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22管路特性的计算

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22人车机头排水管路特性计算(一)

管路特性方程式为

H=Hsy+ARQ2

式中：

A---管内径变化而引起阻力损失变化的系数，取 A=1；

由公式知

R=8/π2*g[Σξx/dx4+λx*lx/dx5+(Σξp+1)/dp4+λp*lp/dp5]

考虑两种情况，分别取排水管ф159*5和ф219*8。

第一种情况，取dp1=159-2*5=149mm=0.149m

式中：

λx、λp--- 吸、排水管的沿程阻力损失系数

潜水泵无吸水管

λx1=0 λp1=0.037

dx、dp---选定的 吸、排水管内径，m

dx1=0 dp1=0.149

lp---排水管实际长度，lp=250m

lx---吸水管的总长度，lx=0

Σξx、Σξp---吸、排水管路上的局部阻力损失系数之和。

Σξp=7*0.294+1*0.26+1*1.5+6*0.294*30/90+2*0.1

=4.606

(7个90。弯头，1个闸阀，1个三通，6个30。弯头，2个收缩管)

解得 R=11370s2/m5=8.773*10-4h2/m5

管路特性方程分别为

H=Hsy+RQ2=20.5+8.77*10-4Q2

（现水泵斜长为60m，坡度为20。，垂高Hsy=20.5m）

水泵工况点的确定

参照水泵的流量范围，选取9个流量值，分别计算排水所需扬程，如表所列：

Q（m3/h） 0 50 100 150 200 250 300 350 400

H（m） 20.5 22.69 29.27 40.24 55.59 75.33 99.46 107.47 140.37 根据上表数据，在所选水泵特性曲线图上画出管路特性曲线，得水泵的工况点M1

工况参数为

M1 QM1=280m3/h, HM1=87.5m, ηM1=0.55

根据工况参数确定电机所需功率为

Nd=k*ρ*g* QM1* HM1/(1000*3600*ηM1*ηc)

=1.1*1020*9.8*280*87.5/(1000*3600*0.55*0.98)

=138.8kw

式中：

k---富裕系数，取1.1

ηc---传动效率，取0.98

则电机电流为

由公式N=√3*U*I*0.85，得

I=138.8*103/（1.732*660.0.85）=142.9A

第二种情况，取dp1=219-2*8=203mm=0.203m

式中：

λx、λp--- 吸、排水管的沿程阻力损失系数

潜水泵无吸水管

λx1=0. λp1=0.034

dx、dp---选定的 吸、排水管内径，m

dx1=0 dp1=0.203

lp---排水管实际长度，lp=250m

lx---吸水管的总长度，lx=0

Σξx、Σξp---吸、排水管路上的局部阻力损失系数之和。

Σξp=7*0.294+1*0.26+1*1.5+6*0.294*30/90+2*0.1

=4.606

(7个90。弯头，1个闸阀，1个三通，6个30。弯头，2个收缩管)

解得 R=2314.8s2/m5=1.786*10-4h2/m5

管路特性方程分别为

H=Hsy+RQ2=20.5+1.786*10-4Q2 （现水泵斜长为60m，坡度为20。，垂高Hsy=20.5m）

水泵工况点的确定

参照水泵的流量范围，选取8个流量值，分别计算排水所需扬程，如表所列：

Q（m3/h） 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

H（m） 20.5 20.95 22.3 24.5 27.6 31.7 36.6 42.4 49.1 56.7 65.2 74.5

根据上表数据，在所选水泵特性曲线图上画出管路特性曲线，得水泵的工况点M2

工况参数为

M2 QM2=520m3/h, HM2=56m, ηM2=0.72

根据工况参数确定电机所需功率为

Nd=k*ρ*g* QM1* HM1/(1000*3600*ηM1*ηc)

=1.1*1020*9.8*520*66.5/(1000*3600*0.72*0.98)

=150kw

式中：

k---富裕系数，取1.1

ηc---传动效率，取0.98

则电机电流为

由公式N=√3*U*I*0.85，得

I=150*103/（1.732*660.0.85）=154.4A

22人车机头排水管路特性计算（二）

管路特性方程式为

H=Hsy+ARQ2

式中：

A---管内径变化而引起阻力损失变化的系数，取 A=1；

由公式知

R=8/π2*g[Σξx/dx4+λx*lx/dx5+(Σξp+1)/dp4+λp*lp/dp5]

考虑两种情况，分别取排水管ф159*5和ф219*8。

第一种情况，利用一趟150米6寸钢管和一趟200米12寸钢管串联排水，分别取dp1=159-2*5=149mm=0.149m

dp2=325-2*12=301mm=0.301m

式中：

λx、λp--- 吸、排水管的沿程阻力损失系数

潜水泵无吸水管

λx1=0 λp1=0.037 λp2=0.03

dx、dp---选定的 吸、排水管内径，m

dx1=0 dp1=0.149 dp2=0.301

lp---排水管实际长度，lp=350m

lp1=150m lp2=200m

lx---吸水管的总长度，lx=0

Σξx、Σξp---吸、排水管路上的局部阻力损失系数之和。

Σξp1=1*0.26+6*0.294*30/90+1*0.1+1.1.7

=2.256

(1个闸阀，2个30。弯头，1个收缩管，1个扩大管)

Σξp2=10*0.294+6*0.294*30/90+1*0.1

=3.628

(10个90。弯头，6个30。弯头，1个收缩管)

解得 R=7051.68s2/m5=5.44*10-4h2/m5

管路特性方程分别为

H=Hsy+RQ2=50+5.44*10-4Q2

（现水泵斜长为150m，坡度为20。，垂高Hsy=50m）

水泵工况点的确定

参照水泵的流量范围，选取9个流量值，分别计算排水所需扬程，如表所列：

Q（m3/h） 0 50 100 150 200 250 300 350 400

H（m） 50 51.36 55.44 62.24 71.76 84 98.96 116.64 137.04

根据上表数据，在所选水泵特性曲线图上画出管路特性曲线，得水泵的工况点M1

工况参数为

M1 QM1=270m3/h, HM1=89.3m, ηM1=0.53

根据工况参数确定电机所需功率为

Nd=k*ρ*g* QM1* HM1/(1000*3600*ηM1*ηc)

=1.1*1020*9.8*270*89.3/(1000*3600*0.53*0.98)

=141.8kw

式中：

k---富裕系数，取1.1

ηc---传动效率，取0.98

则电机电流为

由公式N=√3*U*I*0.85，得

I=141.8*103/（1.732*660*0.85）=146A

第二种情况，利用一趟200米8寸钢管和一趟150米12寸钢管串联排水，分别取dp1=219-2*8=149mm=0.203m

dp2=325-2*12=301mm=0.301m

式中：

λx、λp--- 吸、排水管的沿程阻力损失系数

潜水泵无吸水管

λx1=0 λp1=0.034 λp2=0.03

dx、dp---选定的 吸、排水管内径，m

dx1=0 dp1=0.203 dp2=0.301

lp---排水管实际长度，lp=350m

lp1=150m lp2=200m

lx---吸水管的总长度，lx=0 Σξx、Σξp---吸、排水管路上的局部阻力损失系数之和。

Σξp1=1*0.26+6*0.294*30/90+1*0.1+1.1.7

=2.256

(1个闸阀，2个30。弯头，1个收缩管，1个扩大管)

Σξp2=10*0.294+6*0.294*30/90+1*0.1

=3.628

(10个90。弯头，6个30。弯头，1个收缩管)

解得 R=1989.4s2/m5=1.535*10-4h2/m5

管路特性方程分别为

H=Hsy+RQ2=50+1.535*10-4Q2

（现水泵斜长为150m，坡度为20。，垂高Hsy=50m）

水泵工况点的确定

参照水泵的流量范围，选取8个流量值，分别计算排水所需扬程，如表所列：

Q（m3/h） 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

H（m） 50 50.38 51.54 53.45 56.14 59.6 63.8 68.8 74.56 81.08 88.38

根据上表数据，在所选水泵特性曲线图上画出管路特性曲线，得水泵的工况点M2

工况参数为

M2 QM2=420m3/h, HM2=77m, ηM2=0.72

根据工况参数确定电机所需功率为

Nd=k*ρ*g* QM1* HM1/(1000*3600*ηM1*ηc)

=1.1*1020*9.8*420*77/(1000*3600*0.72*0.98)

=140kw

式中：

k---富裕系数，取1.1

ηc---传动效率，取0.98

则电机电流为

由公式N=√3*U*I*0.85，得

I=140*103/（1.732*660*0.85）=144A

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化工原理

化工原理

 某输水管路系统中，离心泵在转速为n＝2900r/min时的特性曲线方程为H＝25－5qv2，管路特性为H＝10＋kqv2，qv的单位为m3/min。试求：（1）k=2.5时工作点流量qvA与扬程HA;（2）阀门关小到k΄＝5.0时的工作点流量qvB;（3）对于流量qvB，因阀门开度由k＝2.5关小到k΄＝5.0,管路阻力损失增加了多少？（4）若不用改变阀门开度而用改变转速，使流量从qvA调到qvB，试求转速应调到多少？

 解：1）已知n＝2900r/min时，离心泵的特性方程为H＝25－5qv2

 k=2.5时，管路特性方程为H＝10＋kqv2＝10＋2.5 qv2

 两式联立求解得工作点A的流量为qvA=1.41m3/min 扬程HA＝15m

 2）k΄=5.0时，管路特性方程为H＝10＋k΄qv2＝10＋5 qv2

 此式与H＝25－5qv2联立求解得qvB=1.22m3/min 扬程HB＝17.5m

 3）当qvC＝qvB=1.22m3/min 扬程HC＝10+2.5 qvC2=13.75m

 增加的阻力损失为HB－HC=17.5－13.75＝3.75m

 4）改变泵的转速，由比例定律知

 qvc/qvD=nc/nD， Hc/HD=(nc/nD)2

 联立两式得HC/qvC2= HD/qvD2=K=常数

 离心泵在不同转速下的等效率方程为H＝Kqv2

 K= HC/qvC2=13.75/1.5=9.2

 过C点的等效率方程为H＝9.2qv2

 此式与H＝25－5qv2联立得qvD=1.33m3/min 扬程HD＝16.2m

 nc=nDqvc/qvD=2900×1.22/1.33=2660r/min

 (2900-2660)/2900×100%=8.3%<20%

 在比例定律适用范围内。

 如图所示，需安装一台泵，将流量45m3/h、温度20 ℃的河水输送到高位槽，高位槽水面高出河面10m，管路总长度为15m。试选一台离心泵，并确定安装高度。

水在管路中的阻力计算

水在管路中的阻力计算

水在管路中的阻力计算

1.基本概念和定义

-流体阻力：流体通过管道时受到的阻碍力，是流体流动过程中能量损失的表现。

-泊肃叶流动：当流体通过管道时，管道内流速分布均匀，流线方向与管道轴线平行。

-局部阻力：由于管道结构，如弯头、三通、突然收缩、扩大等，引起的局部阻力损失。

-摩擦阻力：由于流体分子之间的相互作用而形成的阻力，是流体通过管道的主要阻力。

2.摩擦阻力计算

摩擦阻力计算使用的基本公式是达西-魏塞尔巴赫公式（Darcy-Weisbach equation），表示为：

ΔP=f*(L/D)*(ρV²/2)

其中，ΔP是通过管道的压力损失，f是摩擦系数，L是管道长度，D是管道直径，ρ是水的密度，V是流速。

摩擦系数f是根据管道壁面粗糙度、雷诺数和所处区域的实验数据确定的。常用的计算f的公式包括：

- 汉密尔顿公式：f = 0.4/((log10((ε/D)/3.7))^2)，适用于光滑管壁。 - 罗特金-普拉特公式：f = 0.11/((log10((ε/D)/1.5) +

(1/3.7))^2)，适用于一般商业钢管。

3.局部阻力计算

局部阻力损失的计算需要结合具体的管道结构和特性，一般可以使用以下公式：

-突然扩大或收缩：ΔP=K*(V²/2)

其中，K是局部阻力系数，可以根据实验数据或经验公式查表获得。

-管道弯头：ΔP=K*(ρV²/2)

4.阻力损失计算

-分段法：将管道分成若干段，计算每段的局部阻力和摩擦阻力，然后将其累加得到整个管道系统的阻力损失。

-等效长度法：将整个管道系统的阻力损失转化为等效长度，再根据上述的摩擦阻力公式计算出阻力损失。

5.示例计算

假设有一个水流经过长度为100m、直径为0.3m的水管。水的密度为1000kg/m³，流速为2m/s。根据公式可以计算出摩擦阻力：

ΔP=f*(L/D)*(ρV²/2)

ΔP=0.04*(100/0.3)*(1000*2²/2)

流体综合实验数据处理

流体综合实验数据处理

1 实验三实验报告

一、实验设备的主要内容：

⒈测定实验管路内流体流动的直管阻力和直管摩擦系数。

⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系曲线。

⒊在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数。

4.练习离心泵的操作。测定某型号离心泵在一定转速下，H（扬程）、N（轴功率）、（效率）与Q（流量）之间的特性曲线。

5.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。

6.了解文丘里及涡轮流量计的构造及工作原理。

7. 测定节流式流量计（文丘里）的流量标定曲线。

8. 测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C的关系。

二、设备的主要技术数据：

（1）流体阻力：

1. 被测直管段：

光滑管管径d—0.0080(m) 管长L—1.70(m) 材料：不锈钢

粗糙管管径d—0.010(m) 管长L—1.70(m) 材料：不锈钢

2. 玻璃转子流量计：

型 号 测量范围 精度

LZB—25 100~1000（L/h） 1.5

LZB—10 10~100（L/h） 2.5

3. 压差传感器：

型号：LXWY 测量范围：200 Kpa

4. 数显表：

型号：501 测量范围：0~200Kpa

5. 离心泵：

型号：WB70/055 流量：20—200（1／h） 扬程：19—13.5(m)

电机功率：550（W） 电流：1.35(A) 电压：380（V）

（2）流量计测量：

涡轮流量计：(单位：M3/h)

文丘里流量计 文丘里喉径：0.020m 实验管路管径：0.045m，

（3）离心泵

(1)离心泵 流量Q=4m3/h ，扬程H=8m ，轴功率N=168w

(2)真空表测压位置管内径d1=0.025m

(3)压强表测压位置管内径d2=0.045m

(4)真空表与压强表测压口之间的垂直距离h0=0.355m

(5)电机效率为60%

1.流量测量：涡轮流量计

冰箱管路配比计算公式

冰箱管路配比计算公式

冰箱管路配比计算公式

在冰箱的制冷系统中，管路配比计算是非常重要的一环。合理的管路配比可以保证制冷系统的正常运行，提高制冷效率，延长设备的使用寿命。本文将介绍冰箱管路配比计算公式及其相关知识。

1. 管路配比的重要性。

管路配比是指在冰箱制冷系统中，不同管路的直径和长度之间的比例关系。合理的管路配比可以保证制冷剂在管路中的流动速度和压力，从而提高制冷效率，减少能耗，延长设备寿命。如果管路配比不合理，可能会导致制冷剂流动不畅，产生过大的压力损失，甚至引起管路堵塞，严重影响制冷效果。

2. 管路配比的计算方法。

在冰箱制冷系统中，管路配比的计算通常采用雷诺数和弗鲁德数来进行。雷诺数是描述流体流动状态的无量纲参数，可以用来判断流动的稳定性；弗鲁德数是描述流体在管路中的流动特性的无量纲参数，可以用来判断流体的流速和管路的几何形状之间的关系。

管路配比的计算公式如下：

\[ \frac{D_1}{D_2} = \sqrt{\frac{L_1}{L_2}} \times \sqrt{\frac{\rho_1}{\rho_2}}

\times \sqrt{\frac{\mu_1}{\mu_2}} \]

其中，\( D_1 \) 和 \( D_2 \) 分别为两条管路的直径，\( L_1 \) 和 \( L_2 \) 分别为两条管路的长度，\( \rho_1 \) 和 \( \rho_2 \) 分别为两种制冷剂的密度，\( \mu_1 \) 和

\( \mu_2 \) 分别为两种制冷剂的动力粘度。

3. 管路配比的实际应用。 在实际的冰箱制冷系统中，管路配比的计算需要考虑多种因素，如制冷剂的种类、流量、温度、压力等。通常情况下，可以根据实际情况选择合适的管路配比计算方法，如使用计算软件进行模拟分析，或者进行实验验证。

在进行管路配比计算时，需要注意以下几点：

确定制冷剂的种类和性质，如密度、动力粘度等；

流量和压力的测量和计算；