第五節(jié)管路計(jì)算一二三管路分類復(fù)雜管路簡(jiǎn)單管路四可壓縮流體的管路計(jì)算（自學(xué)）

兩容器內(nèi)壓力近似相等例1-11.計(jì)算流體所需的外加功率解:取苯的液面為1-1截面（基準(zhǔn)面），高位槽液面為2-2截面。20℃苯1110m２

二、簡(jiǎn)單管路

20℃苯1110m２二、簡(jiǎn)單管路二、簡(jiǎn)單管路

λ

二、簡(jiǎn)單管路二、簡(jiǎn)單管路

泵后：

m·s-1

泵的有效功率為：

二、簡(jiǎn)單管路例1-12.計(jì)算管徑已知：污水通過鋼筋混凝土管排放到海面以下30m處。l=1600m，Vs=6m3·s-1，ρ海=1040kg·m-3，蓄水池的水面超過海平面5m，管路上一個(gè)全開閘閥，ε=2mm，求：d=？m污水溫度20℃ρ=

1000kg·m-3μ=1.00mPa·s二、簡(jiǎn)單管路二、簡(jiǎn)單管路解：查表1-2ζ閘閥（全開）＝0.17，ζ入口＝0.5，ζ出口＝1.0選蓄水池水面為截面1-1，管出口為截面2-2，海平面為基準(zhǔn)面。

長(zhǎng)距離輸送時(shí)動(dòng)能項(xiàng)常忽略不計(jì)二、簡(jiǎn)單管路

二、簡(jiǎn)單管路

驗(yàn)算：

，小于設(shè)定值

二、簡(jiǎn)單管路

閥門關(guān)小，管內(nèi)流量減小3.操作型問題

1-1，A-A面間列機(jī)械能衡算方程式：基準(zhǔn)面1212

AB解:1-1，2-2面間列機(jī)械能衡算方程式：二、簡(jiǎn)單管路

B-B面，2-2面間列機(jī)械能衡算方程式：思考：若閥門開大又如何？

1212

AB二、簡(jiǎn)單管路

解：因流體為氣體（可壓縮流體），故首先應(yīng)計(jì)算壓強(qiáng)變化，如在20%以內(nèi)可按不可壓縮流體計(jì)算。求：Vs=？1122p=186mmH2O測(cè)壓孔后80m直管，4個(gè)90o彎頭p=120mmH2O二、簡(jiǎn)單管路選測(cè)壓口處為1-1截面，管出口內(nèi)側(cè)為2-2截面，出口管中心線為基準(zhǔn)。1122p=186mmH2Op=120mmH2O二、簡(jiǎn)單管路

二、簡(jiǎn)單管路

代入上式，得

試差法：空氣的平均壓強(qiáng):

二、簡(jiǎn)單管路

驗(yàn)證：

二、簡(jiǎn)單管路

三、復(fù)雜管路1.并聯(lián)管路（1）總管流量等于并聯(lián)各支管流量之和，對(duì)不可壓縮均質(zhì)流體，則有

（2）并聯(lián)各支管的阻力損失相等同時(shí)等于總阻力損失，即推導(dǎo)：

故：

三、復(fù)雜管路A點(diǎn)單位質(zhì)量流體具有能量（2）并聯(lián)各支管的阻力損失相等同時(shí)等于總阻力損失，即三、復(fù)雜管路能量不會(huì)憑空產(chǎn)生和消失，根據(jù)能量守恒定律總阻力損失不應(yīng)該等于各支管阻力損失之和嗎？為什么和支管阻力相等？

（2）并聯(lián)各支管的阻力損失相等同時(shí)等于總阻力損失，即三、復(fù)雜管路

單位質(zhì)量流體通過流動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能損失，簡(jiǎn)稱阻力損失。并聯(lián)各支管總阻力損失和支管阻力損失相等而非總能量損失和支管能量損失相等不違背能量守恒定律總能量損失和各支管能量損失有什么關(guān)系？（2）并聯(lián)各支管的阻力損失相等同時(shí)等于總阻力損失，即三、復(fù)雜管路

總能量損失等于各支管能量損失之和，但總阻力損失等于各支管阻力損失,總壓頭損失等于各支管壓頭損失。

（2）并聯(lián)各支管的阻力損失相等同時(shí)等于總阻力損失，即即：三、復(fù)雜管路

由于：

（2）并聯(lián)各支管的阻力損失相等同時(shí)等于總阻力損失，即三、復(fù)雜管路

可知流量和管徑成正比、和管長(zhǎng)成反比長(zhǎng)而細(xì)的支管通過的流量小短而粗的支管則流量大注意：計(jì)算系統(tǒng)管路阻力損失時(shí)，僅取其中一支路阻力損失計(jì)算即可，不可相加。

即（1）總管流量等于各支管流量之和，對(duì)不可壓縮均質(zhì)流體，則有

三、復(fù)雜管路2.分支、匯合管路（2）在分支點(diǎn)（或匯合點(diǎn)）處將其分為若干個(gè)簡(jiǎn)單管路，對(duì)于每一段簡(jiǎn)單管路，機(jī)械能衡算方程仍然成立。

三、復(fù)雜管路復(fù)雜管路的常見問題：①已知管路布置和輸送任務(wù)，求輸送所需的總壓頭或功率；②已知管路布置和提供的壓頭，求流量的分配或已知流量分配，求管徑的大小。

三、復(fù)雜管路

管路上閥全開，管路壓頭損失A-B為2m液柱；B-C為6m液柱；C-D為5m液柱。另一路送到設(shè)備二的中部，最大流量為6400kg·h-1一路到達(dá)設(shè)備一的頂部，最大流量為10800kg·h-1已知條件：40℃粗汽油ρ=710kg·m-3例1-15分支管路的設(shè)計(jì)型問題三、復(fù)雜管路對(duì)于此類分支管路的設(shè)計(jì)型問題，應(yīng)分別計(jì)算各支路所需壓頭，對(duì)比，選取其中最大的壓頭作為計(jì)算輸送功率依據(jù)，而不是兩個(gè)支路所需壓頭之和，因?yàn)橛懻摰氖菈侯^--單位重量流體所具有的能量）。三、復(fù)雜管路

分析：

三、復(fù)雜管路

在BC段列伯努利方程

在BD段列伯努利方程

在AB段列伯努利方程解：忽略動(dòng)能項(xiàng)，以地面為基準(zhǔn)水平面，確定三通處B所需的最大壓頭值。

三、復(fù)雜管路

在貯罐內(nèi)液面A-A和三通B處列機(jī)械能衡算式：

三、復(fù)雜管路

泵所需功率：

討論：題中其它數(shù)據(jù)不變，現(xiàn)將一臺(tái)泵改為兩臺(tái)泵和兩條管路送液行嗎？三、復(fù)雜管路

對(duì)A設(shè)備：

對(duì)B設(shè)備：

總功率：

三、復(fù)雜管路例1-16操作型問題分析

1212

ABk1k2k3三、復(fù)雜管路

1212

ABk1k2k3

三、復(fù)雜管路

1212

ABk1k2k3三、復(fù)雜管路

0102Nk1k2Mk20m10m

三、復(fù)雜管路解:（1）求支管2中的流量:三、復(fù)雜管路

在0-0與1-1面間列衡算式

0102Nk1k2Mk20m10m三、復(fù)雜管路0102Nk1k2Mk20m10m

(2)閥門k2全開時(shí),求支管1是否有水流出？三、復(fù)雜管路0102Nk1k2Mk20m10m

則有水流出，反之則無水流出

在0-0與2-2面間列衡算式解得

三、復(fù)雜管路0102Nk1k2Mk20m10m

由N到2-2面間列衡算式

三、復(fù)雜管路0102Nk1k2Mk20m10m

則假設(shè)正確

則假設(shè)錯(cuò)誤，需重新計(jì)算四、可壓縮流