流体输配管网习题答案(3)

2019-03-06 07:48

额定流量 ΣLiNi(Nm/h) 同时工作系数

1

k 计算流量 Lj(Nm/h)

2)确定各管段的长度Lj,标在图上。

3)根据计算流量,初步确定管径,并标于系统图上。

4)算出各管段的局部阻力系数,求出其当量长度,即可得管段的计算长度。 管段1~2

直角弯头3个 ξ=2.2 旋塞1个 ξ=4 Σξ=2.2×3+4×1=10.6 计算雷诺数Re

3

3

1 1 1 2 3 6 1 2 3 1 1

1 1 1.0 0.85 0.64 1 1.0 0.85 1 1

1 1 1 2 2.55 3.84 1 2 2.55 1 1

计算摩擦阻力系数λ

Σξ当量长度l2

管段计算长度 l1~2=2.6+4.2=6.8m 5)计算单位管长摩擦阻力

6)管段阻力ΔP

7)管段位压,即附加压头按(2-1-1)式

8)管段实际压力损失

其它管段计算方法同,结果列于燃气管道水力计算表。

2-13 如图2-7所示建筑,每层都需供应燃气。试分析燃气管道的最不利环路及水力计算的关键问题。图2-7答:最不利环路是从小区燃气干管引入至最底层(-54.000m)用户的向下环路。水力计算关键要保证最不利环路的供气能力和上部楼层的用气安全,确保燃气有充分的压力克服最不利环路的阻力和燃气用具出口压力需要,同时保证最上层环路由于对加压头积累,燃气压力不超过设备承压以致泄漏,由于楼层较多,附加压头作用明显,为保证高峰负荷时各层的用气,水力计算应适当考虑环路的阻力平衡问题。

2-14 某大型电站地下主厂房发电机层(如图)需在拱顶内设置两根相同的矩形送风管进行均匀送风,送风温度20℃。试设计这两根风管。设计条件:总送风量60×104m3/h,每根风管风口15个,风口风速8m/s,风口间距16.5m。 图2-8解:1.总风量为:60×104m3/h

则每个风口风量

m3/h

侧孔面积

m2

侧孔静压流速(流量系数取0.6)

侧孔处静压Pa

2.按

的原则,求出第一侧孔前管道断面积与假定断面1处管内空气流速7m/s

则 arctg1.9=62o 出流角α=62o

(断面1处动压Pa)

断面1处全压Pa

断面1处断面积

m2

设计矩形风管成5000×2400的规格,实际F1=12m2,实际V1=6.9m/s,Pd1=28.6Pa,Pq1=106.1+28.6=134.7,

m。

3.计算侧孔1-2阻力,确定2-3管道规格,风量28×103m3/h,近似取Dv1=3240mm作为1-2的平均流速当量直径。

查表Rm=0.12Pa/m,ΔPy=0.12×22.5=2.7Pa,局部阻力(忽略变径管阻力),侧孔出流ξ=0.083,(,1→2,

∴断面2处全压Pq2=134.7-5.1=129.6Pa 断面2处动压Pd2=129.6-106.1=23.5Pa

实际

2-3仍取5000×2400mm。

m/s,

m2与F1=11.9m2相差不大,可近似取F2与F1相同管道规格,即

4.计算2-3阻力,确定3-4规格,风量26×104m3/h,Dv=3240mm,ΔPy=16.5×0.05=0.83Pa。

m/s,查表Rm=0.05Pa/m,

局部阻力:侧孔出流,ξ=0.08,考虑管道变径ξ=0.1。

Pa Pa Pa

m/s

m2与F1相差不大,证明F3处

不用变径 Pa

Pa

Pa V3′=6.01m/s

仍取管段3-4规格为5000×2400mm。

m2

5.计算3-4阻力,确定4-5管道规格,风管24×104m3/h,Dv=3240mm,

m/s,查表Rm=0.04Pa/m,

ΔPy=0.04×16.5=0.66Pa。局部阻力:侧孔出流,ξ=0.02,假定有变径管ξ=0.1。∴ ∑ξ=0.12

Pa

PaPa m/s

m2与F3相差不大,不需要变径

Pa Pa

Pa

5000×2400mm。

m/s

m2,仍取4-5管道规格为

6.计算4-5阻力,确定5-6管道规格,风量22×104m3/h,Dv=3240mm

m/s,查表Rm=0.02Pa/m,ΔPy=16.5×0.02=0.33Pa

以上述计算可以求出,由于送风管内初始动压取得较低,虽然阻力不大,但风管后部动压太低,甚至接近零。造成风管内流速过低,风管断面过大,浪费材料和安装空间。为此提高初始动压,为保证送风出流闸要求,可以在送风口处安装导流叶片,用以调整送风气流方向,取V0=15m/s。 重新计算 D 管段0-1

风量L30×104m3/h,Vd=15m/s,F=5.556m2,设成正方形管,边长a=2357mm,取2350mm,Pd=136.6Pa。 1.管段1-2

风量L=28×104m3/h,Vd取15m/s,F=5.185m2,a=2277mm,取a=2270mm,V实=15.09m/s, 查得Rm=0.7Pa/m,ξ=0.083,ΔPy=22.5×0.7=15.75Pa,ΔPj=11.34Pa, Pd,2=136.6-15.75-11.34=109.5Pa 2.管段2-3

L=26×104m3/h,Vd=13.51m/s,F=5.517m2,a=2349mm,取a=2270(与前程不变径),

V实=14.02m/s,查Rm=0.6Pa/m,ξ=0.079,ΔPy=16.5×0.6=9.9Pa,ΔPj=9.32Pa, ΔPd3=117.9-9.9-9.3=98.7Pa 3.管道3-4

L=24×104 Vd=12.3m/s F=5.43m2 a=2331mm 取a=2270(与2-3段同) V实=12.94m/s Rm=0.5Pa/m ξ=0.073 Pd,4=98.7-0.5×16.5-0.073×0.6×12.942=83.1Pa 4.管段4-5

L=22×104 Vd=11.16m/s F=5.477m2 a=2340mm 取a=2270(与3-4段同) V实=11.86m/s Pd4′=84.4Pa Rm=0.5 ξ=0.067 Pd5=83.1-0.5×16.5-0.067×0.6×11.862=69.2Pa 5.管段5-6

L=20×104 Vd=10.76m/s F=5.17m2 a=2274mm 取a=2270(与4-5段同) V实=10.78 Pd5′=69.7Pa Rm=0.38Pa/m ξ=0.059 Pd6=69.7-0.38×16.5-0.059×0.6×10.782=59.3Pa 6.管段6-7

L=18×104 Vd=9.94m/s F=5.03m2 a=2243mm 取a=2240 V实=9.96m/s Pd6′=59.6Pa Rm=0.32Pa/m ξ=0.05 Pd7=59.3-16.5×0.32-0.05×0.6×9.962=51.0Pa 7.7-8管段

L=16×104 Vd=9.2m/s F=4.82m2 a=2196mm 取a=2200 V实=9.18m/s

Pd7′=50.6Pa Rm=0.29Pa/m ξ=0.047 ΔP=16.5×0.29+0.047×0.6×9.182=7.14 Pd8=50.6-7.14=43.5Pa 8.8-9管段

L=14×104 Vd=8.51m/s F=4.57m2 a=2138mm 取a=2140 V实=8.49m/s Pd8′=43.3Pa Rm=0.2Pa/m ξ=0.043 Pd9=43.5-0.2×16.5-0.043×0.6×8.492=38.4Pa 9.9-10管段

L=12×104 Vd=8.00m/s F=4.169m2 a=2042mm 取a=2040 V实=8.01m/s


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