阻力计算(例题)课件.ppt

1、2022-8-7第章第章第章第章第章第章 流体流动流体流动流体流动流体流动流体流动流体流动一、阻一、阻力计算例题力计算例题第第第第第第四四四四四四节节节节节节 流体流动阻力计算流体流动阻力计算流体流动阻力计算流体流动阻力计算流体流动阻力计算流体流动阻力计算2022-8-7例例例1:1:1:求以下三种情况下输送求以下三种情况下输送求以下三种情况下输送求以下三种情况下输送求以下三种情况下输送求以下三种情况下输送202020的水的直管阻力的水的直管阻力的水的直管阻力的水的直管阻力的水的直管阻力的水的直管阻力:(1)(1)管管子子45452.5mm2.5mm，管长管长100m,100m,输水量为输水量

2、为0.06kg/s0.06kg/s。（2 2）管子管子45452.5mm2.5mm，管长管长50m,50m,输水量为输水量为1.8kg/s1.8kg/s。（3 3）有一壳内径为）有一壳内径为800mm800mm，内装，内装371371根根2m2m长的长的25252.5mm2.5mm钢管的列管换热器，壳内水流量为钢管的列管换热器，壳内水流量为0.32m0.32m3 3/s/s。.设管子的粗糙度设管子的粗糙度=0.2mm=0.2mm，20水水=1000kg/m=1000kg/m3 3，=10=10-3-3papa.s s2022-8-7解：（解：（1）md04.00025.02045.0smAqu

3、V/108.41000)04.0(406.02220001920101000108.404.0Re32ud属层流，则属层流，则 0333.0192064Re64kgJudlWf/106.92)108.4(04.01000333.0222222022-8-740001073.5101000433.104.0Re43udkgJudlhf/1.412433.104.050032.0222（）（）smAquV/433.11000)04.0(48.12属层流，且属层流，且005.0402.0d查图得查图得 032.02022-8-7222220405.0025.03718.0025.03718.0444

4、mdnDndDde（）非圆形直管，应采用当量直径（）非圆形直管，应采用当量直径 smAquV/1)025.03718.0(432.022005.05.402.0ed40001005.410100010405.0Re43ude查图得查图得 034.0kgJudlhf/84.0210405.02034.02222022-8-7 例例2：溶剂由敞开的高位槽流入吸收塔。进液处塔内压溶剂由敞开的高位槽流入吸收塔。进液处塔内压强强0.02MPa（表压），输送管道为（表压），输送管道为 383mm 的无缝钢管的无缝钢管，总长，总长8m，这壁绝对粗糙度为，这壁绝对粗糙度为0.3mm,这路上有这路上有90度的标

5、准度的标准弯头两个，弯头两个，180度回弯度度回弯度1个，球心阀（全开）一个。为使个，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操作温度下密度为861kg/m3，粒度为，粒度为6.43104Pa.S.2022-8-72022-8-7 解：取管出口处平面为基准面，高位槽面解：取管出口处平面为基准面，高位槽面11和管出口和管出口内截面内截面22间列柏努利方程式，其中间列柏努利方程式，其中P1 为零（表压强），为零（表压强），P2为为0.02MPa（表压强），（表压强），z1=h z2=0 u1=0s

6、mdquV/04.1032.0785.0360034222fehpugzWpugz222212112121fhpugh222212022-8-7445631043.604.1861032.0Re4ud00938.0323.0d查图得：查图得：0.038 再查有关管件的局部阻力再查有关管件的局部阻力系数。系数。进口突然收缩进口突然收缩 90度标准弯头度标准弯头 180度回弯头度回弯头 球心阀（全开）球心阀（全开）5.0进口75.05.10.62022-8-722udlhf)/(4.10204.165.1275.05.0032.08038.02kgJm5.381.9/)4.10204.186110

7、2(24h2022-8-7 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。试求泵的轴功率试求泵的轴功率。设泵的效率为70%。2022-8-72022-8-7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

8、方程式。fehpugZWpugZ2222121122式中：mZ10 Z021表）(021 pp021 uufehW1081.9fh1.98（1）吸入管路上的能量损失ahf,2022-8-7ahahahfff,2),(2acaeaaudall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 c=0.52022-8-72081.04601000300ausm/97.0苯的密度为880kg/m3，粘度为6.510-4PasaaaudRe4105.688097.00

9、81.051006.1取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/81=0.0037，查得=0.029)5.0081.0915029.0(,ahfkgJ/28.42022-8-7（2）排出管路上的能量损失）排出管路上的能量损失 hf,b2),(2,bebebbbfudbllh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 mmble13.228.41733.0,2022-8-7出口阻力系数 e=1205.04601000300busm/55.24105.688055.205.0Reb510

10、73.1仍取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/50=0.006，查得=0.0313255.2)105.013.22500313.0(,2bhfkgJ/1502022-8-7（3）管路系统的总能量损失）管路系统的总能量损失:bhahhfff,15028.4kgJ/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 7.0/11.1kW59.12022-8-7简单管路计算简单管路计算 例：一管路总长为70m，要求输水量30m3/h，

11、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duqdV4求u24dquV试差法gudlHf22u、d、未知2022-8-7设初值求出d、u/Redu)/(Re,df计比较计与初值是否接近是udVs24否修正2022-8-7解：解：根据已知条件hmqOmHHmlVf/30 5.4 7032，24dquV24360030d20106.0d 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2022-8-7解

12、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 075.02022-8-7141300100.11000884.1075.0Re30027.0075.0102.03d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。