流体流动管路计算

流动阻力的计算流体在管道中流动，其流动阻力包括有：（1）（ 1）直管阻力：流体流经直管段时，由于战胜流体的粘滞性及与管内壁间的磨擦所产生的阻力。

它存在于沿流动方向的整个长度上，故也称沿程直管流动阻力。

记为 h fz。

（2）（ 2）局部阻力：流体流经异形管或管件（如阀门、弯头、三通等）时，由于流动发生突然变化引起涡流所产生的能量损失。

它仅存在流体流动的某一局部范围办。

记为 h fJ。

因此，柏努利方程中h f项应为：h f h fz h fJ说明：流动阻力可用不相同的方法表示，h f——1kg质量流体流动时所损失的机械能，单位为J/kg;h fm;—— 1N 重量流体流动时所损失的机械能，单位为gh f——1m3体积流体流动时所损失的机械能，单位为Pa 或N / m2。

1. 1. 直管段阻力（h fz）的计算流体流经直管段时，流动阻力可依下述公式计算：h fzl u2d [J/kg]2或h fz l u2g [m]d 2gl u2[pa]h fz2d式中，——磨擦阻力系数；l——直管的长度（ m）； d——直管内直径（m）；——流体密度 (kg / m3 ) ；u——流体在直管段内的流速（m/s）2．局部阻力 (h fJ)的计算局部阻力的计算可采用阻力系数法或当量长度法进行。

1）1）阻力系数法：将液体战胜局部阻力所产生的能量损失折合为表示其动能 若干倍的方法。

其计算表达式可写出为：le u 2 （ a ）h fJ[J/kg]d2或h fJ le u 2 (b)gd [m]2g[pa]le u 2 (ch fJ[pa] d 2其中， 称为局部阻力系数，平时由实验测定。

下面列举几种常用的局部阻力 系数的求法。

* 突然扩大与突然减小管路由于直径改变而突然扩大或减小，所产生的能量损失按（b ）或 (c)式计算。

式中的流速 u 均以小管的流速为准， 局部阻力系数可依照小管与大管的截面积之比从管件与阀门当量长度共线图 曲线上查得。

第二节 流体流动的基本方程式化工厂中流体大多是沿密闭的管道流动，液体从低位流到高位或从低压流到高压，需要输送设备对液体提供能量；从高位槽向设备输送一定量的料液时，高位槽所需的安装高度等问题，都是在流体输送过程中经常遇到的。

要解决这些问题，必须找出流体在管内的流动规律。

反映流体流动规律的有连续性方程式与柏努利方程式。

1-2-1 流量与流速一、流量单位时间内流过管道任一截面的流体量称为流量。

若流体量用体积来计量，称为体积流量，以V s 表示，其单位为m 3/s ；若流体量用质量来计量，则称为质量流量，以w s 表示，其单位为kg/s 。

体积流量与质量流量的关系为：w s =V s ·ρ (1-16) 式中 ρ——流体的密度，kg/m 3。

二、流速单位时间内流体在流动方向上所流经的距离称为流速。

以u 表示，其单位为m/s 。

实验表明，流体流经管道任一截面上各点的流速沿管径而变化，即在管截面中心处为最大，越靠近管壁流速将越小，在管壁处的流速为零。

流体在管截面上的速度分布规律较为复杂，在工程计算中为简便起见，流体的流速通常指整个管截面上的平均流速，其表达式为： A V u s = （1-17）式中 A ——与流动方向相垂直的管道截面积，m 2。

流量与流速的关系为：w s =V s ρ=uA ρ （1-18） 由于气体的体积流量随温度和压强而变化，因而气体的流速亦随之而变。

因此采用质量流速就较为方便。

质量流速，单位时间内流体流过管路截面积的质量，以G 表示，其表达式为：ρρu A V A w G s s === （1-19）式中 G ——质量流速，亦称质量通量；kg/（m 2·s ）。

必须指出，任何一个平均值都不能全面代表一个物理量的分布。

式1-17所表示的平均流速在流量方面与实际的速度分布是等效的，但在其它方面则并不等效。

一般管道的截面均为圆形，若以d 表示管道内径，则 24d V u s π= 于是 uV d sπ4=（1-20） 流体输送管路的直径可根据流量及流速进行计算。

流体流速与管径的关系
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目录
1.流体流速与管径的基本关系
2.流量、流速和管径的计算公式
3.影响流速的其他因素
4.管径对流速的实际应用
正文
流体流速与管径的关系是流体力学中一个基本的概念。

在一般的情况下，流速与管径成反比。

也就是说，当流量保持不变时，管径越大，流速越慢；管径越小，流速越快。

在实际应用中，我们可以通过一些公式来计算流速和流量。

例如，在水管路中，常用的公式为：流量 = 管截面积×流速。

而管截面积又可以通过管径来计算，即：管截面积 = π× (管径/2)。

通过这两个公式，我们可以看出，在流量一定的情况下，流速与管径的平方成反比。

除了管径，还有其他因素会影响流速，比如流体的粘度、温度、压力等。

这些因素都会通过改变流体的流动性，从而影响流速。

在实际应用中，管径对流速的影响也非常明显。

例如，在家庭用水中，我们通常使用的水龙头的出水口直径都比较小，这样可以保证水流的速度较快，使用起来更加方便。

而在大型的水利工程中，由于需要输送大量的水流，所以往往需要使用较大的管道，以保证流速适中，不会造成水流过于缓慢。

总的来说，流体流速与管径的关系是一个基本的物理规律，它在我们的日常生活中有着广泛的应用。

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管子流量计算公式首先，我们需要根据流体性质和管道参数来确定所使用的流量计算公式。

常见的流量计算公式有以下几种：容积流量法、质量流量法、1/2经验公式、修正压降法和重力流量法。

1.容积流量法：容积流量公式适用于压力较低、流体密度较小的情况，其公式为：Qv=A*V其中，Qv表示容积流量（单位为m³/s），A表示管道截面积（单位为m²），V表示流动速度（单位为m/s）。

2.质量流量法：质量流量公式适用于流体密度变化较大的情况，如气体等。

质量流量公式为：Qm=A*ρ*V其中，Qm表示质量流量（单位为kg/s），A表示管道截面积（单位为m²），ρ表示流体密度（单位为kg/m³），V表示流动速度（单位为m/s）。

3.1/2经验公式：1/2经验公式适用于一般流体情况。

该公式为：Q=Kv*A*√(2*Δp/ρ)其中，Q表示流量（单位为m³/s），Kv表示计算系数，A表示管道截面积（单位为m²），Δp表示压力差（单位为Pa），ρ表示流体密度（单位为kg/m³）。

4.修正压降法：修正压降法适用于粘性流体的流量计算，该方法要根据实验数据来确定修正因子。

修正压降法的公式为：Q=Kv*A*(Δp/μ)^(1/n)其中，Q表示流量（单位为m³/s），Kv表示计算系数，A表示管道截面积（单位为m²），Δp表示压力差（单位为Pa），μ表示流体动力粘度（单位为Pa·s），n表示修正因子。

5.重力流量法：重力流量法适用于较大坡度或管道倾斜角较小的情况。

重力流量法的公式为：Q=K*A*√(2*g*h)其中，Q表示流量（单位为m³/s），K表示流量系数，A表示管道截面积（单位为m²），g表示重力加速度（单位为m/s²），h表示液位差（单位为m）。

通过以上公式，可以根据实际情况选择适合的流量计算方法。

在实际应用中，还需考虑管道摩阻、压力损失等因素，以及根据具体工况来选择合适的公式进行计算。

流体流动习题(计算题)解答------------------------------------------作者------------------------------------------日期习题解答1-41一敞口贮槽中装有油（密度为917kg/m 3）和水，液体总深度为3.66m ，其中油深为3m 。

试计算油水分界处及贮槽底面的压力，分别用绝压和表压表示。

（当地大气压为101.3kPa ）解：油水分界处：表压：kPa gh p 0.27381.9917111=⨯⨯==ρ 绝压：kPa p 12810013.1107.2541=⨯+⨯= 贮槽底面的压力：表压：kPa gh p p 5.3366.081.91000107.242212=⨯⨯+⨯=+=ρ 绝压：kPa p 13510013.110347.3542=⨯+⨯=1-42用U 形压力计测量容器内液面上方的压力，指示液为水银。

已知该液体密度为900kg/m 3，h 1=0.3m ，h 2=0.4m ，R=0.4m 。

试求： （1）容器内的表压；（2）若容器内的表压增大一倍，压力计的读数R ‘。

解：（1）如图，1-2为等压面。

)(211h h g p p ++=ρ gR p p a 02ρ+= gR p h h g p a 021)(ρρ+=++ 则容器内表压：kPa h h g gR p p a 2.4781.97.090081.94.013600)(210=⨯⨯-⨯⨯=+-=-ρρ（2）当容器内的表压增大一倍时，此时2'2'2RR h h -+= 习题1-42 附图h 1 h)2()('21'02'1'0'RR h h g gR h h g gR p -++-=+-=ρρρρ表整理得 2/)2/(021'g g R h h g p R ρρρ--++=‘表m 77.02/81.990081.913600)2/4.07.0(81.9900102.4723=⨯-⨯-⨯⨯+⨯⨯=1-43如图所示，用复式压差计测量某蒸汽锅炉液面上方的压力，指示液为水银，两U 形压差计间充满水。

流体力学中的流体管道与管路设计流体力学是研究流体静力学和流体动力学的科学领域。

在实际应用中，流体管道与管路的设计是流体力学的一个重要方面。

本文将介绍流体管道与管路设计的基本原理和方法。

一、流体管道设计的基本原理在流体力学中，流体管道是将流体从一个地点输送到另一个地点的通道。

它由一系列管道元件组成，如直管段、弯头、阀门和管件等。

流体管道设计的基本原理包括以下几个方面：1. 流量守恒定律：根据连续性方程，流体在管道中的质量流量在不可压缩条件下应保持不变。

根据流量守恒定律，可以通过管道尺寸和流速来确定流量。

2. 动量守恒定律：根据动量守恒定律，流体在管道中的动量变化等于外力对其施加的作用力。

通过管道中的弯头、阀门等元件的设计，可以实现流体流动方向的改变和速度的调节。

3. 能量守恒定律：根据能量守恒定律，流体在管道中的总能量应保持不变。

通过管道的设计，可以降低能量损失并提高系统的效率。

二、流体管道设计的步骤进行流体管道设计时，通常需要按照以下步骤进行：1. 确定流量和压降要求：根据输送流体的性质和工艺要求，确定所需的流量和允许的压降范围。

2. 管道路线的选择：根据输送流体的起点和终点，确定合适的管道路线。

考虑到地形、设备布置和运行条件等因素。

3. 确定管道尺寸：根据流量和流速计算，选择合适的管道尺寸。

通常使用标准管道尺寸，以方便安装和维护。

4. 设计管道元件：根据管道的具体要求，设计直管段、弯头、阀门和管件等元件。

考虑流体阻力、流速和流动特性等因素。

5. 验证设计方案：使用数值模拟或实验方法验证管道设计方案的合理性和可行性。

通过计算和测试，评估设计方案的性能和安全性。

6. 管道施工和运行：根据设计方案进行管道的施工和调试。

在运行过程中，定期检查和维护管道，确保其正常运行。

三、流体管道设计的注意事项在进行流体管道设计时，需要注意以下几个方面：1. 合理选择管材：根据输送流体的性质和工作条件，选择合适的管材。

化工原理第一章流体流动第一章 流体流动一、流体流动的数学描述在化工生产中，经常遇到流体通过管道流动这一最基本的流体流动现象。

当流体在管内作稳定流动时，遵循两个基本衡算关系式，即质量衡算方程式和机械能衡算方程式。

质量衡算方程式在稳定的流动系统中，对某一划定体积而言，进入该体积的流体的质量流量等于流出该体积的质量流量。

如图1—1所示，若取截面1—1′、2—2′及两截面间管壁所围成的体积为划定体积，则ρρρuA A u A u ==222111 (1-1a)对不可压缩、均质流体(密度ρ＝常数)的圆管内流动，上式简化为2221211ud d u d u == (1-1b)机械能衡算方程式在没有外加功的情况下，流动系统中的流体总是从机械能较高处流向机械能较低处，两处机械能之差为流体克服流动阻力做功而消耗的机械能，以下简称为阻力损失。

如图1—1所示，截面1—1′与2—2′间单位质量流体的机械能衡算式为f 21w Et Et += (1-2)式中 221111u p gz Et ++=ρ，截面1—1′处单位质量流体的机械能，J ／kg ；222222u p gz Et ++=ρ，截面2—2′处单位质量流体的机械能，J ／kg ；∑⎥⎦⎤⎢⎣⎡∑+∑=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∑+=2)(222f u d l l u d l w e λζλ，单位质量流体在划定体积内流动时的总阻力损失，J ／kg 。

其中，λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε / d 的函数，即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d du εμρφλ,。

上述方程式中，若将Et 1、Et 2、w f 、λ视为中间变量，则有z 1、z 2、p 1、p 2、u 1、u 2、d 1、d 2、d 、u 、l 、∑ζ(或∑l e )、ε、ρ、μ等15个变量，而独立方程仅有式(1-1)(含两个独立方程)、式(1-2)三个。

因此，当被输送流体的物性(ρ，μ)已知时，为使方程组有唯一解，还需确定另外的10个变量，其余3个变量才能确定。