第17讲流体管内流动与水力计算:管路串联与并联课件.ppt
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- 关 键 词:
- 17 流体管 内流 水力 计算 管路 串联 并联 课件
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1、二、管路的串联与并联1串联管路及其计算特点 各管段流量相等,总损失为各串联管段的损失之和,全管路总的阻抗等于各管段阻抗之和。2并联管路及其计算特点 并联节点上的总流量为各支管中流量之和;并联各支管上的单位重量流体的阻力损失相等,总管路的阻抗平方根的倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和。【例例4-16】在例4-15中,在保证供水前提下,为节约管材,拟采用两种不同管径的管段串联。试确定两段管子个多少?【解解】设 的管段长为 ;的管段长为 ,则有校核流速1lmmD2001mmD17522l200021ll222211QSQSH22211)(QlAlAsmsmDQv/2.1/96.02.0785.003.
2、04/2211smsmDQv/2.1/25.1175.0785.003.04/2221所以需修正 ,查表4-8,即上式应改写为联立,解得 035.11k1A222111)(QlAlAkH22103.0)96.18029.9035.1(25ll 2101706.000864.0ll ml10801ml9802【例例4-17】某两层楼的供暖立管,管段1的直径为20mm,总长20m,。管段2的直径为20mm,总长为10mm,管路的=0.025,干管中的流量 ,求 和 。151152smQ/101351Q2Q【解解】从图中可知,节点a、b间并联有1、2两管段。由 得222211QSQS1221SSQQ
3、7424211111101.281.902.014.381502.020025.08gDDLS7422104.181.902.014.381502.010025.0S21828.0QQ 又因 从计算看出:支管1中,管路阻抗比支管2中大,所以流量分配是支管1中的小于支管2中的流量。如果要求两管段中流量相等,显然现有的管径D及 必须进行改变,使S相等才能达到流量相等。这种重新改变D及 ,使在 下达到 ,;的计算,就是“阻力平衡”的计算。22221828.1828.0QQQQQQsmQQ/1055.0828.11332smQQ/1045.01055.0828.0828.033321 21QQ 21S
4、S 21wwhh【例例4-18】示图为某电厂循环水系统的主要部分。已知循环水泵出口至凝汽器的压出管长L1=40m,且有90弯管两个。由凝汽器至冷水塔的排水管长L2=350m,有4个90弯管。所有弯管的弯曲半径R=820mm,压水管和排水管直径相同,均为D=820mm,管道沿程损失系数1=2=0.025。循环水泵出口中心至排水管在冷水塔内出口中心高差Z=15m,流量为Q=4675m3/h。设凝汽器铜管数n=2868根,每根铜管长L=6.5m,直径D=23mm,沿程损失系数=0.02。凝汽器为双流程。凝汽器水室的过流断面面积为压出管的四倍,凝汽器水室内连续两个90转弯的。试求循环水泵出口冷却水所必
5、须具有的总能头H为多少?【解解】取循环水泵出口中心的水平线为基准面0-0,列泵出口断面1-1与排水管出口断面2-2的能量方程为:式中Z1=0,故循环水泵出口冷却水所必须具有的总能头。又因冷却塔内的压力接近当地大气压力,所以 pg2=0,则212222211122wgghgvgpzgvgpzgvgpHg2/211212222whgvzH 由图可知,断面1-2之间的管道系统是由压出水管、凝汽器和排出水管组成的复杂管道系统。其中在凝汽器内部由上、下两部分铜管分别并联后通过水室串联自成一个复杂管路系统。因此,整个系统的水力特点是通过压出水管、凝汽器和排出水管的流量均相等,三者总能头损失之和等于系统的总
6、能头损失。其中,凝汽器内的总能头损失等于两个突然扩大,两个突然缩小、水室内连续两个90转弯以及上、下各一根铜管的沿程损失之和,即321QQQgvdLgvdLgvdLhhhhsskkwwww2422222222902222321901112121查局部损失系数表可知,当D1/R=0.82/0.82=1时,90弯管的局部损失系数90=0.29。按截面突然扩大四倍计算局部损失系数,则 截面突然缩小四倍的局部损失系数s,查局部损失系数表得s=0.375,因为压、排水管管径相同且通过的流量相等,故断面平均流速为564.041112221AAk46.2360082.014.346754422121DQvv
7、凝汽器铜管内断面平均流速为 将计算各值和题中已知数值代入hw1-2计算式中并整理可得18.236002868023.014.3467582/422nDQv循环水泵出口冷却水必须具有的总能头为mH36.2305.881.9246.2152mhw05.881.9218.25.12375.02564.0023.025.602.081.9246.2375.0564.0629.082.035040025.02221 应用串、并联管路的流动规律,分析一个工程实例。图4-25是室内热水采暖管路系统。被锅炉加热后的热水经管路123流到节点3,开始分流,分出流量经水平管段3-4、立管4-5(带两组散热器)、水平
8、管段5-6流到节点6;另一分支流量经立管3-6(带两组散热器)也汇入节点6。两股流量合流后,经管段6-7、7-8流至循环水泵,并经水泵加压送入锅炉重新加热,被加热的水再次进入管路系统,如此不断地循环流动,流动所需的动力由循环水泵提供。以下着重讨论这种循环管路系统中,各点的压力分布状况,既定性地绘制该系统的水压图(测压管水头线)以及循环泵所应提供的扬程为多少。r+-ZH_TPQ81a7Q7 phT2Q65QIIIp34d动 水 头 线78静 水 头 线2h(2,3)h(3,6)56h(6,8)34Hh(1,2)1图 5-1 0 热 水 采 暖 管 路 系 统 及 水 压 图 此式表明,循环管路(
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