化工原理流体流动课件第1章流体流动.ppt

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1、1,1.5 流体在管内的流动阻力1.5.1 流体在直管中的流动阻力,1.5.2 管路上的局部阻力,第1章 流体流动,11.5 流体在管内的流动阻力1.5.2 管路上的局部阻,2,产生局部阻力的位置：管路的进口、出口、弯头、阀门、扩大、缩小等局部位置。 原因：流速大小和方向都发生了变化，且流体受到干扰或冲击，使涡流现象加剧而消耗能量。 计算方法：阻力系数法、当量长度法。,2 产生局部阻力的位置：管路的进口、出口、弯头、阀门、,3,一、阻力系数法,或,将克服局部阻力所引起的能量损失，表示成动能的某个倍数，即,称为局部阻力系数,3一、阻力系数法或将克服局部阻力所引起的能量损失，表示成动能,4,图1-

2、28 突然扩大和突然缩小的局部阻力系数 (a)突然扩大 (b)突然缩小,1. 突然扩大与突然缩小,一、阻力系数法,各种情况下的阻力系数？,4图1-28 突然扩大和突然缩小的局部阻力系数1. 突然扩,5,细管内速度,(b)突然缩小,查图1-28,一、阻力系数法,(a)突然扩大,5细管内速度 (b),6,2. 进口与出的阻力系数,管入口,管出口,3. 管件与阀门,管路上的配件如弯头、三通、活接头，角阀等总称为管件。不同管件或阀门的局部阻力系数可从有关手册中查得。,一、阻力系数法,注意：伯努利方程截面选取的微小差别可能导致出口阻力的误算,62. 进口与出的阻力系数 管入口管出口3. 管件与阀门,7,

3、二、当量长度法,或,将管件与阀门的局部阻力折算成一定长度的直管阻力，如下式,在湍流流动情况下，某些管件与阀门的当量长度可由图1-29的共线图查得。,当量长度,7二、当量长度法或 将管件与阀门的局部阻力折算成一定长度的直,8,图1-29 管件与阀门的当量长度共线图,8图1-29 管件与阀门的当量长度共线图,9,9,10,10,11,这是等待出厂的各种管件。,闸阀,截止阀,11这是等待出厂的各种管件。 闸阀截止阀,12,这是等待出厂的阀门,12这是等待出厂的阀门,13,1.5 流体在管内的流动阻力1.5.1 流体在直管中的流动阻力1.5.2 管路上的局部阻力,1.5.3 管路系统中的总能量损失,第

4、1章 流体流动,131.5 流体在管内的流动阻力1.5.3 管路系统中的总能,14,管路系统中的总能量损失,管路系统中的总能量损失常称为总阻力损失，是管路上全部直管阻力与局部阻力之和，应包括直管阻力和局部阻力，其计算通式可写为,局部阻力,直管阻力,14管路系统中的总能量损失 管路系统中的总能量损失常称,15,当量长度,直管阻力,局部阻力,局部阻力系数,管路系统中的总能量损失,15当量长度直管阻力局部阻力局部阻力系数管路系统中的总能量损,16,总阻力的计算式,应注意： 上式适用于直径相同的管段或管路系统的计算。当管路由若干段直径不同的管段组成时，管路的总能量损失应分段计算，然后再求其总和。 管件

5、、阀门等的局部阻力可用两种方法计算。若用当量长度法，应包含在le内;若用阻力系数法，则应包含在i。注意不要重复计算。,管路系统中的总能量损失,16总阻力的计算式 应注意：管路系统中的总能量损失,17,1.6 管路计算,第1章 流体流动,171.6 管路计算 第1章 流体流动,18,管路计算问题，归纳起来有以下三种情况: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。求流体的流速或流量。求管径。,管路计算,18 管路计算问题，归纳起来有以下三种情况:管路计算,19,简单管路复杂管路,管路分类,直径不变异径管串联,分支管路并联管路,管路计算,19简单管路管路分类直径不变分支管路管路计算

6、,20,一、简单管路,描述简单管路中各变量间关系的控制方程：,连续性方程,伯努利(能量)方程,能量损失计算式,20一、简单管路 描述简单管路中各变量间关系的控制方程：连续,21,在前述三种情况的管路计算中，第种容易求解，对于第和第种情况，流速u或管径d为未知量，无法计算Re以判别流动的型态，因此也就无法确定摩擦系数。需采用试差法求解。参见【例121】。,一、简单管路,图片例121,21 在前述三种情况的管路计算中，第种容易求解，对于,22,图1-30 并联与分支管路示意图,二、复杂管路,22图1-30 并联与分支管路示意图二、复杂管路,23,并联管路与分支管路的计算内容有:已知总流量和各支管的

7、尺寸，要求计算各支管的流量；已知各支管的流量、管长及管件、阀门的设置，要求选择合适的管径；在已知的输送条件下，计算输送设备应提供的功率。,二、复杂管路,23 并联管路与分支管路的计算内容有:二、复杂管路,24,对于支管1，有,对于支管2，有,并联管路： 在A、B 两截面之间列伯努利方程。,二、复杂管路,1,2,24对于支管1，有对于支管2，有 并联管路：二、复杂管,25,结论：,尽管各支管的长度、直径相差悬殊，但单位质量的流体流经两支管的能量损失必然相等，即,主管中的流率等于各支管流率之和，即,二、复杂管路,25结论： 尽管各支管的长度、直径相差悬殊，但单,26,分支管路： 以分支点C处为上游截面，分别对支管A和支管B列伯努利方程，得,二、复杂管路,26 分支管路： 二、复杂管路,27,结论：,对于分支管路，单位质量流体在各支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等，即,主管中的流率等于各支管流率之和，即,二、复杂管路,27结论： 对于分支管路，单位质量流体在各支管流动终,28,28,29,29,30,30,31,31,32,32,33,练 习 题 目,思考题,作业题: 20.,1.局部阻力的计算方法有哪些？2.分支管路和并联管路的特性分别是什么？,33练 习 题 目思考题作业题: 20. 1.局部阻力的,