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04 第一章 流体流动3.pptx

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本课件围绕管路系统的设计与计算展开,说明管子与管径的确定原则、经济流速的选取,给出等径、串联、并联与分支管路的计算方法,并介绍测速管、孔板流量计与转子流量计的原理与使用。

化工原理「管路设计与管路计算」课件目录页,列出本章各节标题与主要知识点
管路设计 要点说明页,内容:设计型计算操作型计算主要涉及管子的选择、管径的确定和管件的选择等
管路计算 要点说明页,给定输送任务,要求设计出经济、合理的管路系统,主要指确定最经济的管径d的大小
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第1页:本章内容目录

本章目录

  • 管路计算
  • 管路设计
  • 管路计算1.7流量的测定
  • 孔板流量计
  • 转子流量计

第2页:管路设计

管路设计

管路设计内容
设计型计算操作型计算主要涉及管子的选择、管径的确定和管件的选择等
管子的选择原则
根据介质和压力确定管子的材质
规格
φA×B A表示管子外径,B表示管子壁厚,单位为mm2
管径的确定原则
根据流体的性质和流速u确定管径
由连续性方程和范宁公式
Au=常数管径d增大流速u下降Hf下降所需外加压头减小管径d减小流速u增大Hf增大所需外加压头增大gudlHf22l=

第3页:管路计算

管路计算:给定输送任务,要求设计出经济、合理的管路系统,主要指确定最经济的管径d的大小

第4页:管路计算

某些流体的适宜经济流速范围:下表列出相关数据。

某些流体的适宜经济流速范围
流体类别常用流速范围(m/s)
水及一般液体1~3
粘度较大的液体0.5~1
低压气体8~15
易燃、易爆的低压气体<8
压强较高的气体15~25
饱和水蒸汽(8大气压以下)40~60
饱和水蒸汽(3大气压以下)20~40
过热水蒸气30~50

本表据课件表 1.6-1 整理;饱和水蒸汽按压力高低分行列出,工程取值时尚需结合管路造价与动力费用综合权衡。

第5页:管路计算

管路计算:二、管路计算1。等径单管路计算已有公式:

第6页:管路计算

管路计算

  • 主要涉及以下几方面计算问题
  • (1)可直接求出Σhf(或已知Σhf)计算z、p、W、u
  • (2)已知z、p、W、u和d计算管路长度l
  • (3)已知z、p、W、l和d计算管内流速u
  • (4)已知z、p、W、u和l计算管子内径d试差计算试差法计算过程(如已知l和d计算u):假设λ的初值(一般取0.02)根据机械能衡算式求Σhf根据求u根据求Re根据求新的λ值循环计算直到满足计算精度

第7页:管路计算

管路计算:已有公式:u2u12。串联管路计算

第8页:管路计算

管路计算:。并联管路计算V1VV2ABV3(a)并联管路•总管流量等于并联各支管流量之和,对不可压缩均质流体,则有321VVVV++=并联的各支管摩擦损失相等,即ffffhhhh===321•

第9页:管路计算

管路计算

  • 长而细的支管通过的流量小,短而粗的支管则流量大。4。分支管路计算
  • •总管流量等于各支管流量之和,对不可压缩均质流体,则有V=V1+V2V2+V3=V4
  • •沿着流线,机械能衡算方程仍然成立。

第10页:流量测量

流量测量:.7流量测量一、测速管:又称皮托(Pitot)管p

第11页:流量测量

流量测量:测vmax平均速度流量Remax=ρvmaxd/μ

第12页:流量测量

第七节 流量测量:本页为「第七节 流量测量」的节标题页,正文内容以课件原图呈现。

第13页:孔板流量计

孔板流量计:二.孔板流量计结构

第14页:流量测量

流量测量:测量原理:

第15页:流量测量

第七节 流量测量:本页为「第七节 流量测量」的节标题页,正文内容以课件原图呈现。

第16页:流量测量

流量测量:影响孔流系数C0的因素:A0/A1、雷诺数Re1=du1ρ/μ、取压位置、孔口的形状、加工精度。需由实验测定。

第17页:流量测量

第七节 流量测量:本页为「第七节 流量测量」的节标题页,正文内容以课件原图呈现。

第18页:流量测量

流量测量:优点:构造简单,制造和安装都很方便缺点:机械能损失(称之为永久损失)大,当d0/d1=0.2时,永久损失约为测得压差的90%,常用的d0/d1=0.5情形下,永久损失也有75%。安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段,上游长度至少应为10d1,下游为5d1使用注意事项:

第19页:流量测量

流量测量:文丘里(Venturi)流量计收缩段锥角通常取15~25°,扩大段锥角要取得小些,一般为5~7°

第20页:流量测量

流量测量

总结
变压头流量计的特点是文丘里流量计的缺点
优点
其永久损失小,故尤其适用于低压气体的输送

第21页:转子流量计

转子流量计:三、转子流量计结构测量原理微锥形玻璃管,锥角约为4°左右转子(或称浮子),直径略小于玻璃管的内径;转子密度须大于被测流体的密度。

第22页:流量测量

流量测量:ΔpA测量原理:先按理想流体推导,此时摩擦力为零。

第23页:流量测量

流量测量:考虑到实际转子不是圆柱状、流体非理想,将上式加一校正系数,得:

第24页:流量测量

流量测量:CR

第25页:转子流量计

转子流量计:读数常需换算:使用时被测流体物性(ρ、μ)与标定用流体不同(20°C水或20°C、1atm的空气),则流量计刻度必须加以换算:转子流量计必须垂直安装,且应安装旁路以便于检修V′、ρ′实际被测流体的流量、密度;V、ρ标定用流体的流量、密度

第26页:流量测量

流量测量

优点
读取流量方便,流体阻力小,测量精确度较高,能用于腐蚀性流体的测量
缺点
玻璃管易碎,且不耐高温、高压
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