管路系统中的总能量损失又常称为总阻力损失,是管路上全都直管阻力与局部阻力之和,这些阻力可以分别用有关公式进行计算。对于流体流经直径不变的管路时,如果把局部阻力都按当量长度的概念来表示,则管路的总能量损失为: |
(1-61)
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应注意,上式适用于直径相同的管段或管路系统的计算,式中的流速u是指管段或管路系统的流速,由于管径相同,所以u可按任一管截面来计算。而柏努利方程式中动能u2/2项中的流速u是指相应的衡算截面处的流速。 |
当管路由若干直径不同的管段组成时,由于各段的流速不同,此时管路的总能量损失应分段计算,然后再求其总和。 |
【例1-20】 用泵把20℃的苯从地下贮罐送到高位槽,流量为300l/min。高位槽液面比贮
罐液面高l0m。。泵吸入管用Φ89×4mm的无缝钢管,直管长为15m,管路上装有一个底阀(可粗略地按旋启式止回阀全开时计),一个标准弯头,泵排出管用Φ57×3.5mm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。贮罐及高位槽液面上方均为大气压。设贮罐液面维持恒定。试求泵的轴功率,设泵的效率为70%。 |
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例1-20 附图
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解:根据题意,画出流程示意图,如本题附图所示。 |
取贮罐液面为上游截面1-1′,高位槽的液面为下游截面2-2″,并以截面1-1′,为基准水平面。在两截面间到柏努利方程式,即: |
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因贮罐和高位梢的截面与管道相比,都很大,故ul≈0,u2≈0。因此,柏努利方程式可以简化为: |
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只要算出系统的总能量损失Σhf,就可以算出泵对1kg苯所提供的有效能量We,吸入管路。与排出管路b的直径不同,故应分段计算,然后再求其和。 |
一般泵的进,出口以及泵体内的能量损失均考虑在泵的效率内。 |
(1)吸入管路上的能量损失Σhf,α |
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式中,da=0.081m la=15m |
由图1-28查出的管件、阀门的当量长度分别为:底阀为6.3m;标准弯头为2.7m |
故Σle,a=6.3+2.7=9m |
进口阻力系数ζc=0.5 |
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可查得苯密度为880kg/m3,粘度为6.5×10-4Pa·s,故 |
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(2)排出管路上的能量损失Σle,a |
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由图1-28查出的管件、阀门 的当量长度分别为: |
全开的闸阀:0.33mm;全开的截止阀:17m;三个标准弯头:1.6×3=4.8m |
故 |
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出口阻力系数ζe=1 |
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(3)管路系统的总能量损失 |
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苯的质量流量为 |
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泵的有效功率为: |
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泵的轴功率为: |
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