流体流动管路计算
- 格式:ppt
- 大小:3.11 MB
- 文档页数:76
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
【原创版】
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。
第1页共1页。
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。