新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院在線開放課程建設(shè)項(xiàng)目化工單元操作技術(shù)院校及系部：新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講人：孫慶國厚德·篤行·博學(xué)·強(qiáng)技職

稱：助教自治區(qū)第二批優(yōu)質(zhì)高等職業(yè)院校建設(shè)項(xiàng)目學(xué)校目錄CONTENTS新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院在線開放課程建設(shè)項(xiàng)目XINJIANGYINYONGZHIYEJISHUXUEYUANZAIXIANKAIFANGKECHENGJIANSHEXIANGMU項(xiàng)目一流體輸送技術(shù)項(xiàng)目二傳熱技術(shù)項(xiàng)目三非均相物系分離技術(shù)項(xiàng)目四蒸發(fā)技術(shù)流體輸送技術(shù)項(xiàng)目一1.1認(rèn)識流體輸送管路1.2計(jì)算管路中流體的參數(shù)1.3認(rèn)識管路中的阻力1.7測定流體輸送過程中的參數(shù)1.4選擇流體輸送方式與相關(guān)計(jì)算1.5選用液體輸送機(jī)械1.6選用氣體輸送機(jī)械教學(xué)目標(biāo)1.具有計(jì)算直管阻力與局部阻力的能力。2.具有計(jì)算流體流動過程中總阻力的能力。能力目標(biāo)1.掌握流體的直管阻力與局部阻力的計(jì)算；2.掌握流體流動過程總阻力的計(jì)算。知識目標(biāo)

1.培養(yǎng)誠實(shí)守信、團(tuán)結(jié)協(xié)作、愛崗敬業(yè)精神；

2.培養(yǎng)安全、環(huán)保、健康生產(chǎn)意識；

3.培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力；

4.創(chuàng)新能力培養(yǎng)等。

素質(zhì)目標(biāo)4子任務(wù)2計(jì)算流體阻力1.3認(rèn)識管路中的阻力5

子任務(wù)2計(jì)算流體阻力

阻力產(chǎn)生的原因，確定了影響阻力大小的因素主要包括管路的長度、流體的流速或運(yùn)動狀態(tài)、管路的特性（管路的粗糙程度、管路的直徑等）等，采用相應(yīng)的計(jì)算方法分別計(jì)算直管阻力與局部阻力，兩者之和為整個(gè)管路的總阻力。

1.3認(rèn)識管路中的阻力6

1.3認(rèn)識管路中的阻力7

1.3認(rèn)識管路中的阻力8

2.管壁粗糙程度

工業(yè)生產(chǎn)上所使用的管道，按其材料的性質(zhì)和加工情況，大致可分為光滑管(Smoothpipes)與粗糙管(Roughnesspipes)。

通常把玻璃管、銅管、鉛管和塑料管等列為光滑管，把鋼管和鑄鐵管等列為粗糙管。

實(shí)際上，即使是同一種材質(zhì)的管子，由于使用時(shí)間的長短與腐蝕結(jié)垢的程度不同，管壁的粗糙度也會發(fā)生很大的變化。1.3認(rèn)識管路中的阻力9

絕對粗糙度

絕對粗糙度是管道壁面凸出部分的平均高度，以ε表示。1.3認(rèn)識管路中的阻力10

絕對粗糙度

1.3認(rèn)識管路中的阻力11

1.3認(rèn)識管路中的阻力12

1.3認(rèn)識管路中的阻力13

1.3認(rèn)識管路中的阻力14

②湍流時(shí)摩擦系數(shù)

1.3認(rèn)識管路中的阻力15

管流摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)及相對粗糙度的關(guān)系1.3認(rèn)識管路中的阻力16

1.3認(rèn)識管路中的阻力17

1.3認(rèn)識管路中的阻力18

1.3認(rèn)識管路中的阻力19

歸納與總結(jié)流動狀態(tài)Reλ阻力與流速的關(guān)系層流區(qū)Re<2000過渡區(qū)2000<Re<4000

湍流區(qū)Re>4000完全湍流區(qū)Re>Recλ、Re、ε/d之間的關(guān)系1.3認(rèn)識管路中的阻力20

二、局部阻力

局部阻力(formfriction)是流體流經(jīng)管路中的管件、閥門、流量計(jì)及截面的突然擴(kuò)大和突然縮小等局部地方所產(chǎn)生的阻力。

1.3認(rèn)識管路中的阻力21

二、局部阻力

流體在管路的進(jìn)口、出口、彎頭、閥門、突然擴(kuò)大、突然縮小或流量計(jì)等局部流過時(shí)，必然發(fā)生流體的流速大小和方向的變化，流動受到干擾、沖擊，產(chǎn)生旋渦并加劇湍動或產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，加劇了能量消耗，使流動阻力顯著增加。1.3認(rèn)識管路中的阻力22

二、局部阻力

局部阻力一般有兩種計(jì)算方法，即阻力系數(shù)法和當(dāng)量長度法。1.3認(rèn)識管路中的阻力23

或管件與閥門的局部阻力亦可仿照寫成如下形式：在湍流流動情況下，某些管件與閥門的當(dāng)量長度可由圖的共線圖查得。1.當(dāng)量長度法1.3認(rèn)識管路中的阻力24

1.3認(rèn)識管路中的阻力25

1.3認(rèn)識管路中的阻力26

1.3認(rèn)識管路中的阻力27

1.3認(rèn)識管路中的阻力28

管路系統(tǒng)中的總阻力，應(yīng)包括直管中的摩擦阻力、突然擴(kuò)大、突然縮小以及管件與閥門的局部阻力，其計(jì)算通式可寫為：

局部阻力直管阻力三、流體在管路中的總阻力1.3認(rèn)識管路中的阻力29

1.3認(rèn)識管路中的阻力30

總阻力的表示方法除了以能量形式表示外，還可以用壓頭損失Hf（1N流體的流動阻力，m）及壓力降Δpf（1m3流體流動時(shí)的流動阻力，m）表示。它們之間的關(guān)系為：hf=HfgΔpf

=ρhf

=ρHfg1.3認(rèn)識管路中的阻力31

降低流動系統(tǒng)能量損失的途徑1.管路盡可能短些，盡量走直線、少拐彎，也就是盡量減小L值；

2.盡量不裝不必要的管件和閥門等,即盡量減小ΣLe值；1.3認(rèn)識管路中的阻力32

四、管路計(jì)算

管路計(jì)算按配管情況可分為簡單管路和復(fù)雜管路，后者又可分為分支管路和并聯(lián)管路。簡單管路復(fù)雜管路管路分類直徑不變異徑管串聯(lián)分支管路并聯(lián)管路1.3認(rèn)識管路中的阻力33

在定態(tài)流動時(shí),其基本特點(diǎn)為：①流體通過各管段的質(zhì)量流量不變，對于不可壓縮流體，則體積流量也不變，即

qvS1=qvS2=qvS3

②整個(gè)管路的總能量損失等于各段能量損失之和，即：

∑hf=hf1+hf2+hf3

（1）簡單管路

簡單管路是指流體從入口至出口是在一條管路(管徑可以相同，也可以不同)中流動，中間沒有出現(xiàn)分支或匯總情況。1.3認(rèn)識管路中的阻力34

（2）復(fù)雜管路

并聯(lián)管路主要包括分支、匯合和并聯(lián)管路。流體分流后不再匯合稱為分支管路，分流的管路重新回到一個(gè)管路稱為匯合管路，流體分流以后又匯合在一起，稱為并聯(lián)管路。1.3認(rèn)識管路中的阻力35

分支管路與匯合管路特點(diǎn)：

①總管流量等于各支管流量之和，對于不可壓縮性流體。

②雖然各支管的流量不等，但在分支點(diǎn)的總機(jī)械能為一定值，表明流體在各支管流動終了時(shí)的總機(jī)械能與能量損失之和必相等。

1.3認(rèn)識管路中的阻力36

并聯(lián)管路特點(diǎn)：

①對于不可壓縮性流體，主管中的流量為并聯(lián)的各支管流量之和。

②并聯(lián)管路中各支管的能量損失均相等。

注意：計(jì)算并聯(lián)管路阻力時(shí)，可任選一根支管計(jì)算，而絕不能將各支管阻力加和在一起作為并聯(lián)管路的阻力。1.3認(rèn)識管路中的阻力37

1.3認(rèn)識管路中的阻力38

1.3認(rèn)識管路中的阻力39

分別計(jì)算下列情況下，流體流過φ76×3mm、長10m的水平鋼管的能量損失、壓頭損失及壓力損失。（1）密度為910kg/m3、粘度為72cP的前餾分，流速為1.1m/s；（2）20℃的水，流速為2.2m/s。1.3認(rèn)識管路中的阻力40

1.3認(rèn)識管路中的阻力41

1.3認(rèn)識管路中的阻力42

在一φ108×4mm、長20m的鋼管中輸送油品。已知該油品的密度為900kg/m3，黏度為