第章第章 流体流动流体流动一、阻一、阻力计算例题力计算例题第四节第四节 流体流动阻力计算流体流动阻力计算2021/8/51例1:求以下三种情况下输送求以下三种情况下输送20的水的直管阻力的水的直管阻力:(1)(1)管管子子45452.5mm2.5mm，管长管长100m,100m,输水量为输水量为0.06kg/s0.06kg/s。（2 2）管子管子45452.5mm2.5mm，管长管长50m,50m,输水量为输水量为1.8kg/s1.8kg/s。（3 3）有一壳内径为）有一壳内径为800mm800mm，内装，内装371371根根2m2m长的长的25252.5mm2.5mm钢管的列管换热器，壳内水流量为钢管的列管换热器，壳内水流量为0.32m0.32m3 3/s/s。. .设管子的粗糙度设管子的粗糙度=0.2mm=0.2mm， 20水水=1000kg/m=1000kg/m3 3， =10=10-3-3papa. .s s2021/8/52解：（解：（1） 属层流，则属层流，则 2021/8/53（）（） 属层流，且属层流，且查图得查图得 2021/8/54（）非圆形直管，应采用当量直径（）非圆形直管，应采用当量直径 查图得查图得 2021/8/55 例例2：溶溶剂剂由由敞敞开开的的高高位位槽槽流流入入吸吸收收塔塔。进进液液处处塔塔内内压压强强0.02MPa（表表压压），输输送送管管道道为为 383mm 的的无无缝缝钢钢管管，总总长长8m，这这壁壁绝绝对对粗粗糙糙度度为为0.3mm ,这这路路上上有有90度度的的标标准准弯弯头头两两个个，180度度回回弯弯度度1个个，球球心心阀阀（全全开开）一一个个。为为使使3m3/h的的流流量量流流入入塔塔内内，问问高高位位槽槽应应放放置置高高度度为为多多少少？已已知知操作温度下密度为操作温度下密度为861kg/m3，粒度为，粒度为6.43104Pa.S.2021/8/562021/8/57 解解：取取管管出出口口处处平平面面为为基基准准面面，高高位位槽槽面面11和和管管出出口口内内截截面面22间间列列柏柏努努利利方方程程式式，其其中中P1 为为零零（表表压压强强），P2为为0.02MPa（表压强），（表压强），z1=h z2=0 u1=02021/8/58查查图图得得：0.038 再再查查有有关关管管件件的的局局部部阻阻力力系数。系数。 进口突然收缩进口突然收缩 90度标准弯头度标准弯头 180度回弯头度回弯头 球心阀（全开）球心阀（全开）2021/8/592021/8/510 例3 用泵把20的苯从地下储罐送到高位槽，流量为300 l/min。高位槽液面比储罐液面高10m。泵吸入管路用894mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀（可粗略的按旋启式止回阀全开时计）、一个标准弯头；泵排出管用573.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀、一个全开的截止阀和三个标准弯头。储罐及高位槽液面上方均为大气压。设储罐液面维持恒定。试求泵的轴功率试求泵的轴功率。设泵的效率为70%。2021/8/5112021/8/512解：解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2， 并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。式中：（1）吸入管路上的能量损失2021/8/513式中管件、阀门的当量长度为管件、阀门的当量长度为： 底阀(按旋转式止回阀全开时计） 6.3m 标准弯头 2.7m 进口阻力系数 c=0.52021/8/514苯的密度为880kg/m3，粘度为6.510-4Pas取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/81=0.0037， 查得=0.0292021/8/515（2）排出管路上的能量损失）排出管路上的能量损失 hf,b式中:管件、阀门的当量长度分别为：全开的闸阀 0.33m全开的截止阀 17m三个标准弯头 1.63=4.8 m2021/8/516出口阻力系数 e=1仍取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/50=0.006，查得=0.03132021/8/517（3）管路系统的总能量损失）管路系统的总能量损失:苯的质量流量为：泵的有效功率为：泵的轴功率为：2021/8/518简单管路计算简单管路计算 例：一管路总长为70m，要求输水量30m3/h，输送过程的允许压头损失为4.5m水柱，求管径。已知水的密度为1000kg/m3，粘度为1.010-3Pas，钢管的绝对粗糙度为0.2mm。分析：求d求u试差法u、d、未知2021/8/519设初值求出d、u比较计与初值是否接近是否修正2021/8/520解：解：根据已知条件 u、d、均未知，用试差法，值的变化范围较小，以为试差变量 假设=0.0252021/8/521解得：d=0.074m，u=1.933m/s查图得：与初设值不同，用此值重新计算解得：2021/8/522查图得：与初设值相同。计算结果为：按 管 道 产 品 的 规 格 ， 可 以 选 用 3英 寸 管 ， 尺 寸 为88.54mm内径为80.5mm。此管可满足要求，且压头损失不会超过4.5mH2O。2021/8/523部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！