[院校专业] 汽车-流体管路优化设计

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第八讲
管路盘算
Chapter 8 Calculation of Fluid Fabsent from|defect in ...|empty of|in the absnece of Pipes
38fcebbede29eef22f0ffebe5286166601:训练题8-1,8-3
一. 概述
计算根据: 1. 持续性方程; 2. 伯努利方程 3. 阻力损失计算式
简略管路:不分支与汇合 庞杂管路:有分支与会合
对个别的管路设计,管径要依据流量 巨细而断定,管径确实定是一个优化问 题。 总用度
费 用 操作费
装备费
u
uopt
普通情形下,液体流速取1~3m/s,气体 流速取10~30m/s。
二. 简单管路
ms0
ms1 ms2 特色: 1. 流经各管段的品质流量相 同,若流体不成紧缩,则各管 段的体积流量也雷同。
ms 0  ms1  ms 2
若ρ必定,则:
Vs 0  Vs1  Vs 2
2. 全部管路的阻力丧失为各管段 损掉之和,方钢管理论重量表
hf  hf 1  hf 2     hf i
常见题目:
1. 操纵型问题: 已知管径、管长(含管件确当量长度) 和流量,求输送所需总压头或输送机 械的功率,无缝管理论重量表。 2. 设计型问题: 已知输送体系可供给的总压头,求已 定管路的输送量,或输送一定流量的 管径。
例题: 自来水塔将水送至车间,1 输送管路采用Ф114× 4mm的钢管,管路总长 为190m(包含管件与阀门 的当量长度,但不包括进、 出口损失)。水塔内水面 保持恒定,并高于出水口 15m。设水温为12℃ , 试求管路的出水量(m3/h)。
1
15m 2 2
解: 拔取塔内水面为1-1 截面,出口内侧为2 -2截面,钢材理论重量表。以管路出 口核心为基准面。列 伯努利方程有:
2
1
1
15m 2 2
p1 u1 p2 u2   Z1    Z2   hf   g 2 g   g 2 g
2
l  le u 2 u2  hf    d  2  g    2  g
2 2
此中:
Z1  15m Z 2  0 u1  0 p1  p2  pa   0.5
1
1
15m 2 2
代进数据并收拾,有:
2  g  Z1 2  9.81 15 294 .3 u2    l  le 190   1792    1.5  1.5  1  0.106 d
式中,
e d  u2   e   f ( Re , )  f ( , ) d  d
上面两式中,含有两个未知数 λ 和 u2 , 因为 λ 的求解依附于Re,而Re又是 u2 的函数,故需采取试差求解。 此题中,原始数据为:水的密度跟粘 度分辨为:
  1000 kg / m
3
  1.236 10 Pa  s
3
管壁的相对毛糙度为:e  0.2mm e 0.2 3   1.89 10 d 106 进行试算,有:
λ0 u2 Re e/d λ1
第一次 0.02 2.81 2.4× 105 1.89× 10-3 0.024 第二次 0.024 2.58 2.2× 105 1.89× 10-3 0.024
因为两次计算的 λ 值基原形同,故 u2 =2.58m/s 。于是,输水量为:
 2 3 3 V  u2   d  0.0228 m / s  81.9m / h 4
例题: 15℃ 的水以0.0567m3/s的流率流过一 根当量长度为122m的润滑程度管道。 已知总压降为1.03×105Pa,试求管道 的直径。
解: 在管的进、出口截面间列伯努利方 程,有:
p1 u1 p2 u2   Z1    Z2   hf   g 2 g   g
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