流体力学计算器
管道、泵、储罐和流量测量的 16 项现场计算。每个计算器都给出公式,并提供练习题。
管道与压降
管内流速
水的常用流速:泵吸入 0.6–1.5 m/s,出口 1.5–3 m/s。请使用实际内径(按壁厚或管表号)。
雷诺数(流态)
Re < 2300 为层流,约 4000 以上为湍流,中间为过渡区。20 °C 水:μ ≈ 1.0 mPa·s;油类:10–1000 mPa·s。
管道沿程压降(达西公式)
摩擦系数用 Swamee-Jain 公式(Re 5000–10⁸ 范围内与 Colebrook 相差 ±1 %);过渡区(2300–4000)结果仅为近似。粗糙度为新管值,旧管会更大。
局部损失(K 值之和)
常用 K 值:标准 90° 弯头 0.3–0.9;全开闸阀 0.1–0.2;旋启式止回阀 2;出口入罐 1;锐缘入口 0.5。
压力与液柱高度
水:1 bar ≈ 10.2 m。液体密度越大,同样压力对应的液柱越低:泵提供的是相同扬程,而不是相同压力。
泵
水力功率与轴功率
电机功率应比曲线上最大轴功率点高 10–15 % 以上。离心泵效率:50–85 %。
相似定律(转速或叶轮直径)
转速改变且效率不变时成立;叶轮切削只适用于小幅切削(10–15 % 以内)。实际工况点还取决于管路特性曲线。
有效汽蚀余量与裕量
泵从液面以下吸上时 z 为负值。目标 NPSHa ≥ 1.3 × NPSHr(或至少 1 m 裕量);20 °C 水:pv = 2.34 kPa,60 °C:19.9 kPa。
泵与管路的工况点
近似:泵曲线按通过 H₀ 和额定点的抛物线,管路损失与 Q² 成正比。精确计算请叠加厂家实际曲线。
液位法测泵流量
适用于截面不变的立式罐。尽量关闭进水(Qi = 0),并至少测 2–5 分钟以减少读数误差。
储罐
立式罐:液位与体积
平底罐。锥底或碟形底需另加底部体积。液位从内底起算。
卧式罐:部分容积
按平封头计算(R = D ÷ 2)。碟形封头的实际容积略大,有容积表时以容积表为准。
孔口排空时间
托里拆利公式:敞口立式罐,罐底自由出流,下游无管道。接有出口管时损失增加,时间更长。
充液或排液时间
立式罐。排液时 h₂ 低于 h₁,且出液大于进液。液位变化方向不对时不给结果。
流量测量
孔板流量
仅适用于液体 (ε = 1)。由 ISO 5167 简化:锐缘孔板 C ≈ 0.60–0.61,β 0.2–0.75,高 Re;贸易交接计量请用完整的 Reader-Harris/Gallagher 公式。
差压流量计:开方运算
差压为 25 % 时流量已是 50 %。流量低于约 10 % 时读数不可靠,多数变送器设有小流量切除。
用于学习和核算的工具。所列范围为一般参考:请始终遵守本厂的规程、许可和设定值。不会上传任何数据:计算在浏览器中完成。