出d、u,比较计与初值是否接近,修正,2023/10/19,解：根据已知条件,u、d、均未知，用试差法，值的变化范围较小，以为试差变量 假设=0.025,2023/10/19,解得：d=0.074m，u=1.933m/s,查图得：,与初设值不同，用此值重新计算,解得：,2023/10/19,查图得：,与初设值相同。计算结果为：,按管道产品的规格，可以选用3英寸管，尺寸为88.54mm内径为80.5mm。此管可满足要求，且压头损失不会超过4.5mH2O。,
