管道损失计算

firayjw155718

已知条件为管道直径40mm，螺旋布置，轴向断面的圆周直径为ф1800mm，螺距468mm，管道总长度为88M，进水口的水压为40bar,进水口和出水口在同一水平面，管道水平放置
求一下出水口的水压是多少？

通流

简单一点的话，就当是只管计算。也可以用CFD来计算一段弯曲的管道的情况，来修正直管的阻力系数。

jntan

这个和入口流量有关的，没有流量你怎么算？

firayjw155718

嗯，谢谢，如果我给一个流量怎么计算呢，麻烦了

jntan

楼主，我斗胆说一下我和二楼弟兄的不同意见：首先你这个管道是螺旋状布置的(1800mm/40mm=45倍)，而且长度相当可观（总长88M），我个人认为管道损失主要是动压损失（和流量的平方成正比），摩擦损失（和流量成正比）反是次要的，所以不能当作直管来计算。但是二楼提出取部分弯管做一个CFD模拟以确定每个螺旋大概的损失是多少的建议是很可取的，我也觉得这是最经济的方法。

还有一个方法就是做实验。你只要选两个不同的流量，分别测出这两个流量下的管道损失，我就能预估任意流量下的管道损失。至于给出的入口压强40bar这个条件，由于出口压强不能低于0，所以等于说总的管道损失不能超过40bar，这等于给管道的最大入口流量设了一个上限。

[ 本帖最后由 jntan 于 2012-6-20 14:53 编辑 ]

uesoft

通流在2楼给出的建议是可取的，由于弯曲半径为45R，当成直管计算，误差不大。更详细的理论计算可以采用高等教育出版社《理论力学》(刘延柱等编著，2001年7月第2版)第204页例11.1再延伸一下，计算约束力所做的功，即是摩擦损失。
另外，这个命题也可以引出一些复杂的讨论，比如动能与动量、损失的机理、甚至物理学基本命题如引力、碰撞等。还有比如：
1，本管系的摩擦损失到底是静压损失还是动压损失，是动能损失还是动量损失，我认为本论坛的人是讨论不明白的，甚至全球的科学家也讨论不明白。如果明白的话，今天他们不可能有那么多的四大作用力和互相矛盾的一些公式和理论。

说得多了些，可能又要被一些没看懂的人或自以为是的人吵了。

通流

你的动压损失是不是指管道转弯时，偏离管道方向的动能就会失去？

nabla

原帖由 uesoft 于 2012-6-21 09:20 发表

                               
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通流在2楼给出的建议是可取的，由于弯曲半径为45R，当成直管计算，误差不大。更详细的理论计算可以采用高等教育出版社《理论力学》(刘延柱等编著，2001年7月第2版)第204页例11.1再延伸一下，计算约束力所做的功，即是 ...

一看参考文献和书，就知道不是这个专业的吧。

通流老师方法可以借鉴，通过CFD计算你这个模型(等比）都可以的阻力系数，然后放大就可等。
比较结构还没有实际的经验系数可以直接应用，不过cfd计算损失还是可以满足。

jntan

一般情况下，从能量的观点来看，管道里面流体能量的损失只有两种形式，一种是通过摩擦发热的损失，一种是漩涡造成的损失，当然这只是讨论一般简单情况，而且是牛顿流，带电磁场辐射什么的另外再说。这个摩擦发热的能量损失和流体的速度成正比，可以写成A*u的形式，而漩涡造成的损失，我打个比方，你看到一个漩涡，在漩涡边缘的流体颗粒动能是1/2*rho*v^2，到了旋涡里面几乎变成0了，所以这个能量损失应该是和速度的平方成正比，可以写成B*u^2的形式。但是这部分能量的损失是不是就等于1/2*rho*u^2呢，我说不一定，这个漩涡里面能量损失很复杂，一方面流体颗粒的动能在损失，另外一方面流体的静压，也就是势能在不断的和动能之间有相互转化。
最后呢，管道内流体的能量损失，也就是总压损失（静压损失+动压损失）可以写成A*v+B*v^2的形式。

通流兄，我说的动压损失指的是B*v^2这个二次项。说动压损失也许很误导，见笑了。
回头想想，弯曲直径和直管直径差45倍，或许摩擦损失会远大于动压损失，如果是这样那么当成直管估算就很合理了。

[ 本帖最后由 jntan 于 2012-6-21 13:41 编辑 ]

nabla

原帖由 jntan 于 2012-6-21 21:36 发表

                               
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一般情况下，从能量的观点来看，管道里面流体能量的损失只有两种形式，一种是通过摩擦发热的损失，一种是漩涡造成的损失，当然这只是讨论一般简单情况，而且是牛顿流，带电磁场辐射什么的另外再说。这个摩擦发热的能 ...

里面复杂结构，应该是以动量损失为主。