6 管路计算及习题讲解解析
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管路计算例题在进行管路的工艺计算时,首先要从工艺流程图中抽象出流程系统并予以简化,使得便于计算。
管路的型式各种各样,但是大致可分为简单管路和复杂管路。
1简单管路和复杂管路的特点与常见问题1.1简单管路由一种管径或几种管径组成而没有支管的管路称为简单管路。
1)特点:a 稳定流动通过各管段的质量流量不变,对不可压缩流体则体积流量也不变;b 整个管路的阻力损失为各段管路损失之和。
2)常见的实际问题a 已知管径、管长(包括所有管件的当量长度)和流量,求输送所需总压头或输送机械的功率(通常对于较长的管路,局部阻力所占的比例很小;相反,对于较短的管路,局部阻力常比较大)。
;b 已知输送系统可提供的总压头,求已定管路的输送量或输送一定量的管径。
1.2复杂管路典型的复杂管路有分支管路、汇合管路和并联管路。
1)特点a 总管流量等于各支管流量之和;b 对任一支管而言,分支前及分支后的总压头皆相等,据此可建立支管间的机械能衡算式,从而定出各支管的流量分配。
2)常见的问题a 已知管路布置和输送任务,求输送所需的总压头或功率;b 已知管路布置和提供的压头,求流量的分配;或已知流量分配求管径的大小。
2简单管路和复杂管路的计算2.1简单管路计算当局部阻力损失占总阻力损失的5-10%时,计算中可忽略不计;或者在计算中以沿程损失的某一百分数表示;但是也可以将局部损失转变为当量长度,与直管长度一起作为进行阻力损失计算的总管长。
如图1所示,柏努利方程可写成:H = u2+λl+l e×u2 2g d 2g式中:u ——管内流速,m/s;l e ——局部阻力的当量长度,m;l ——直管长度,m。
如果动压头u2/2g与H比较起来很小,可以略去不计,则上式可简化成H = λl+l e×u2 d 2g从上式可看出,全部压头H仅消耗在克服在沿程阻力,H =Σh f 。
在计算中有三种情况:1)已知管径d、流量及管长l,求沿程阻力(见例1);2)已知管径d、管长l及压头H,求流量V(见例2、例3);3)已知管长l、流量V及压头H,求管径d(见例4);4)管路串联见例5、例6,例6中还含有泵电机的功率计算。
管径的计算公式例题及解析管道是工业生产中常见的设备,其管径大小直接影响着管道输送流体的流量和压力损失。
因此,正确计算管道的管径对于工程设计和运行非常重要。
本文将介绍管径的计算公式,并通过例题进行解析,帮助读者更好地理解管径计算的方法和原理。
一、管径计算公式。
在工程设计中,通常会用到以下两种常见的管径计算公式,雷诺数公式和经验公式。
1. 雷诺数公式。
雷诺数是描述流体流动状态的一个重要参数,其公式为:Re = ρVD/μ。
其中,Re为雷诺数,ρ为流体密度,V为流速,D为管道直径,μ为流体粘度。
通过雷诺数公式可以计算出管道的最佳流速范围,从而确定管径大小。
2. 经验公式。
经验公式是根据实际工程经验总结出来的,通常用于快速估算管道的合适尺寸。
常见的经验公式有德阿西公式、汉密尔顿-汉弗莱公式等。
二、例题解析。
下面我们通过一个例题来进行管径计算的解析。
例题,某工业管道输送水,要求流量为200m3/h,流速不得超过2m/s,根据经验公式计算该管道的最佳管径。
解析,首先,我们可以根据流量和流速的关系来计算出管道的最佳直径。
流量Q与流速V之间的关系为:Q = πD^2V/4。
其中,Q为流量,D为管道直径,V为流速。
根据上式,可以解出管道的直径D为:D = (4Q/πV)^0.5。
将题目中给出的流量Q=200m3/h和流速V=2m/s代入上式,得到管道的直径为:D = (4200/π2)^0.5 ≈ 5.65m。
根据经验公式计算得出,该工业管道的最佳管径为5.65m。
三、总结。
通过以上例题的解析,我们可以看到,管道的管径计算涉及到流量、流速、雷诺数等多个因素,需要综合考虑。
在实际工程中,通常需要根据具体情况选择合适的计算方法和公式,以确保管道设计的准确性和合理性。
另外,需要注意的是,管道的管径计算不仅仅是一个理论问题,还需要考虑到实际工程情况,如管道材质、工艺要求、安装条件等因素,才能得出最终的合理结论。
因此,在进行管径计算时,建议结合实际情况进行综合分析,以确保管道设计的可靠性和经济性。
管路计算例题在进行管路的工艺计算时,首先要从工艺流程图中抽象出流程系统并予以简化,使得便于计算。
管路的型式各种各样,但是大致可分为简单管路和复杂管路。
1简单管路和复杂管路的特点与常见问题1.1简单管路由一种管径或几种管径组成而没有支管的管路称为简单管路。
1)特点:a稳定流动通过各管段的质量流量不变,对不可压缩流体则体积流量也不变;b整个管路的阻力损失为各段管路损失之和。
2)常见的实际问题a已知管径、管长(包括所有管件的当量长度)和流量,求输送所需总压头或输送机械的功率(通常对于较长的管路,局部阻力所占的比例很小;相反,对于较短的管路,局部阻力常比较大)。
;b已知输送系统可提供的总压头,求已定管路的输送量或输送一定量的管径。
1.2复杂管路典型的复杂管路有分支管路、汇合管路和并联管路。
1)特点a总管流量等于各支管流量之和;b对任一支管而言,分支前及分支后的总压头皆相等,据此可建立支管间的机械能衡算式,从而定出各支管的流量分配。
2)常见的问题a已知管路布置和输送任务,求输送所需的总压头或功率;b已知管路布置和提供的压头,求流量的分配;或已知流量分配求管径的大小。
2简单管路和复杂管路的计算2.1简单管路计算当局部阻力损失占总阻力损失的 5-10%时,计算中可忽略不计;或者在计算中以沿程损失的某一百分数表示;但是也可以将局部损失转变为当量长度,与直管长度一起作为进行阻力损失计算的总管长。
如图1所示,柏努利方程可写成:U21+1e U2H = + 入X -2g d 2g式中:u 管内流速,m/s;l e ――局部阻力的当量长度,m;I——直管长度,m。
如果动压头u2/2g与H比较起来很小,可以略去不计,则上式可简化成2l+l e UH = 入Xd 2g从上式可看出,全部压头 H仅消耗在克服在沿程阻力,H =工h f。
在计算中有三种情况:1)已知管径d、流量及管长I,求沿程阻力(见例 1);2)已知管径d、管长I及压头H,求流量V (见例2、例3);3)已知管长I、流量V及压头H,求管径d (见例4 );4)管路串联 见例5、例6,例6中还含有泵电机的功率计算。