能衡算式應(yīng)用層流時(shí)機(jī)械能損失_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

用泵將堿液池的堿液輸送至吸收塔頂,經(jīng)噴咀噴出,泵的進(jìn)口管為108×4.5mm的鋼管,流速為1.5m/s,出口管為76×2.5mm,儲(chǔ)液池堿液深度1.5m,池底至噴咀的垂直距離20m,流動(dòng)阻力損失30J/kg,噴咀處表壓0.3kgf/cm2,堿液密度ρ=1100kg/m3,泵的效率為65%。求:泵的功率為多少kw?應(yīng)用舉例1、確定輸送設(shè)備的功率P解:選定兩截面如圖1-1與2-2,以池底為基準(zhǔn)面,在截面1-1與2-2之間列柏努利方程式求得:Ws=242.4J/kg由連續(xù)性方程,得:將已知條件代入方程:

泵的功率為:

如圖是生產(chǎn)中常見(jiàn)的利用設(shè)備位置的相對(duì)高差來(lái)輸送流體。若已知高差,可求得流量或流速;反之,若要求達(dá)到某一流量或流速,可求應(yīng)有多少的高差。例:已知z1-z2=6.2m∑Wf1-2=58.8J/kgd為114×4mm求:流量qv(m3/h)2、確定管內(nèi)流體流量(或流速)解:以2-2截面的軸中心為基準(zhǔn),在1-1與2-2之間列柏努利方程式解得管內(nèi)流速:

所求流量為:(1)選取截面連續(xù)流體;兩截面均應(yīng)與流動(dòng)方向相垂直。用柏努利方程式解題時(shí)的注意事項(xiàng):(2)確定基準(zhǔn)面

基準(zhǔn)面是用以衡量位能大小的基準(zhǔn)。強(qiáng)調(diào):只要在連續(xù)穩(wěn)定的范圍內(nèi),任意兩個(gè)截面均可選用。不過(guò),為了計(jì)算方便,截面常取在輸送系統(tǒng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的相應(yīng)截面。(3)壓力

柏努利方程式中的壓力p1與p2只能同時(shí)使用表壓或絕對(duì)壓力,不能混合使用。(4)外加能量

外加能量W在上游截面一側(cè),能量損失在下游截面一側(cè)。外加能量W是對(duì)每kg流體而言的,若要計(jì)算的軸功率,需將W乘以質(zhì)量流量,再除以效率。流體流動(dòng)過(guò)程要解決的重要問(wèn)題之一:流體流動(dòng)的阻力管道內(nèi)流體流動(dòng)的阻力與能量損失本節(jié)核心內(nèi)容:分析流阻因素、計(jì)算流阻1、流體阻力產(chǎn)生的原因流體粘性--產(chǎn)生摩擦阻力的內(nèi)因湍流應(yīng)力--產(chǎn)生摩擦阻力的外因一、流體流動(dòng)阻力與范寧公式2、流體阻力的分類直管阻力損失(沿程阻力損失)

-流體流經(jīng)直管產(chǎn)生的機(jī)械能損失局部阻力損失

-流體流經(jīng)管件、閥門產(chǎn)生的機(jī)械能損失分類:按材料:鑄鐵管、鋼管、特殊鋼管、有色金屬、塑料管及橡膠管等;按加工方法:鋼管又有有縫與無(wú)縫之分;按顏色:有色金屬管又可分為紫銅管、黃銅管、鉛管及鋁管等。管子(pipe)作用:改變管道方向(彎頭);

連接支管(三通);改變管徑(變形管);堵塞管道(管堵)。螺旋接頭卡箍接頭彎頭三通變形管管件:管與管的連接部件。管件(pipefitting)截止閥(globevalve)閘閥(gatevalve)止逆閥(checkvalve):單向閥裝于管道中用以開(kāi)關(guān)管路或調(diào)節(jié)流量。閥門

(Valve)3、阻力損失計(jì)算通式-范寧公式分析流體在直徑為d,長(zhǎng)度為l的水平管內(nèi)的水平受力圓直管中的范寧公式推導(dǎo)FF

u

p1P2ld121`2`對(duì)勻速運(yùn)動(dòng),合力為零,即:

已知不可壓縮流體在水平等徑管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),柏努利方程為:

上式為流體在圓形直管流動(dòng)時(shí),阻力損失與摩擦應(yīng)力之間的一般關(guān)系式。阻力損失與流速有關(guān),將Wf表示為動(dòng)能的函數(shù),即:

范寧(Fanning)公式,λ為摩擦系數(shù)?;颍毫睿?、阻力能量損失的各種表示法-單位質(zhì)量流體流動(dòng)阻力能量損失,J/kg-單位重量流體流動(dòng)阻力能量損失,

J/N=m,也稱阻力壓頭。

-單位體積流體流動(dòng)阻力能量損失,J/m3=Pa,也稱為壓力降或壓力損失。1、管內(nèi)任取一流體柱分析其受力二、層流時(shí)的阻力損失計(jì)算阻力:內(nèi)摩擦力推動(dòng)力:凈壓力合力為零,即:對(duì)水平等徑管:2、層流的流速分布與最大流速得:積分:層流流體在圓直管內(nèi)的流速分布。當(dāng)r=0時(shí),作圖:流體在圓管內(nèi)作穩(wěn)定層流流動(dòng)時(shí),管內(nèi)(半徑區(qū)域內(nèi))各點(diǎn)的速度分布圖

推出:3、平均流速與最大流速的關(guān)系積分體積流量:平均流速:平均流速為:推出:由:流體在圓管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí),管截面上的平均流速是最大流速的二分之一。平均流速與最大流速的關(guān)系哈根-泊謖葉公式4、層流阻力損失計(jì)算式或者:2、降低流體粘度可減少阻力損失。1、流體在圓管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí),壓力降(阻力損失)與流過(guò)的距離及流速成正比、與管徑平方成反比。層流阻力損失計(jì)算式的物理意義得:5、層流時(shí)的摩擦系數(shù)計(jì)算式比較哈根-泊謖葉公式與范寧公式層流時(shí),摩擦系數(shù)與流速反比。流體在圓直管中的流動(dòng)阻力計(jì)算通式

—范寧(Fanning)公式本節(jié)要點(diǎn)層流時(shí)的流動(dòng)阻力計(jì)算式

—哈根-泊謖葉公式本節(jié)要點(diǎn)層流時(shí)的摩擦系數(shù)計(jì)算公式層流的流速分布層流時(shí)的最大流速層流時(shí)平均流速與最大流速的關(guān)系例題.

某流體在水平串聯(lián)的兩直管1、2中穩(wěn)定流動(dòng),已知,,。今測(cè)得該流體流徑管道1與流徑管

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