管道网络和压力损失

Overview

资料来源: 贾斯汀, 宾夕法尼亚州立大学机械与核工程系, 大学公园, 宾夕法尼亚州

本实验介绍了管网和内流系统压力损失的测量和建模。在这种系统中, 通道壁、接头和障碍物的摩擦流阻力会使机械能以流体压力的形式转化为热能。需要对尺寸流硬件进行工程分析, 以确保可接受的摩擦压力损失, 并选择满足压降要求的泵。

在这个实验中, 一个管道网络是建立在共同的流动特点: 直长度的油管, 螺旋管线圈, 和弯头配件 (尖锐90°弯曲)。压力损失测量是收集在每组组件使用压力-简单的设备, 测量流体压力的液体水平在一个开放的垂直列。由此得出的压力损失曲线与内部流动模型的预测结果进行了比较。

Procedure

1. 管道系统的制作 (见示意图和照片, 图 2)

在工作表面粘贴 (胶带或胶水) 一个小型的塑料蓄水池。如果它是一个覆盖的容器, 钻孔在盖子为入口和出口水线和泵浦电源线。
在水库中安装小型潜水泵。
在工作区垂直安装流量计 (水流流量计)。它可以帮助把流量计带到一个小的垂直梁或 L 型托架, 以保持直立。将流管从泵出口连接到流量计入口 (下端)。
将塑料压缩接头?...

Results

在图3中, 给出了测量的摩擦因数和等效长度数据。对于直管部分, 使用D = 6.4 mm 和L = 284 mm 的透明 PVC 管。测量的流速 (0.75-2.10 升 min^-1) 对应于湍流条件 (Re = 2600-7300)。摩擦因数将分析模型中的预测与实验不确定度相匹配。由于所选 (低成本) 流量计 (±0.15 升 min^-1) 的精确度有限, 在低流速下发现了相对较高的f不确定性。<...

Application and Summary

摘要

本实验演示了测量内流网络中压降摩擦因数和当量长度的方法。提出了常见的流动配置, 包括直管、连续管和管件的建模方法。这些实验和分析技术是流体流动系统设计的关键工程工具。

应用程序

内部流动网络在许多应用中出现, 包括发电厂、化学处理、换热器内部的流动分布和生物体内的血液循环。?...

References

Perry, D.W. Green, J.O. Maloney, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 6th Editio, McGraw-Hill, New York, NY, 1984.