管道阻力、流速、流量介绍ppt课件.pptx

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1、讲解人：唐 红,流体管路,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,摩擦阻力损失friction resistance loss,局部阻力损失part resistance loss,管路计算Pipeline calculation,经济流速economic velocity,内容,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,管道阻力介绍,总阻力 = 摩擦阻力 + 局部阻力,华气厚普,流体流经直管路时由流体内摩擦产生的阻力，也叫沿程阻力。,摩擦阻力,流体流经管件、阀门、截面变化的部位时产生的阻力，也叫形体阻力。,局部阻力,LNG船用成套设备研究所,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,01,PART ONE,

2、摩擦阻力损失,Friction resistance loss,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,01,摩擦阻力损失,Friction resistance loss,达西公式：,hf 摩擦阻力损失， Pa ；d 管道的直径或当量直径，m；l 管道的长度，m ； v 流体的平均流速， m/s ； 流体的密度， kg/m3 ； 摩擦阻力系数；,摩擦阻力hf 与: (1) 管长 和动压头 成正比,(2) 直径 成反比,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,01,摩擦阻力损失,Friction resistance loss,与摩擦系数有关的因素,d 管道的内径， 管壁内表面突出高度的平均值； 管壁

3、的相对粗糙程度；Re 雷诺数；,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,01,摩擦阻力损失,Friction resistance loss,Re与粗糙程度对摩擦系数的影响,光滑管：管道粗糙程度对摩擦系数的影响很小，与层流接近。,粗糙管：管道粗糙程度对摩擦系数的影响较大，使湍流加剧。,Re 2000 时，粗糙度不影响摩擦系数,Re 4000 时，粗糙度显著影响摩擦系数,光滑管与粗糙管是相对的，对于同一个管，当流速较慢时是光滑管，当流速增大到一定程度时管的粗糙度对摩擦系数起作用，原来所谓的光滑管就变成了粗糙管。,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,01,摩擦阻力损失,Friction resista

4、nce loss,摩擦系数的计算, 层流区，Re 2000，摩擦系数 仅与雷诺数 Re 有关,过渡区，2000 Re 4000，在此区的流态不稳定，如果保持层流则 随 Re 增大而减小，如果是湍流则随 Re 增大而增大。与相对粗糙度无关。,湍流区，Re = 4000，此区，摩擦系数 不仅与雷诺数 Re 有关还与相对粗糙程度有关。当达到一定时程度后，的值下降缓慢，当 Re 一定时，随相对粗糙度的增加而增大。,完全湍流区，在这区，的值只随相当粗糙度而变，与 Re 无关。对于确定的管道，相对粗糙度为值，等于常数，阻力 hf 与动能成正比，所以该区又称为阻力平方区。,华气厚普,LNG船用成套设备研究所

5、,02,PART TWO,局部阻力损失,Part resistance loss,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,02,局部阻力损失,Part resistance loss,局部阻力损失公式：,hj 局部阻力损失， Pa ；v 流体的平均流速， m/s ； 流体的密度， kg/m3 ； 局部阻力系数；,局部阻力损失与动压头成正比，与局部阻力系数有关。局部阻力系数一般由实验测得。,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,02,局部阻力损失,Part resistance loss,常见的局部阻力系数的求法,突然扩大：,突然缩小：,对于管道出口,对于管道进口,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,

6、02,局部阻力损失,Part resistance loss,管道设计的原则,尽可能减少局部扩大、收缩、拐弯的次数，避免突然扩大、缩小和急转弯，以减少涡流，减低局部损失。,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,03,PART THREE,管路计算,Pipeline calculation,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,03,管路计算,Pipeline calculation,简单管路的计算,简单管路：单线、直径不变的管路,在1-1面与2-2面列伯努利方程,由于管道直径不变，由连续性方程（v1S1=v2S2）可知，管内各截面流速相等，所以方程简化为：,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,03

7、,管路计算,Pipeline calculation,串联管路,串联管路：不等直径的管路首尾顺次相接构成,特点：（1）各管流量相等,（2）管路的总阻力等于各段管路阻力的和,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,03,管路计算,Pipeline calculation,并联管路,并联管路：两根或两根以上的管道进口与进口、出口与出口相接构成,特点：（1）总流量等于各支路流量之和,（2）各支路压强差相等，各支路总阻力相等,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,04,PART FOUR,经济流速,Economic velocity,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,04,经济流速,Economic ve

8、locity,表现为一定年限内管网造价和管理费用之和的最小流速。,在设计工艺管道的管径时使工艺的总成本(包括铺设管路的建安费、泵站的建安费、及泵输送的经营费之总和)最低流速。,在数学上,在工程上,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,04,经济流速,Economic velocity,从流体力学上来说，管内介质流速越大则阻力越大。当流速越小时，虽然流动阻力减小，对于同样流量所需要的管径却增大，造成设备成本升高。综合考虑这两因素选取的合理流速称为经济流速。根据流量选择管径就是依靠经济流速计算得出的。,具体体现,华气厚普,LNG船用成套设备研究所,04,经济流速,Economic velocity,目前LNG管路输送经济流速还没有严格的计算公式，流速的选取只能参照经验值，泵前1m/s，泵后3m/s,感谢各位聆听,Thanks for Listening,LNG船用成套设备研究所,华气厚普,