管路计算(精选.)

一、管路水力计算的基本原理

1、一般管段中水的质量流量G，kg/h，为已知。根据G查询热水采暖系统管道水力计算表，查表确定比摩阻R后，该管段的沿程压力损失Py=Rl就可以确定出来。

局部压力损失按下式计算

（1）

Σξ--------表示管段的局部阻力系数之和，查表可知。

可求得各个管段的总压力损失

（2）

2、也可利用当量阻力法求总压力损失：

当量阻力法是在实际工程中的一种简化计算方法。基本原理是将管段的沿程损失折合为局部损失来计算，即

（3）

（4）

式中ξ d ——当量局部阻力系数。

计算管段的总压力损失ΔP可写成

（5）

令 ξ zh = ξ d +Σξ

式中ξ zh|——管段的这算阻力系数 （6）

又 (7)

则 （8）

设

管段的总压力损失

（9）

各种不同管径的A值和λ/d值及ξ zh可查表。

根据公式（9）编制水力计算表。

3、当量长度法

当量长度法是将局部损失折算成沿程损失来计算的一种简化计算方法，也就是假设某一管段的局部压力损失恰好等于长度为ld的某段管段的沿程损失，即

（10）

式中 ld为管段中局部阻力的当量长度，m。

管段的总压力损失ΔP可写成

ΔP = Py + Pj = Rl + Rld = Rlzh （11）

式中lzh为管段的折算长度，m。

当量长度法一般多用于室外供热管路的水力计算上。 二、热水采暖系统水力计算的方法

1、热水采暖系统水力计算的任务

a、已知各管段的流量和循环作用压力，确定各管段管径。常用于工程设计。

b、已知各管段的流量和管径，确定系统所需的循环作用压力。常用于校核计算。

管路阻力计算

一、沿程压力损失计算

1.基本参数

V——流速，V=3m/s；

Q——流量，Q=0.0017 m3/s；

l——管路长度，l=100m；

v——水的粘度，v=1×10-3 m2/s（水温20℃）；

——水的密度，=1×103 kg/m3；

2.管路直径计算

d——管路直径；d=2VQ2=0.027m，选用管径d=0.032m；

3.实际流速计算

V1——实际流速，V1=24dQ=2.11 m/s；

4.沿程阻力系数计算

Re＝dV1=67.52，Re＜2300为层流；

λ——沿程阻力系数，λ＝Re64=0.95；

5. 沿程压力损失计算

△pλ=λd122v=6.6MPa

直径0.032m，管路长度100m的钢管，管路沿程压力损失为6.6MP。

管路计算

由于已知量与未知量情况不同，计算方法亦随之改变。常遇到的管路计算问题归纳起来有以下三种情况：

1、简单计算型

已知管径、管长、管件和阀门的设置及流体的输送量，求流体通过管路系统的能量损失，以便进而确定输送设备所加入的外功、设备内的压强或设备间的相对位置等。其特点是应用最普遍、最方便。

例：已知eWzpVdl或求,,,

如：

zudRuVWgudllhuggpzdeddeef—计算—查22122

求外功We过程同上。

2、操作型计算

对于已知的管路系统，核算给定条件下的输送能力或某项技术指标。通常有以下两种类型：

① 已知管径（d）、管长（l）、管件和阀门（）、相对位置（z）及压力（1p、2p）等，计算管道中流体的流速u及供液量sV；

② 已知流量（sV）、管径（d）、管长（l）、管件和阀门（）及压力（1p、2p）等，确定设备间的相对位置z，或完成输送任务所需的功率等。

对于操作型计算中的第二种类型，过程比较简单，一般先计算管路中的能量损失，再根据柏努利方程求解。而对于设计型计算求d及操作型计算中的第一种类型求u时，会遇到这样的问题，即在阻力计算时，需知摩擦系数λ，而),(Redf与u、d有关，因此无法直接求解，此时工程上常采用试差法求解。

试差法计算流速的步骤：

① 根据柏努利方程列出试差等式；

② 试差：

符合？ 查假设duRe可初设阻力平方区之值

若已知流动处于阻力平方区或层流区，则无须试差，可直接由解析法求解。

比如：已知Vupdlz,,,,等，求

步骤：

（1）由柏努利方程，列出等式；

（2）先假设在d一定条件下，取流动已进入阻力平方区，此时的作为计算初值；

（3）代入等式求u；

（4）求Re查；

（5）验证查的与假设的是否相等，如果不符合，重新假设。

例题 某斜井主排水设备要求的排水量为Q=100（m3/h）,排水高度dH=68（m），吸水高度SH=5.5（m），沿斜井敷设管路总长L=360（m），管路上装有带底阀的滤水器一个，90弯头四个，闸板阀一个，逆止阀一个，转弯流三通一个，直流三通二个。试求水泵所需压头HP ，并选择排水管直径d(利用旧钢管)。

1212

解：1）选择管径，取管中平均流速v=2.0(m/s)(一般经济流速取1.5～2.2 m/s)，则：

)(1334mmvQd

选取国产标准管径d=150(mm),并验算管内平均流速，

)/(.smdQv6124

2）求水泵压头Hp，先求损失水头hw

旧钢管的沿程阻力系数按谢维列夫公式计算，

液压流体力学 2

037.0021.03.0d

局部阻力系数ζ由表5—5选取。于是：

)(8.138.9226.1)1.025.15.726.03.040.6(8.9226.115.0360037.0222904(22mgvgvdlwh）直三弯三逆闸滤

水泵产生的压头HP，应能将水量Q排送sdHH这么高,为此除sdHH之外，，还必须付出克服管路阻力的损失水头hw和保证排量Q所必要的速度水头gv22，即：

)(4.878.138.926.15.568222mhgvHHHwsdP

***查水泵样本，选择扬程为？（m）的泵。