管路计算
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管路计算
∑ hf = hf1 + hf 2 + hf 3
二、管路计算 基本方程： 连续性方程：
qv =
π
4
d 2u
2 2 u1 p2 u 2 l u2 柏努利方程：z1 g + + + W = z 2 g + + + (λ + Σζ ) ρ 2 ρ 2 d 2
p1
dρu ε 阻力计算 λ =ψ µ , d （摩擦系数）：
A
结论： 结论
F B
（1）当阀门关小时，其局部阻力增大，将使管路中流量下降； （2）下游阻力的增大使上游压力上升； （3）上游阻力的增大使下游压力下降。 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 1-9 粘度为30cP、密度为900kg/m3 的某油品自容器A流过内径 40mm的管路进入容器B。两容器均为敞口，液面视为不变。管路 中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括所有局部阻力 的当量长度）。
物性ρ、µ一定时，需给定独立的9个参数，方可 求解其它3个未知量。
三、阻力对管内流动的影响
pa
1
阀门F开度减小时：
（1）阀关小，阀门局部阻力系数 ζ↑→
pA
pB 2
hf,A-B↑→流速u↓→即流量↓；
（2）1-A之间，因流速u↓→ hf,1-A↓ →pA↑；
（3）B-2之间，由于流速u↓→ hf,B-2↓ →pB↓；
不可压缩流体
q v = q v1 + q v 2 + q v 3
（2）并联管路中各支路的能量损失均相等。
∑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱh f 1 = ∑ h f 2 = ∑ h f 3 = ∑ h fAB
管路计算（ＰＤＦ）
至液面2间有一闸阀，其间的 直管阻力可忽略。输水管为2 英寸水煤气管，e/d=0.004，
pa
p3 ρg
0.5m 2
2‘
水温20℃。在阀门全开时，试求：
3
（1）管路的输水量V；
（2）截面3 的表压强，以水柱高度表示。
作业：p135/32、34
Department of Chemical and
X
j
u
2 b
2
λ L + ∑ Le ub2 d2
λ = 64 Re
λ = f Re, e d
Department of Chemical and
Xiamen University
Biochemical Engineering
（层流） （湍流）
一. 简单管路计算
简单管路 — — 全部流体从入口到出口只在一根管道中连续流动。
分支点处将每根支管作为简单管路，依次进行计算。
Xiamen University
Department of Chemical and Biochemical Engineering
3. 汇合管路 — — 由几条支管汇合于一条总管。
1
其特点与分支管路类似，即： ① Vs,1+ Vs,2 = Vs （对不可压缩流体）
1‘
2
Vs1
z1 z2
2‘
Vs2 Vs K
② 汇合点K处单位质量流体的机械能总和为一定值：
gz1
+
ub21 2
+
p1 ρ
=
gzK
+ ub2K 2
+
pK ρ
+ ∑ hf ,1−K
gz2
化工原理 流体流动3--管路计算
1.7.2 简单管路计算
简单管路是指流体从入口到出口是在一条管路中流
动，无分支或汇合的情形。整个管路直径可以相同，
也可由内径不同的管子串联组成，
流体通过各串联管段的流量相等，总阻力损等于各
管段损失之和。 简单管路操作型计算 对一定的流体输送管路系统，核算在给定条件下的 输送量或能量损失
一、特点
qV1,d1
（b)
联解式a与式b，得到
qV1=0.0051m3/s=18.3m3/h qV2=0.0116m3/s=41.76m3/h
【例】12℃的水在本题附图所示的管路系统中流动。 已知左侧支管的直径为φ70×2mm，直管长度及管件、 阀门的当量长度之和为42m；右侧支管的直径为 φ76×2mm，直管长度及管件、阀门的当量长度之和 为84m。连接两支管的三通及管路出口的局部阻力可 以忽略不计。a、b两槽的水面维持恒定，且两水面间 的直距离为2.6m。总流量为55m3/h，试求流往两槽的 水量。
试差结果结果为 ua=2.1m/s，ub=1.99m/s
0.97m / s
２０℃时，苯的密度为８８０kg/m3，黏度为６.５×10-4pa.s
Re a
d a ua
0.081 0.97 880 1.06 105 6.5 10 4
参考表１-２，取管壁的绝对粗糙度ε＝0.3mm,ε/d=0.3/81=0.037 查图１-２７得λ＝０.０２９
所以
We 98.1 154.3 252.4 J / kg
苯的质量流量为
300 Ws Vs 880 4.4kg / s 1000 60
泵的有效功率：
Ne Wews 252 .4 4.4 1110 .6W 1.11KW
管路计算
2 l u hf d 2
材料工程基础及设备多媒体课件
7
第一章 流体流动—第五节 管路计算
例 题
如图从水池1将水引入水池2, d=150mm, H=4m, L=20m, 沿程损失系数=0.037, 总的局部损失系 数为 =4.28；求: 管内水的流量。
材料工程基础及设备多媒体课件
p2 p1 u u H ( z 2 z1 ) ( )( ) g 2g
2 2 2 1
材料工程基础及设备多媒体课件
29
第一章 流体流动—离心式泵与风机 二.离心泵和风机的工作
2.能量损失
材料工程基础及设备多媒体课件
30
第一章 流体流动—离心式泵与风机 二.离心泵和风机的工作
3.实际性能曲线
流量Q，压头H，功率N，和效率η是泵与 风机的主要性能参数，在额定转数n下，其 Q～H，Q～N，Q～η之间的诸关系曲线统称 特性曲线。 Q～H 工况曲线； Q～N 功率性能曲线； Q～η效率曲线：最佳工况。
材料工程基础及设备多媒体课件
31
第一章 流体流动—离心式泵与风机 三.离心泵的气蚀现象
泵内流体的静压降低到空气分离压或汽化 压时，液体内就会暴发大量的气泡和汽泡， 产生冲击波，从而使泵形成气蚀，使得泵 的工作遭到破坏。一般包括液体气化和对 金属的腐蚀。原因： 安装位置过高，超过泵的允许吸上真空高 度10m 气压过低 温度过高
第一章 流体流动—离心式泵与风机 一.风机和泵的基本结构与工作原理
3.工作原理
材料工程基础及设备多媒体课件
24
第一章 流体流动—离心式泵与风机 3.工作原理
离心泵之所以能输送液体，主要是依靠 高速旋转的叶轮，液体在离心力的作用下 获得了能量以提高压强。 气缚现象：不灌液则泵体内存有空气， 由于ρ空气<<ρ液，所以产生的离心力很 小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以 将贮槽内的液体吸入泵内，达不到输液的 目的。
材料工程基础及设备多媒体课件
7
第一章 流体流动—第五节 管路计算
例 题
如图从水池1将水引入水池2, d=150mm, H=4m, L=20m, 沿程损失系数=0.037, 总的局部损失系 数为 =4.28；求: 管内水的流量。
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p2 p1 u u H ( z 2 z1 ) ( )( ) g 2g
2 2 2 1
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第一章 流体流动—离心式泵与风机 二.离心泵和风机的工作
2.能量损失
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30
第一章 流体流动—离心式泵与风机 二.离心泵和风机的工作
3.实际性能曲线
流量Q，压头H，功率N，和效率η是泵与 风机的主要性能参数，在额定转数n下，其 Q～H，Q～N，Q～η之间的诸关系曲线统称 特性曲线。 Q～H 工况曲线； Q～N 功率性能曲线； Q～η效率曲线：最佳工况。
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31
第一章 流体流动—离心式泵与风机 三.离心泵的气蚀现象
泵内流体的静压降低到空气分离压或汽化 压时，液体内就会暴发大量的气泡和汽泡， 产生冲击波，从而使泵形成气蚀，使得泵 的工作遭到破坏。一般包括液体气化和对 金属的腐蚀。原因： 安装位置过高，超过泵的允许吸上真空高 度10m 气压过低 温度过高
第一章 流体流动—离心式泵与风机 一.风机和泵的基本结构与工作原理
3.工作原理
材料工程基础及设备多媒体课件
24
第一章 流体流动—离心式泵与风机 3.工作原理
离心泵之所以能输送液体，主要是依靠 高速旋转的叶轮，液体在离心力的作用下 获得了能量以提高压强。 气缚现象：不灌液则泵体内存有空气， 由于ρ空气<<ρ液，所以产生的离心力很 小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以 将贮槽内的液体吸入泵内，达不到输液的 目的。
化工原理课件-管路计算
。
gz1 u12 2p1Wegz2
u22 2
p2
hf
式中 z1 5m, z2 0, u1 u2 0
p1 0(表), p2 0(表),
We 0,
l h
le u 2
f
d2
假设流型为湍流，λ计算式取为 1 2 lg( / d 2.51 )
3.7 Re
将已知数据代入柏努利方程可得
9.85 hf hf 49.05
2d
l
hf le u2
2 0.082 49.05 138 u 2
0.241436
u
将λ的计算式代入得
u 2
lg
0.241436
解得 u 1.84m/s
0.0001 3.7
2.51
0.082103 103
0.241436
验算流型
Re du
1.6.4 湿式气体流量计
—— 用来测量气体体积的容积式流量计。 构造：
转筒，充气室
测量原理：
转筒旋转，充气室 内气体排出。
说明：
用于小流量气体测量， 常在实验室中使用。
湿式气体流量计
转子流量计 湿式气体流量计 孔板流量计
假设
由 和 d 间的关系 计算出 d
计算Re，并查或计算出
令
判断 与 是否相同
是
否
d 即为所求
1.5.1 简单管路计算
(2) 最适宜管径的确定
1.5.2 复杂管路计算
(1) 并联管路 如图所示，并联管路在主管某处分为几支，然
后又汇合成一主管路。
1.5.2 复杂管路计算
(1) 并联管路 流体流经并联管路系统时，遵循如下原则：
解得 H 5.02m
5.管路计算
1.6 管路计算
例3：从液面恒定的水塔向车间送水。塔内水面与 从液面恒定的水塔向车间送水。 管路出口间的垂直距离h=12m 管路出口间的垂直距离h=12m，输送管内径为 50mm，管长l=56m（包括所有局部阻力的当量长 50mm，管长l=56m ），现因故车间用水量需要增加 现因故车间用水量需要增加50%， 度），现因故车间用水量需要增加50%，欲对原管 路进行改造，提出三种方案： 路进行改造，提出三种方案： 将原管路换成内径为75mm的管子 的管子； （1）将原管路换成内径为75mm的管子； 与原管路并行添设一根内径25mm的管子 的管子（ （2）与原管路并行添设一根内径25mm的管子（其 包括所有局部阻力当量长度的总管长56m 包括所有局部阻力当量长度的总管长56m) 在原管路上并联一段管长28m （3）在原管路上并联一段管长28m（含局部阻力 当量长度）、内径50mm的管子 ）、内径 的管子。 当量长度）、内径50mm的管子。 试计算原管路的送水量，并比较三种方案的效果。 试计算原管路的送水量，并比较三种方案的效果。 假设各种情况下λ均取0.026 假设各种情况下λ均取0.026
V4 V A B V1 V2 D E
V3 F
C
分支点的机械能=分支终了的机械能+ 分支点的机械能=分支终了的机械能+该分支能损 EB=EC+∑hf,B-C =ED+∑hf,B-D +∑hf,B+∑hf,BED=EE+∑hf,D-E =EF+∑hf,D-F +∑hf,D+∑hf,D-
1.6 管路计算
1.6 管路计算
结论： （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， 流量下降； （2）下游阻力的增大使上游压力上升； （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降。 可见，管路中任一处的变化，必将带来总体的变化， 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。 因此必须将管路系统当作整体考虑。
各种管路重量计算公式
各种管路重量计算公式管路重量计算公式。
管路在工业生产中起着非常重要的作用，它们用于输送液体、气体和固体材料，因此在设计和安装过程中需要考虑管路的重量。
管路的重量不仅影响着安装和维护的成本，还会对整个系统的稳定性和安全性产生影响。
因此，准确计算管路的重量是非常重要的。
在本文中，我们将介绍一些常用的管路重量计算公式，帮助工程师和设计师更好地进行管路设计和安装。
1. 直管重量计算公式。
首先，我们来看一下如何计算直管的重量。
直管的重量主要取决于管道的长度、直径和壁厚。
通常情况下，可以使用以下公式来计算直管的重量：管道重量（kg）=（外径-壁厚）×壁厚×0.02466×长度。
其中，外径和壁厚的单位为毫米，长度的单位为米。
这个公式适用于常见的管道材料，如碳钢、不锈钢和铝合金等。
2. 弯头重量计算公式。
除了直管，管路中还经常使用弯头来改变流向。
弯头的重量计算相对复杂一些，需要考虑到弯头的曲率半径、角度和壁厚等因素。
一般来说，可以使用以下公式来计算弯头的重量：弯头重量（kg）=（管道外径×弯头壁厚×0.02466×弯头长度）/（2×tan（弯头角度/2））。
其中，弯头角度的单位为度，弯头长度的单位为米。
这个公式可以帮助我们快速计算出不同尺寸和角度的弯头的重量，为管路设计和安装提供参考。
3. 法兰重量计算公式。
在管路系统中，法兰用于连接管道和设备，起着非常重要的作用。
法兰的重量计算也是管路设计中的重要一环。
一般来说，可以使用以下公式来计算法兰的重量：法兰重量（kg）=（法兰外径×法兰壁厚×0.02466×法兰厚度）/1000。
其中，法兰外径、壁厚和厚度的单位为毫米。
这个公式可以帮助我们计算出不同规格和材质的法兰的重量，为管路设计和安装提供参考。
4. 支架重量计算公式。
最后，我们来看一下如何计算管路支架的重量。
管路支架用于支撑管道，使其能够稳定地悬挂在空中。
管路计算
管路计算由于已知量与未知量情况不同，计算方法亦随之改变。
常遇到的管路计算问题归纳起来有以下三种情况：1、简单计算型已知管径、管长、管件和阀门的设置及流体的输送量，求流体通过管路系统的能量损失，以便进而确定输送设备所加入的外功、设备内的压强或设备间的相对位置等。
其特点是应用最普遍、最方便。
例：已知e W z p V d l 或求∆∆,,,如： z u d R u V W g u d l l h u g g p z d e d d e e f ∆−→−=−→−−→−-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++∆+∆=∆∑—计算—查λμρλρερμ22122 求外功W e 过程同上。
2、操作型计算对于已知的管路系统，核算给定条件下的输送能力或某项技术指标。
通常有以下两种类型：① 已知管径（d ）、管长（l ）、管件和阀门（ζ∑）、相对位置（z ∆）及压力（1p 、2p ）等，计算管道中流体的流速u 及供液量s V ；② 已知流量（s V ）、管径（d ）、管长（l ）、管件和阀门（ζ∑）及压力（1p 、2p ）等，确定设备间的相对位置z ∆，或完成输送任务所需的功率等。
对于操作型计算中的第二种类型，过程比较简单，一般先计算管路中的能量损失，再根据柏努利方程求解。
而对于设计型计算求d 及操作型计算中的第一种类型求u 时，会遇到这样的问题，即在阻力计算时，需知摩擦系数λ，而),(R e d f ελ=与u 、d 有关，因此无法直接求解，此时工程上常采用试差法求解。
试差法计算流速的步骤：① 根据柏努利方程列出试差等式；② 试差：λ若已知流动处于阻力平方区或层流区，则无须试差，可直接由解析法求解。
比如：已知V u p d l z ,,,,等，求∆∆步骤：（1）由柏努利方程，列出等式；（2）先假设λ在d ε一定条件下，取流动已进入阻力平方区，此时的λ作为计算初值；（3）代入等式求u ；（4）求Re 查λ；（5）验证查的λ与假设的λ是否相等，如果不符合，重新假设。
第五节管路计算
10
2.分支管路与汇合管路 分支管路：流体由一根总管分流为几根支管的情况。 特点：（1）总管内流量等于各支管内流量之和， 对不可压缩流体， VS VS1 VS 2 （2）各支路流量不等，但分支前总机械能为定值。
pB 1 2 1 2 z g u W z g uB W fOB EtO = A A fOA B 2 2 pA
1
（1）设计型计算
设计要求：已知设计任务（规定输送量Vs），确定合理的管 径 d 或供液所需设备. 给定条件：
（1）供液与需液点的距离，即管长l+le； （3）需液点的位置z2及压力p2； 先选择适宜流速，再设计计算。 流速的选择:对生产费用作经济衡算 总费用的最低对应流速
d 4Vs u
由试差方程解得 校核
d 0.086 m
0.01415 0.01415 1.91 m/s 2 2 d 0.086
u
du
Re
0.086 1000 1.91 5 1 . 64 10 1 103
0.2 103 0.0023 d 0.086
＝0.025，与原假设不符， 值重新试算，得
3
试差步骤： （1）由柏努利方程、连续性方程或范宁公式列试差方程； （2）试差：
可初设阻力平方区之值
ε d 查 假设 u Re
符合?
若已知流动处于层流区，则无须试差， 可直接由解析法求解。
4
例 常温水在一根水平钢管中流过，管长为80m，要求输 水量为40m3/h，管路系统允许的压头损失为4m，取水的 密度为1000kg/m3，粘度为1×10-3 Pa· s，试确定合适的管 径。（设钢管的绝对粗糙度为0.2mm）－设计型
管路计算
并联管路的特点：
总管流量等于并联各支管流量之
V V A V
1 2
B V3 (a)并联管路
和，对不可压缩均质流体，则有
qV qV qV qV
1 2 3
并联的各支管摩擦损失相等，即 h h h h
f1 f2 f3 f
l3 u l1 u l2 u 1 2 3 d1 2 d2 2 d3 2
1
1
pA
V1
1 2 A 3 k1 k2 k3 B
pB 2
2
解：k1关小，则qV1 减小。
假设qV不变 EtA、 EtB不变 qV2、 qV3不变 qV2、qV3变小 V变小，故假设不成立
假设qV变大
EtA变小、 EtB大变
qV变小，故假设不成立
qV
qV
EtA变大、 EtB变小
EtA变大、 EtB变小
二 复杂管路的计算
复杂管路指有分支的管路，流体可以从一 处输送至几处，或由几处汇合于一处，前 者为分流情况，后者为汇流情况。复杂管 路可分为分支管路和并联管路。在复杂管 路中，各支管的流动彼此影响，相互制约。
1 分支管路
分支管路是只流体有一条总管分流至几条支管，或由几条 支管汇合于一条总管。通常工程中遇到的管路长度较大， 交叉点处的局部阻力损失占管路总损失的比例较小，因此 可以忽略交叉点处的能量变化。
2 1
2 2
2 3
通过个只管的流量依据阻力损失相同的原则进 行分配，即各管的流速大小应满足：
l3 u l1 u l2 u 1 2 3 d1 2 d2 2 d3 2
2 1
2 2
2 3
若各支管的l/d和λ值不同，则流量不同。各支管中的流量根据 支管对流体的阻力自行分配，流动阻力大的支管，流体的流 量就小。经推导：
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2、 分支管路中阻力对管内流动的影响 、
某一支路阀门由全开转为半开， 某一支路阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化
1）阀门 关小，阻力系数 A增大，支管中的流速 2将出现下 ）阀门A关小 阻力系数ξ 增大，支管中的流速u 关小， 降趋势， 点处的静压强将上升 点处的静压强将上升。 降趋势，O点处的静压强将上升。 2) O点处静压强的上升将使总流速 0下降 点处静压强的上升将使总流速u 点处静压强的上升将使总流速
gZ =
p0 ↑
ρ
+ hf ,1−0 ↓
2 l + ∑le u0 ↓ hf ,0−1 = λ d 2
3）O点处静压强的上升使另一支管流速 3出现上升趋势 ） 点处静压强的上升使另一支管流速 点处静压强的上升使另一支管流速u
p0 ↑
2 l + ∑le u3 ↑ = +λ d3 2 ρ ρ
p3
忽略动压头
统的输送能力或某项技术指标。 统的输送能力或某项技术指标。
1 1
2
2
1.5. 3管路计算 管路计算
1 简单管路 -------没有分支和汇合
特点
简单管路 管路 复杂管路
1．稳定流动，通过各管段的质量流量不变，对不 可压缩流体，则体积流量不变，即
qV 1 = qV 2 = LL
2．整个管路的总摩擦损失为各管 段及各局部摩擦损失之和，即
2
2
B
qm we = ρqv we = 1000 × 59.35 / 3600 × 235.44 = 3.88kW
1.6.2
qv A
复杂管路------有分支或汇合 复杂管路 有分支或汇合
qV1 qv2 B qV3
A qv B
E qv3 qv2 D qv4 qv1 C F
(a)并联管路 并联管路
(b)分支或汇合管路 分支或汇合管路
已有公式： 已有公式：
u1 A1 = u2 A2
u p1 u p2 gz1 + + + we = gz2 + + + hf 2 ρ 2 ρ
l + le u 2 l ∑ h f = λ d 2 = λ d + ∑ζ u2 2
2 1 2 2
设计型 ----给定输送任务，要求设计出经济、合理的管 路系统，主要指确定最经济的管径 d 的大小。 qV d= πu 4 总费用 操作型 操作费
给定输送任务， 给定输送任务 要求设计出经济、 设计型 ----给定输送任务，要求设计出经济、合理的管 路系统， 的大小。 路系统，主要指确定最经济的管径 d 的大小。 qV d= πu 4 管路系统已定， 管路系统已定 操作型 -----管路系统已定，要求核算出在操作条件改变时管路系
复杂管路 存在流体的分流或合流的管路 分支管路、汇合管路、 分支管路、汇合管路、并联管路
已有公式： 已有公式：
u1 A1 = u2 A2
2 1 2 2
u p1 u p2 gz1 + + + we = gz2 + + + ∑hf 2 ρ 2 ρ
l + le u 2 l ∑ h f = λ d 2 = λ d + ∑ζ u2 2
qV = qV 1 + qV 2 qV 2 + qV 3 = qV 4
2．沿 着 流 线 ， 机械 能 衡 算 方 程 qV 仍然成立。 A
B E qV3 qV2 D qV1 C F qV4
Et A = EtC + h fA−C Et B = Et F + h fB − F Et E = Et F + h fEDF LL
例2
复杂管路的设计型问题举例 复杂管路的
送往设备一的最大流量 10800kg/h， 送往设备二的最大流量 6400kg/h。
设计型 操作型
管长均包括了局部损失的当量长度在内，且阀门均处在全开状态，λ=0.038。 求所需泵的有效功率 Ne。
应按所需功率最大的支路进行设计
p3=5.0×104Pa × 3 设 备 一 37m 1 p1=5.0×104Pa ×
一般性结论 ： 1）任何局部阻力的增大将使管内各处的流速下降 。 ） 2）下游的阻力增大将导致上游的静压强的上升。 （连续介质运动特性） ）下游的阻力增大将导致上游的静压强的上升。 连续介质运动特性） 3）上游的阻力增大将使下游的静压强下降。 ）上游的阻力增大将使下游的静压强下降。 4）阻力损失总是表现为流体机械能的降低，在等径管中则为总势能的降低 ）阻力损失总是表现为流体机械能的降低，
40°C ° ρ =710kg/m3
l23=50m φ76×3mm ×
l24=40m φ76×3mm ×
p4=7.0× 104Pa ×
4 设 30m 备 2 二
1
5m
l12=8m φ108×4mm ×
解法一略。 解法二： 在1-1面至3-3面
qm ρ (10800 + 6400 ) (3600 × 710 ) u12 = 2 = = 0.86m / s 2 πd12 4 π × 0 .1 4
2 u2 p2 u12 p1 A gz2 + + + we = gz1 + + + hf 1 2 ρ 2 ρ l u2 0 + 0 + 0 + we = z1 g + 0 + 0 + λ + ∑ ζ d 2
1
12m
w e = 12 g + 12 g = 235.44J / kg
3）同理，由于管路流速小，导致 处到截面 ’的阻力 ）同理，由于管路流速小，导致B处到截面 处到截面2-2’ 损失下降，而截面 ’处的机械能不变， 损失下降，而截面2-2’处的机械能不变，
pB ↓
p0 u u + = + + h f , A−B ↓ ρ 2 2 ρ
2
2
B点的静压强将下降。 点的静压强将下降。 点的静压强将下降
3、 汇合管路中阻力对管内流动的影响 、
阀门关小 总管流量下降 O点静压强升 高 u1、u2降低
阀门由全开转为半开， 阀门由全开转为半开，试讨论各流动参数的变化
1.5.2管路计算基本关系式和内容 管路计算基本关系式和内容
基 本 关系式 计算 内容 连续性方程式、 连续性方程式、柏努利方程式 静力学方程、 静力学方程、能量损失计算式 （1）对于已有管路系统，规定流量，求能量损失 ）对于已有管路系统，规定流量， 或We； ； （2）对于已有管路系统，规定允许的能量损失或 ）对于已有管路系统， 推动力，求流体的输送量； 推动力，求流体的输送量； （3）规定输送任务和推动力，选择适宜的管径。 ）规定输送任务和推动力，选择适宜的管径。 操作型问题：已知输入和管径系统， 操作型问题：已知输入和管径系统，求解或测 试管路系统的输送能力。 试管路系统的输送能力。 设计型问题：将给定输入任务和要求， 设计型问题：将给定输入任务和要求，寻求完 成给定输送任务和要求的输送管程系统的间接设计 类型
B
(1) u = 2.1m / s
1 2 3 qv = πd u × 3600 = 59.35 m h 4
(2)若在管路装一台泵，将水以相同的流量从槽B输送到槽 ， 若在管路装一台泵，将水以相同的流量从槽 输送到槽 输送到槽A， 若在管路装一台泵 则泵的有效轴功率为多少kW？ 则泵的有效轴功率为多少 ？
u23 = qm 23 ρ
间列机械能衡算方程：
p3=5.0×104Pa × 3 设 备 一 37m 1 p1=5.0×104Pa ×
1
1
设备费
2
2
uopt
平均流速 u
表 1.6-1 某些流体的常用流速范围
流体类别 水及一般液体 粘度较大的液体 低压气体 易燃、易爆的低压气体 常用流速范围， m/s 1∼3 0.5∼1 8∼15 <8 流体类别 压强较高的气体 饱和水蒸汽：8 大气压以下 3 大气压以下 过热水蒸气 常用流速范围，m/s 15∼25 40∼60 20∼40 30∼50
pB
2 2
λ一般变化很小，可近似认为是常数
1-1 面、A-A 面间
2 2 uA l uA gz1 + = + + λ + ∑ζ 2 d ρ ρ 1− A 2
p1
pA
B-B 面、2-2 面： 2 pB p2 l u2 = + λ + ∑ζ ρ ρ d B−2 2 包括出口阻力损失在内） hf（包括出口阻力损失在内）不变
1
1
2
2
∑ h f = h f 1 + h f 2 + LL
管路计算举例 例1：水从高位槽A流向低位槽B，管路为φ108×4mm钢管， 水从高位槽A流向低位槽B 管路为φ108×4mm钢管， 钢管 管长150m，管路上有1个90°弯头，一个标准阀（全开）。两槽 管长150m，管路上有1 90°弯头，一个标准阀（全开）。两槽 150m ）。 液面维持恒定，高差为12m 试问水温20℃ 12m。 20℃时 液面维持恒定，高差为12m。试问水温20℃时，此管路的输水 量为若干m /h？已知摩擦因数λ 0.03。 量为若干m3/h？已知摩擦因数λ＝0.03。 若在管路装一台泵，将水以相同的流量从槽B输送到槽A 若在管路装一台泵，将水以相同的流量从槽B输送到槽A， 则泵的有效轴功率为多少kW kW？ 则泵的有效轴功率为多少kW？ 解： 1-1面与2-2面间机械能衡算 面与2 在
总之，分支管路中的阀门关小， 总之，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， 量减小，另一支管的流量增大，而总流量则呈现下降趋势