流体流动例题精选课件.pptx

1、解：（1）判断题给两关系是否成立 A，A在静止的连通着的同一种液体的同一水平面上 AAPP 因B，B虽在同一水平面上，但不是连通着的同一种液体，即截面B-B不是等压面，故不成立。BBPP（2）计算水在玻璃管内的高度hAAPP PA和PA又分别可用流体静力学方程表示 设大气压为Pa 21ghghPPaA水油aAPghP水AAPP ghPghghPaa水水油21 h10006.010007.0800mh16.11）用普通压差计，以苯为指示液，其读数R 为多少？例：用三种压差计测量气体的微小压差 PaP1002）用倾斜U型管压差计，=30，指示液为苯，其读 数R R为多少？3）若用微差压差计，加入苯

2、和水两种指示液，此时读 数R R为多少？R R为R R的多少倍？已知：苯密度 3/879mkgc水密度 3/998mkgA 计算时可忽略气体密度的影响。2）倾斜U型管压差计 3）微差压差计 sin30APRg5.0807.9879100m0232.0gPRCA807.9879998100m0857.00116.00857.0RR故：39.7解：1）普通管U型管压差计APRg807.9879100m0116.0例1：如图所示，某厂为了控制乙炔发生炉内的压强不超过10.7103Pa（表压），需在炉外装有安全液封，其作用是当炉内压强超过规定，气体就从液封管口排出，试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下

3、的深度h。解：过液封管口作基准水平面o-o，在其上取1，2两点。压强炉内 1P3107.10aPghPPa221PP ghPPaa3107.10mh9.10 例2：真空蒸发器操作中产生的水蒸气，往往送入本题附图所示的混合冷凝器中与冷水直接接触而冷凝。为了维持操作的真空度，冷凝器的上方与真空泵相通，不时将器内的不凝气体（空气）抽走。同时为了防止外界空气由气压管漏入，致使设备内真空度降低，因此，气压管必须插入液封槽中，水即在管内上升一定高度h，这种措施称为液封液封。若真空表读数为 80104Pa，试求气压管内水上升的高度h h。解：设气压管内水面上方的绝对压强为P，作用于液封槽内水面的压强为大气压

4、强Pa，根据流体静力学基本方程式知：ghPPagPPhag真空度81.9100010803m15.807104Pa，另一支送到B塔中部，最大流量为6400kg/h，塔内表压强为118104Pa。比较计与初值是否接近以测压孔所在的截面与管出口(外侧)之间列机械能衡算出口阻力系数 =1解：过液封管口作基准水平面现已估算出当管路上阀门全开，且流量达到规定的最大值时，油品流经各段管路的能量损失是：由截面1-1至2-2(三通上游）为20J/kg；并以截面2-2的中心线为基准水平面，在两截面间列机械能衡算式面，并取3-3截面为基准水平面液体沿等径管输送至某一车间。三个标准弯头 1.所示的混合冷凝器中与冷水

5、直接接触而冷凝。阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化某一支路阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化对于各截面压力的计算，仍以2-2为基准水平面，Z2=0，Z3=3m，Z4=3.例1：如图所示，某厂为了控制乙炔发生炉内的压强不超过吸管内作定态流动，管路直径可以忽略不计，计算管内截面四个弯头:41=40.d=?Re=?=?123b3a60mm100mm50mm50mm体积流量体积流量:2.55103m3/s求水在各段管内的速度求水在各段管内的速度m/s902.006.0785.01055.2423211dVuSm/s325.0)10060(902.0)(222112dduu33222Au

6、Aum/s650.0)50100(2325.0)(2223223dduu(1)(1)确定流体的流量确定流体的流量 例：20的空气在直径为800mm的水平管流过，现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示，文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉径处接一细管，其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计，当U管压差计读数R=25mm，h=0.5m时，试求此时空气的流量为多少m3/h?当地大气压为101.33103Pa。分析：分析：243600duVh求流量V Vh h已知d求u直管任取一截面机械能衡算气体判断能否应用？2-2面取管出口内侧:82m3/h，水在塔前管路中流动的总

7、摩擦A，A在静止的连通着的同一种液体的同一水平面上读数R=25mm，h=0.将已知数据代入柏努利方程式得：A，A在静止的连通着的同一种液体的同一水平面上应比塔内的进料口高出多少？保证油品自截面2-2送到截面3-3，分支处所需的总机械能为u2=u3=u6=4.在453mm的管路上装一文丘里管，文丘里管上游接一压强表，其读数为137.的真空度，冷凝器的上方与真空泵相通，不时将器内的不凝（2）截面3-3压强例：将支路上的阀门关小，考察各参数将如何变化？三个标准弯头 1.注意：若已知流动处于阻力平方区或层流，82m3/h，水在塔前管路中流动的总摩擦所以两种取法的结果相同例：将支路上的阀门关小，考察各参

8、数将如何变化？高位槽液面比储罐液面高10m。泵1kg油品应提供的有效能量为：进口阻力系数 =0.为20mm的喉径处接一细管，解：解：取测压处及喉颈分别为截面1-1和截面2-2截面 1-1处压强：gRPHg1 截面2-2处压强为：ghP2流经截面1-1与2-2的压强变化为：025.081.913600表压）(3335Pa5.081.91000表压）(4905Pa)3335101330()490510330()3335101330(121PPP079.0%9.7%20 在截面1-1和2-2之间列机械能衡算式。以管道中心线作基准水平面。由于两截面无外功加入，We=0。能量损失可忽略不计Wf=0。机械

9、能衡算式可写为：2222121122PugZPugZ式中：Z1=Z2=0 P1=3335Pa（表压），P2=-4905Pa（表压）004.22TPPTMmm101330293)49053335(2/11013302734.22293/20.1mkg2.14905220.1333522221uu化简得：(a)137332122uu由连续性方程有：2211AuAu22112dduu2102.008.0 u(b)1612uu 联立(a)、(b)两式1373362121uusmu/34.7112143600udVh34.708.0436002hm/8.1323 (2)(2)确定容器间的相对位置确定容器

10、间的相对位置例：例：如本题附图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽中的液面维持恒定，塔内表压强为9.81103Pa，进料量为5m3/h，连接管直径为382.5mm，料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg(不包括出口的能量损失)，试求高位槽内液面应比塔内的进料口高出多少？分析：分析：解：解：取高位槽液面为截面1-1，连接管出口内侧内侧为截面2-2,并以截面2-2的中心线为基准水平面，在两截面间列机械能衡算式液面、出口两截面u、p已知求求Z Z机械能衡算式2211221222efupupgZWgZw式中：Z2=0 ；Z1=?P1=0(表压)；P2=9.81103Pa(表

11、压）由连续性方程 2211AuAuA1A2,We=0，30/fwJ kgAVuS224dVS2033.0436005sm/62.1u1u2,可忽略，u10。将上列数值代入机械能衡算式，并整理得：81.9/)308501081.9262.1(321zm37.4 (3)(3)确定输送设备的有效功率确定输送设备的有效功率 例：例：如图所示，用泵将河水打入洗涤塔中，喷淋下来后流入下水道，已知管道内径为0.1m，流量为84.82m3/h，水在塔前管路中流动的总摩擦损失(从管子口至喷头的阻力忽略不计)为10J/kg，喷头处的压强较塔内压强高0.02MPa，水从塔中流到下水道的阻力损失可忽略不计，泵效率为6

12、5%，求泵所需功率。分析：分析：求NeNe=WeWs/求We机械能衡算式P2=?塔内压强整体流动非连续截面的选取？解：解：取塔内水面为3-3截面，下水道截面为4-4截面，取地面为基准水平面，在3-3和4-4间列机械能衡算式：4244323322pugzpugz0 43 uu式中：，mZmZ2.0143?(034PP表压），将已知数据代入柏努利方程式得：96.13pg3/1000mkg表压）(117703PaP计算塔前管路，取河水表面为1-1截面，喷头内侧内侧为2-2截面，在1-1和2-2截面间列机械能衡算式。2211221222efupupgzWgzw式中：mZmZ6121，01uAVuS2表

13、压），(01P（表压）Pap8230117701002.06210/fwJkg，?eW21.04360082.84sm/32）用倾斜U型管压差计，=30，指示液为苯，其读（4）截面5-5 压强贮槽C内液面维持恒定，液面上方的表压强为49103Pa。试求此时空气的流量为多少解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2，损失(从管子口至喷头的阻力（2）截面3-3压强比较计与初值是否接近=1040kg/m3至少要用多粗的管子才能保证排放量为6m3.2-2面取管出口外侧:高位槽液面比储罐液面高10m。损失(从管子口至喷头的阻力（3）在B-2之间，由于流速u Wf,B-2 pB 。全开的闸

14、阀 0.流经截面1-1与2-2的压强变化为：进口阻力系数 =0.u1P3P4，而P4P5P6，这是由于流体在管内流动时，位能和静压能相互转换的结果。(5)(5)流向的判断流向的判断 在453mm的管路上装一文丘里管，文丘里管上游接一压强表，其读数为137.5kPa，管内水的流速u1=1.3m/s，文丘里管的喉径为10mm，文丘里管喉部一内径为15mm的玻璃管，玻璃管下端插入水池中，池内水面到管中心线的垂直距离为3m，若将水视为理想流体，试判断池中水能否被吸入管中？若能吸入，再求每小时吸入的水量为多少m3/h？分析：判断流向比较总机械能求P？机械能衡算式 解：在管路上选1-1和2-2截面，并取3

15、-3截面为基准水平面设支管中水为静止状态。在1-1截面和2-2截面间列机械能衡算式：2222121122PugZPugZ式中：mZZ321smu/3.11smdduu/77.19)1039(3.1)(222112表压）(105.13751PaP22222112uuPP277.1923.11000105.137223kgJ/08.572-2截面的总机械能为（注意无动能）（注意无动能）22gZP381.908.57kgJ/65.273-3截面的总机械能为 33PgZ3-3截面的总势能大于2-2截面的总机械能，水能被吸入管路中。求每小时从池中吸入的水量 求管中流速u机械能衡算式在池面与玻璃管出口内侧

16、间列柏努利方程式：02 233223222uPPugZgZ式中：，mZ03mZ3230u 30(P 表压）kgJP/08.572代入机械能衡算式中：2381.908.572 2usmu/436.7 22015.04436.73600hVhm/728.43例：例：20C的水在内径为50mm的管内流动，流速为2m/s，试分别用SI制和物理制计算Re数的数值。解解：1）用SI制计算：从附录五查得20C时，=998.2kg/m3，u2=u3=u6=4.(2)确定容器间的相对位置解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2，(2)确定容器间的相对位置（2）在1-A之间，由于流速u Wf,1

17、-A pA ；比较计与初值是否接近（1）密度为910kg/m3、粘度为72cP的油品，流速为1.损失可忽略不计，泵效率为（2）20的水，流速为2.(2)确定容器间的相对位置致使设备内真空度降低，因此，气压管必须插入液封槽中，现将阀门开度减小，试分析以下2)O点处静压强的上升将使总流速u0下降（1）吸入管路上的能量损失P1=P6=0（表压）（1）吸入管路上的能量损失进口阻力系数 =0.各截面离地面的垂直距离见本题附图。并以截面2-2的中心线为基准水平面，在两截面间列机械能衡算式2）用物理单位制计算：（2）压力表读数的变化分析（3）在B-2之间，由于流速u Wf,B-2 pB 。管径d=0.05m

18、，流速u=2m/s，duRe310005.12.998205.0993202）用物理单位制计算：P100100010005.13smu/2scm/200cmd5210005.19982.02005Re99320)/(10005.12scmgsPa.10005.133/2.998mkg3/9982.0cmg例：分别计算下列情况下，流体流过例：分别计算下列情况下，流体流过76763mm3mm、长、长10m10m的水的水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。（1 1）密度为）密度为910kg/m910kg/m3 3、粘度为、粘度为72cP72cP的油品，流速为的

19、油品，流速为1.1m/s1.1m/s；（2 2）2020的水，流速为的水，流速为2.2 m/s2.2 m/s。解解:(1)油品：油品：200097310721.191007.0Re3ud流动为层流流动为层流,摩擦系数可从摩擦系数可从MoodyMoody磨擦系数图查取磨擦系数图查取,也可以也可以用下式计算用下式计算 :0658.097364Re64J/kg69.521.107.0100658.0222udlWfm58.081.969.5gWhffPa517869.5910ffWp（2）20水的物性：水的物性：3kg/m2.998310005.1Pas531053.110005.12.22.998

20、07.0udRe流动为湍流流动为湍流,求摩擦系数尚需知道相对粗糙度求摩擦系数尚需知道相对粗糙度/d,查表查表1-1，取，取钢管的绝对粗糙度为钢管的绝对粗糙度为0.2mm，00286.0702.0d根据根据Re=1.53105及及/d0.00286查图查图1-25，得，得0.027J/kg33.922.207.010027.0222udlWfm95.081.933.9gWhffPa931333.92.998ffWpABZpa1122pb=10KPamm5.238mm5.2328m10m900弯头弯头标准阀标准阀(全开全开)smPamkg.8.0/8703要使要使Vs=4m3/h,Z=?22121

21、1221122fppz guz guw2212112211()22ffppz guz guww 阀前阀后22udlWWWfffRedu4000,湍流湍流,查查/dMoody图图沿程阻力沿程阻力:局部阻力局部阻力:查各管件的查各管件的值值,即可求得即可求得.取内侧取内侧:局部阻力有突外缩小局部阻力有突外缩小,900弯头弯头,阀门，出口截面阀门，出口截面 有动能；有动能；取外侧取外侧:局部阻力有突外缩小局部阻力有突外缩小,900弯头弯头,阀门阀门,忽然扩大，忽然扩大，出口动能为零出口动能为零.22uWf)(212122221211阀后阀前fffwwwpugzpugzouuuwof222219022

22、阀门弯头小突外缩2-2面取管面取管出口外侧出口外侧:2-2面取管面取管出口内侧出口内侧:ouuuwof222219022突然扩大阀门弯头小突外缩1突然扩大所以两种取法的结果相同所以两种取法的结果相同 例：例：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。试求泵的轴功率试求

23、泵的轴功率。设泵的效率为70%。（1）吸入管路上的能量损失取截面2-2为基准水平面,z1=3m，P1=101300Pa假设=0.2-2面取管出口内侧:（2）压力表读数的变化分析（2）在1-A之间，由于流速u Wf,1-A pA ；的流量分析A，A在静止的连通着的同一种液体的同一水平面上全开的闸阀 0.总阻力损失wf12一定进口阻力系数 =0.例：如本题附图所示，用泵输送密度为710kg/m3的油品，从贮槽输送到泵出口以后，分成两支：一支送到A塔顶部，最大流量为10800kg/h，塔内表压强为98.（3）在B-2之间，由于流速u Wf,B-2 pB 。75,2=1(突然扩大)（2）计算水在玻璃管

24、内的高度hu1u2,可忽略，u10。3）若用微差压差计，加入苯和水两种指示液，此时读现已估算出当管路上阀门全开，且流量达到规定的最大值时，油品流经各段管路的能量损失是：由截面1-1至2-2(三通上游）为20J/kg；解：1）用SI制计算：从附录五查得20C时，=2mm,管路上安装闸阀同时为了防止外界空气由气压管漏入，（1）密度为910kg/m3、粘度为72cP的油品，流速为1.50m,1个闸阀个闸阀,1个标个标准阀准阀,3个个90O弯头弯头15m,1个底阀，个底阀，1个个90O弯头弯头分析：分析：求泵的轴功率机械能衡算式Z、u、P已知求h hf f管径不同吸入管路排出管路ffww范宁公式l、d

25、已知求求ReRe、/d/d摩擦因数图当量长度阻力系数查图解：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。2211221222efupupgZWgZw式中：mZ10 Z021表）(021 pp021uu9.81 10efWw98.1fw,fffwawawa2,()2aeaaall aud式中mmmda081.0814289mla15管件、阀门的当量长度为管件、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 2.7mmale97.23.6,进口阻力系数 =0.5（1）吸入管路上的能量损失,fw a2081.04

26、601000300ausm/97.0苯的密度为880kg/m3，粘度为6.510-4PasaaaudRe4105.688097.0081.051006.1取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/81=0.0037，查得=0.029159,(0.0290.5)0.081fwakgJ/28.4（2）排出管路上的能量损失）排出管路上的能量损失 wf,b2,()2bebf bbbll buwd式中:mmmdb05.0505.3257mlb50管件、阀门的当量长度分别为：全开的闸阀 0.33m全开的截止阀 17m 三个标准弯头 1.63=4.8 mmble13.228.41733.0,出口阻力系数

27、 =1205.04601000300busm/55.24105.688055.205.0Reb51073.1仍取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d/d=0.3/50=0.006，查得=0.031325022.132.55,(0.03131)0.052fwbkgJ/150（3）管路系统的总能量损失）管路系统的总能量损失:,fffwwaw b15028.4kgJ/3.1543.1541.98eWkgJ/4.252苯的质量流量为：ssVW 880601000300skg/4.4泵的有效功率为：seeWWN 4.44.252W6.1110kW11.1泵的轴功率为：/eNN 7.0/11.1kW59.1

28、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duVds4求u试差法gudlHf22u、d、未知设初值设初值求出求出d、u/Redu)/(Re,df计比较比较计计与初值与初值是否接近是否接近是是udVs24否否修正修正注意：若已知流动处于阻力平方区或层流，注意：若已知流动处于阻力平方区或层流，则无需试差，可直接解析求解。则无需试差，可直接解析求解。解：解：根据已知条件hmVOmHHmlsf/30 5.4 7032，24dVus24360030d20

29、106.0d 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=0.025gudlHf22由gdd2)0106.0(70025.05.422得解得：d=0.074m，u=1.933m/sduRe143035100.11000933.1074.030027.0074.0102.03d查图得：027.0与初设值不同，用此值重新计算gdd2)0106.0(70027.05.422解得：smud/884.1 m 075.0三个标准弯头 1.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4.2）用倾斜U型管压差计，=30，指示液为苯，其读现已估算出当管路上阀门全开

30、，且流量达到规定的最大值时，油品流经各段管路的能量损失是：由截面1-1至2-2(三通上游）为20J/kg；(4)确定管道内流体压力55103m3/s（2）在1-A之间，由于流速u Wf,1-A pA ；液体沿等径管输送至某一车间。线的垂直距离为3m，若将水视（适用于并联支管阻力损失与总管阻力损失相当的情形）取外侧:局部阻力有突外缩小,900弯头,阀门,忽然扩大，以测压孔所在的截面与管出口(外侧)之间列机械能衡算以管道中心线作基准水平面。高位槽液面比储罐液面高10m。（2）截面3-3压强（4）截面5-5 压强应比塔内的进料口高出多少？（1）密度为910kg/m3、粘度为72cP的油品，流速为1.

31、液体沿等径管输送至某一车间。将已知数据代入机械能衡算式u、d、均未知，用试差法，值的变化范围较小，以为试差变量(2)确定容器间的相对位置141300100.11000884.1075.0Re30027.0075.0102.03d查图得：027.0与初设值相同。计算结果为：smud/884.1 m 075.0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。2)(2121222221211udlpugzpugz例：估计空气体积流量例：估计空气体积流量?以测压孔所在的截面与管出出口口(外侧外侧)之间列机械能衡算按不可压缩流

32、体处理相等相等u1=up已知已知,由理想气由理想气体状态方程求体状态方程求u2=0d,l已知已知四个弯头四个弯头:41=40.75,2=1(突然扩大突然扩大)未知数未知数:u,?迭代法迭代法:u186mmH2O80m风机900弯头4120mmH2O1122di500mm（表）25u=u11600m=1040kg/m3至少要用多粗的管子才至少要用多粗的管子才能保证排放量为能保证排放量为6m3.s-1?=2mm,管路上安装闸阀管路上安装闸阀取水池液面和以管口外侧为1-1、2-2截面，海平面为基准:2)(2121222221211udlpugzpugz管入口管入口(突然缩小突然缩小):1=0.5闸阀

33、闸阀(全开全开):2=0.17管出口管出口(突然扩大突然扩大):3=1.0d=?Re=?=?udRe2)(2121222221211udlpugzpugz42dVs设一个设一个值值,然后代入上式进行计算得然后代入上式进行计算得d值值.5m00-30m0gz21+2+3160051)30.11250(dd迭代法迭代法d值值udRed计算值与设计算值与设定值定值比较比较相差较小相差较小51)30.11250(dd所求所求设定设定值值相差较大相差较大例：如本题附图所示的并联管路中，支管1是直径2”的普通钢管，长度为30m，支管2是直径为3”的普通钢管，长度为50m，总管路中水的流量为60m3/h，试

34、求水在两支管中的流量，各支管的长度均包括局部阻力的当量长度，且取两支管的相等。12且)(:)(:222521115121eesslldlldVV查得2英寸和3英寸钢管的内径分别为0.053m及0.0805m521112221ddllllVVeess520805.0035.03050sV20454.0sV联立解得hmsmVs3317.18052.0hmsmVs3324.410115.012sssVVV又 例：如本题附图所示，用泵输送密度为710kg/m3的油品，从贮槽输送到泵出口以后，分成两支：一支送到A塔顶部，最大流量为10800kg/h，塔内表压强为98.07104Pa，另一支送到B塔中部，

35、最大流量为6400kg/h，塔内表压强为118104Pa。贮槽C内液面维持恒定，液面上方的表压强为49103Pa。现已估算出当管路上阀门全开，且流量达到规定的最大值时，油品流经各段管路的能量损失是：由截面1-1至2-2(三通上游）为20J/kg；由截面2-2至3-3（管出口内侧)为60J/kg；由截面2-2至4-4（管出口内侧）为50J/kg。油品在管内流动时的动能很小，可以忽略。各截面离地面的垂直距离见本题附图。已知泵的效率为60%，求新情况下泵的轴功率。泵1kg油品应提供的有效能量为：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.（1）吸入管路上的能量损失75

36、,2=1(突然扩大)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，为20mm的喉径处接一细管，所示的混合冷凝器中与冷水直接接触而冷凝。保证油品自截面2-2送到截面3-3，分支处所需的总机械能为致使设备内真空度降低，因此，气压管必须插入液封槽中，3-3截面的总机械能为例：用三种压差计测量气体的微小压差的流量分析取管壁的绝对粗糙度=0.以测压孔所在的截面与管出口(外侧)之间列机械能衡算三个标准弯头 1.（2）20的水，流速为2.例：如图所示，用泵将河水打入洗涤塔中，喷淋下来后流入下水道，已知管道内径为0.三个标准弯头 1.现将阀门开度减小，试分析以下现已估算出当管路上阀门全开，且流量

37、达到规定的最大值时，油品流经各段管路的能量损失是：由截面1-1至2-2(三通上游）为20J/kg；损失)，试求高位槽内液面损失可忽略不计，泵效率为分析：分析：求轴功率柏努利方程1-1至2-22-2的总机械能E2?分支管路的计算解：解：在截面1-1与2-2间列柏努利方程，并以地面为基准水平面21,2222121122fehpugZWpugZ式中：kgJgZ/05.49581.91以表压计）(/01.69710104931kgJpkgJhf/2021,0221u设E为任一截面三项机械能之和，即总机械能，则2-2截面的总机械能为：222222pugZE将以上数值代入柏努利方程式，并简化得：泵1kg油

38、品应提供的有效能量为：01.6905.49202 EWe06.982 E(a)求We已知E22-2到3-32-2到4-4选Max仍以地面为基准水平面，各截面的压强均以表压计，且忽略动能，则截面3-3的总机械能为：333pgZE7101007.983781.94kgJ/1744截面4-4的总机械能为：444pgZE710101183081.94kgJ/1956保证油品自截面2-2送到截面3-3，分支处所需的总机械能为32,32fhEE601744保证油品自截面2-2送到截面4-4，分支处所需的总机械能为42,42fhEE501956当kgJE/20062时，才能保证两支管中的输送任务。将E2值代

39、入式(a)06.982006eWkgJ/1804kgJ/2006kgJ/1908通过泵的质量流量为：3600640010800swskg/78.4泵的有效功率为：78.41908seewWNW9120kW12.9泵的轴功率为：6.0/12.9/eNNkW2.15当输送设备运转正常时，油品从截面2-2到4-4的流量正好达到6400kg/h的要求，但是油品从截面2-2到3-3的流量在阀门全开时便大于10800kg/h的要求。所以，操作时可把左侧支管的调节阀关小到某一程度，以提高这一支管的能量损失，到使流量降到所要求的数值。pApBpaF11 22 AB 阀门阀门F开度减小开度减小阀门局部阻力系数阀

40、门局部阻力系数 Wf,A-B 流量流量流速流速u（2）在）在1-A之间，由于之间，由于流速流速uu Wf,1-A ppA A ；（3）在）在B-2之间，由于之间，由于流速流速uu Wf,B-2 ppB B 。(1)例:如图所示液面恒定的高位槽内液体沿等径管输送至某一车间。现将阀门开度减小，试分析以下各流动参数的变化：Vs、PA、PB结论：结论：（1 1）当阀门关小时，其局部阻力增大，将使管路中）当阀门关小时，其局部阻力增大，将使管路中 流量下降；流量下降；（2 2）下游阻力的增大使上游压力上升；）下游阻力的增大使上游压力上升；（3 3）上游阻力的增大使下游压力下降。）上游阻力的增大使下游压力下

41、降。可见，管路中任一处的变化，必将带来总体的变化，因此必须将管路系统当作整体考虑。例：将支路上的例：将支路上的阀门关小，考察各阀门关小，考察各参数将如何变化？参数将如何变化？（1）总管和各支管）总管和各支管 的流量分析的流量分析k1关小关小支路及支路及wfAB增大增大支路的流量减小支路的流量减小总阻力损总阻力损失失wf12一定一定 wf1A,wfB2减小减小总管流量总管流量VS减小减小EtA=Et1-wf1A增大增大EtB=Et2+wfB2减小减小EtA-EtB增大增大VS2，VS3增大增大（2）压力表读数的变化分析）压力表读数的变化分析 EtA 增大增大位能不变位能不变动能减小动能减小压力能

42、增大，压力能增大，PA增大增大wfB2减小减小B与与2-2间机械能衡算间机械能衡算PB减小减小结论：结论：并联管中任一支管阻力系数变大，支管和总管的流量减小，该支管上游压力增大，下游压力减小。其它并联支管的流量增大。（适用于并联支管阻力损失与总管阻力损失相当的情形）某一支路阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化某一支路阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化例：如图所示，用泵将河水打入洗涤塔中，喷淋下来后流入下水道，已知管道内径为0.00286查图1-25，得0.以测压孔所在的截面与管出口(外侧)之间列机械能衡算并以截面1-1为基准水平面。线的垂直距离为3m，若将水视（3）在B-2之间，

43、由于流速u Wf,B-2 pB 。例：如图所示，用泵将河水打入洗涤塔中，喷淋下来后流入下水道，已知管道内径为0.求每小时从池中吸入的水量液体沿等径管输送至某一车间。保证油品自截面2-2送到截面4-4，分支处所需的总机械能为例：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.例：将支路上的阀门关小，考察各参数将如何变化？（2）截面3-3压强比较计与初值是否接近按管道产品的规格，可以选用3英寸管，尺寸为88.高位槽液面比储罐液面高10m。（3）上游阻力的增大使下游压力下降。82m3/h，水在塔前管路中流动的总摩擦进口阻力系数 =0.（2）20的水，流速为2.液体沿等径管输送

44、至某一车间。所示的混合冷凝器中与冷水直接接触而冷凝。2)O点处静压强的上升将使总流速u0下降01,0fhpgZ22010,udllhef1）阀门A关小，阻力系数A增大，支管中的流速u2将出现下降趋势，O点处的静压强将上升。3）O点处静压强的上升使另一支管流速u3出现上升趋势 223330udllppe忽略动压头总之，分支管路中的阀门关小，其结果是阀门所在支管的流分支管路中的阀门关小，其结果是阀门所在支管的流量减小，另一支管的流量增大，而总流量则呈现下降趋势量减小，另一支管的流量增大，而总流量则呈现下降趋势阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化阀门关小总管流量下降O点静压强升高u1、u2降低

45、2）倾斜U型管压差计 3）微差压差计 sin30APRg5.0807.9879100m0232.0gPRCA807.9879998100m0857.00116.00857.0RR故：39.7解：1）普通管U型管压差计APRg807.9879100m0116.0ghPPagPPhag真空度81.9100010803m15.8分析：分析：243600duVh求流量V Vh h已知d求u直管任取一截面机械能衡算气体判断能否应用？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

46、0.2mm。分析：求duVds4求u试差法gudlHf22u、d、未知2)(2121222221211udlpugzpugz例：估计空气体积流量例：估计空气体积流量?以测压孔所在的截面与管出出口口(外侧外侧)之间列机械能衡算按不可压缩流体处理相等相等u1=up已知已知,由理想气由理想气体状态方程求体状态方程求u2=0d,l已知已知四个弯头四个弯头:41=40.75,2=1(突然扩大突然扩大)未知数未知数:u,?迭代法迭代法:u186mmH2O80m风机900弯头4120mmH2O1122di500mm（表）25u=u1d=?Re=?=?udRe2)(2121222221211udlpugzpu

47、gz42dVs设一个设一个值值,然后代入上式进行计算得然后代入上式进行计算得d值值.5m00-30m0gz21+2+3160051)30.11250(dd迭代法迭代法保证油品自截面2-2送到截面3-3，分支处所需的总机械能为32,32fhEE601744保证油品自截面2-2送到截面4-4，分支处所需的总机械能为42,42fhEE501956当kgJE/20062时，才能保证两支管中的输送任务。将E2值代入式(a)06.982006eWkgJ/1804kgJ/2006kgJ/1908通过泵的质量流量为：3600640010800swskg/78.4并以截面1-1为基准水平面。所示的混合冷凝器中与

48、冷水直接接触而冷凝。进口阻力系数 =0.读数R=25mm，h=0.油品在管内流动时的动能很小，可以忽略。将已知数据代入柏努利方程式得：液体沿等径管输送至某一车间。例1：如图所示，某厂为了控制乙炔发生炉内的压强不超过d=?Re=?=?致使设备内真空度降低，因此，气压管必须插入液封槽中，（1）吸入管路上的能量损失损失)，试求高位槽内液面保证油品自截面2-2送到截面3-3，分支处所需的总机械能为所示的混合冷凝器中与冷水直接接触而冷凝。总阻力损失wf12一定将已知数据代入柏努利方程式得：阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化管出口(突然扩大):3=1.设一个值,然后代入上式进行计算得d值.例：如本

49、题附图所示，用泵输送密度为710kg/m3的油品，从贮槽输送到泵出口以后，分成两支：一支送到A塔顶部，最大流量为10800kg/h，塔内表压强为98.p已知,由理想气体状态方程求损失)，试求高位槽内液面pApBpaF11 22 AB 阀门阀门F开度减小开度减小阀门局部阻力系数阀门局部阻力系数 Wf,A-B 流量流量流速流速u（2）在）在1-A之间，由于之间，由于流速流速uu Wf,1-A ppA A ；（3）在）在B-2之间，由于之间，由于流速流速uu Wf,B-2 ppB B 。(1)例:如图所示液面恒定的高位槽内液体沿等径管输送至某一车间。现将阀门开度减小，试分析以下各流动参数的变化：Vs、PA、PB