流体流动过程中能量损失与管道计算.ppt

对上式的修正： 式中：H――料层高度，m； dm――颗粒的平均直径，m； v ――气体通过散料层空床的流速，m/s； ――物料堆积孔隙率； ――颗粒球形度； ――修正阻力损失系数，其值由实验确定。 1.4.5 管道计算 管道计算的目的是确定流速、管道尺寸、流动阻力之间的关系。在工程实际中所遇到的管道问题可以分为三类： ①已知流量和管道尺寸，计算压强降； ②已知管道尺寸和允许的压强降，确定流量； ③根据给定的流量和压强降，计算管道尺寸。对结构不同的管道，解决上述问题的办法也不同。 1.4.5.1 管道的合理布置和选择 合理布置管道的原则是在满足生产工艺要求的前提下，尽量减小阻力，为此在设计时应考虑以下几方面：①在满足生产需要的情况下，应尽量缩短管道长度和减少管道的局部变化；②为尽量减小管道压强降，应避免有较大的动头增量，这就要求分支管的气流速度不宜比总管道内的气流速度增加过多；③为了保证分支管内有均匀的流量分配，分支管道宜采用对称布置。 管道的合理选择直接影响建设投资和能源消耗。当流量一定时，管径越大，气流速度越小，能量消耗越低，但是基建投资费用越高；反之，如果流速太大，虽然可节省基建投资，但经常性的内力消耗会增高，为此在实际中必存在一个使基建投资较少，动力消耗也较小的所谓“经济流速”。下表列举了一般工程实际中常见流体的“经济流速”的选择范围。 流 体 种 类 流速 v m/s 冷空气（p5000Pa） (p5000Pa) 9~12 6~8 热空气（p5000） （1500 Pa p5000 Pa） (p5000Pa) 5~7 3~5 1~3 压缩空气（p4atm） 8~15 高压净煤气（不预热） （预热） 8～12 6～8 低压净煤气（不预热） （预热） 5～8 3～5 发生炉煤气 1～3 天然煤气 20～25 氧气（p100tm） （100tmp00tm） 7~8 3~4 流体种类 流速 v m/s 烟气（t=600~800℃） （t=300~400℃） 1.5~2.0 2.0~3.0 过热蒸汽 35～60 饱和蒸汽 20～40 高压水 5～7 低压水 2～4 一般生产用冷却水管 1.5～2.5 煤粉与空气混合物（水平管） （循环管） （直吹管） 25～30 35～45 18 乙炔 4～8 二氧化碳 8～12 泥浆管 0.5～1.5 收尘管 18～20 1.4.5.2 简单管路 简单管路是指具有相同管径、相同流量的管路，它是组成各种复杂管路的基本单元。在管路上，流动阻力即包括沿程阻力也包括局部阻力，因此其阻力公式为： 若为不可压缩流体的稳定流动，则通过管道任意截面的体积流量相等，体积流量方程是： 1.4.5.3 串联管路和并联管路 （1）串联管路 串联管路是由几个相互串联在一起的管段所组成，也就是由几个简单的管路串联而成的。 对于串联管路：总能量损失等于各简单管路能量损失之和；各简单管路内质量流量不变。 串联管路的计算与前面所讲的简单管路计算方法相同。 2）并联管路 若几条简单管路（或串联管路）的入口端与出口端各自连接在一起，就组成了一个并联管路。 在热工设备中，并联管路是很多的，如多管式换热器，它们的每一组是由共同的入口、出口相连起来的管簇，从而构成了并联管路。 并联管路的质量平衡关系为：Q=Q1+Q2+······+Qn 并联管路各支管道中流体的阻力损失相等： hp=hp1=hp2=······=hpn 欲使窑炉维持正常操作，一方面要提供足够的燃料以及供燃料燃烧所需的空气，另一方面，还应及时的将燃烧产物排除窑外。为引导窑内气体运动，常用的装置有烟囱、喷射器、和风机等。下面主要介绍烟囱。 对于自然通风的窑炉，烟囱的作用是引导窑内气体运动并将废气排出，如图所示。 1.4.6 烟囱 烟囱底部的静压头值可通过对窑炉系统列柏努利方程式求得。而在窑炉的不同部位，温度是变化的，应当