管道阻力、流速、流量介紹復(fù)習(xí)過程

1、講解講解(jingji)(jingji)人：唐人：唐 紅紅第一頁，共21頁。摩擦阻力損失(snsh)friction resistance loss局部阻力(zl)損失part resistance loss管路(un l)計(jì)算Pipeline calculation經(jīng)濟(jì)流速economic velocity第二頁，共21頁。管道阻力(zl)介紹總阻力(zl) = 摩擦阻力(zl) + 局部阻力(zl)摩擦阻力局部阻力流體(lit)流經(jīng)直管路時(shí)由流體(lit)內(nèi)摩擦產(chǎn)生的阻力，也叫沿程阻力。摩擦阻力摩擦阻力流體流經(jīng)管件、閥門、截面變化的部位時(shí)產(chǎn)生的阻力，也叫形體阻力。局部局部阻力阻力jh第三頁

2、，共21頁。01PART ONE摩擦阻力損失(snsh)Friction resistance loss第四頁，共21頁。01摩擦阻力損失(snsh)Friction resistance loss達(dá)西公式(gngsh)：22flhdhf 摩擦阻力摩擦阻力損失，損失， Pa ；d 管道管道的直徑或當(dāng)量直徑，的直徑或當(dāng)量直徑，m；l 管道管道的長度，的長度，m ； v 流體流體的平均流速，的平均流速， m/s ； 流體流體的密度的密度， kg/m3 ； 摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù)；摩擦阻力hf 與: (1) 管長 和動(dòng)壓頭 成正比l22(2) 直徑 成反比d第五頁，共21頁。01摩擦阻力損失(sn

3、sh)Friction resistance loss與摩擦系數(shù)有關(guān)(yugun)的因素(Re, / )fdd 管道的管道的內(nèi)徑內(nèi)徑， 管壁內(nèi)表面突出高度的管壁內(nèi)表面突出高度的平均值；平均值； 管壁的相對粗糙管壁的相對粗糙程度；程度；Re 雷諾數(shù)；雷諾數(shù)；/ dRed第六頁，共21頁。01摩擦阻力損失(snsh)Friction resistance lossRe與粗糙程度(chngd)對摩擦系數(shù)的影響光滑管：管道粗糙程度對摩擦系數(shù)的影響很小，與層流接近。粗糙管：管道粗糙程度對摩擦系數(shù)的影響較大，使湍流加劇。Re 4000 時(shí)，粗糙度顯著影響摩擦系數(shù) 光滑管與粗糙管是相對的，對于同一個(gè)管，當(dāng)流

4、速較慢時(shí)是光滑管，當(dāng)流速增大到一定程度時(shí)管的粗糙度對摩擦系數(shù)起作用，原來所謂的光滑管就變成了粗糙管。第七頁，共21頁。01摩擦阻力損失(snsh)Friction resistance loss摩擦系數(shù)的計(jì)算(j sun) 層流區(qū)，Re 2000，摩擦系數(shù) 僅與雷諾數(shù) Re 有關(guān)64=Re過渡區(qū)，2000 Re = 4000，此區(qū)，摩擦系數(shù) 不僅與雷諾數(shù) Re 有關(guān)還與相對粗糙程度有關(guān)。當(dāng)達(dá)到一定時(shí)程度后，的值下降緩慢，當(dāng) Re 一定時(shí)，隨相對粗糙度的增加而增大。完全湍流區(qū)，在這區(qū)，的值只隨相當(dāng)粗糙度而變，與 Re 無關(guān)。對于確定的管道，相對粗糙度為值，等于常數(shù)，阻力 hf 與動(dòng)能成正比，所以

5、該區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。第八頁，共21頁。02PART TWO局部阻力(zl)損失Part resistance loss第九頁，共21頁。02局部阻力(zl)損失Part resistance loss局部(jb)阻力損失公式：22jhhj 局部阻力損失，局部阻力損失， Pa ；v 流體的平均流速，流體的平均流速， m/s ； 流體的密度流體的密度， kg/m3 ； 局部阻力系數(shù)；局部阻力系數(shù)； 局部阻力損失與動(dòng)壓頭成正比，與局部阻力系數(shù)有關(guān)。局部阻力系數(shù)一般由實(shí)驗(yàn)測得。第十頁，共21頁。02局部阻力(zl)損失Part resistance loss常見的局部阻力(zl)系數(shù)的求法2121A

6、A突然擴(kuò)大：突然縮?。?22110.7 10.2 1AAAA對于管道出口122,0AAA1對于管道進(jìn)口211,0AAA0.5第十一頁，共21頁。02局部(jb)阻力損失Part resistance loss管道(gundo)設(shè)計(jì)的原則 盡可能減少局部擴(kuò)大、收縮、拐彎的次數(shù)，避免突然擴(kuò)大、縮小和急轉(zhuǎn)彎，以減少渦流，減低局部損失。第十二頁，共21頁。03PART THREE管路(un l)計(jì)算Pipeline calculation第十三頁，共21頁。03管路(un l)計(jì)算Pipeline calculation簡單(jindn)管路的計(jì)算簡單管路：單線、直徑不變的管路簡單管路簡單管路1122

7、在1-1面與2-2面列伯努利方程221112221122pgzpgzh由于管道直徑不變，由連續(xù)性方程（v1S1=v2S2）可知，管內(nèi)各截面流速相等，所以方程簡化為：1122pgzpgzh22lhd第十四頁，共21頁。03管路(un l)計(jì)算Pipeline calculation串聯(lián)(chunlin)管路串聯(lián)管路：不等直徑的管路首尾順次相接構(gòu)成Hd1d2d3h1h2h3特點(diǎn)：（1）各管流量相等123QQQ123hhhh（2）管路的總阻力等于各段管路阻力的和第十五頁，共21頁。03管路(un l)計(jì)算Pipeline calculation并聯(lián)(bnglin)管路并聯(lián)管路：兩根或兩根以上的管道進(jìn)

8、口與進(jìn)口、出口與出口相接構(gòu)成111,Q d l222,Q d l333,Q d labQ特點(diǎn)：（1）總流量等于各支路流量之和123QQQQ123abhhhh（2）各支路壓強(qiáng)差相等，各支路總阻力相等第十六頁，共21頁。04PART FOUR經(jīng)濟(jì)(jngj)流速Economic velocity第十七頁，共21頁。04經(jīng)濟(jì)(jngj)流速Economic velocity表現(xiàn)為一定年限(ninxin)內(nèi)管網(wǎng)造價(jià)和管理費(fèi)用之和的最小流速。在設(shè)計(jì)工藝管道的管徑時(shí)使工藝的總成本(包括鋪設(shè)管路的建安費(fèi)、泵站的建安費(fèi)、及泵輸送的經(jīng)營費(fèi)之總和)最低流速。在數(shù)學(xué)上在工程上第十八頁，共21頁。04經(jīng)濟(jì)(jngj)流速Economic velocity從流體力學(xué)上來說，管內(nèi)介質(zhì)流速越大則阻力越大。當(dāng)流速越小時(shí)，雖然流動(dòng)阻力減小，對于同樣流量所需要的管徑卻增大，造成設(shè)備(shbi)成本升高。綜合考慮這兩因素選取的合理流速稱為經(jīng)濟(jì)流速。根據(jù)流量選擇管徑就是依靠經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算得出的。具體體現(xiàn)第十九頁，共21頁。04經(jīng)濟(jì)(jngj