Chap 14

1. Unit Operation & TransferPhenomena Chap 14 Flow in Closed conduits

2. 單元操作 導管內摩擦落差 hL=f (ρ密度, v 速度, D管徑 , μ黏度,L管長,e絕對粗糙度) 因次分析結果

3. 單元操作 摩擦損失 • 直圓管摩擦能 • 直圓管摩擦壓降

4. 單元操作 亂流速度表示法 • 摩擦速度 • 無因次速度 • 離管壁距離 • 無因次距離 y u rw r

5. 單元操作 亂(擾)流速度分布方程式 • 層流區 • 緩衝區（經驗法求出） u+=5.00ln y+ -3.05 ( 5 < y+ <30 ) • 亂流區（經驗法求出） u+=2.5ln y+ +5.5 ( 30< y+ )

6. 單元操作 平均速度與最大速度 • 管中心速度 uc+=2.5ln yc+ +5.5

7. 單元操作 直圓平滑管擾流之摩擦係數 • 摩擦係數與雷諾數

8. f f fanning friction factor

9. 單元操作 e D 直圓粗糙管牛頓流體擾流摩擦係數 • 摩擦係數 由相對粗糙度(e/D)與雷諾數查表求出

10. Relative roughness

11. 單元操作 直圓平滑管擾流之摩擦係數 • 摩擦係數與雷諾數 Log(f) f=16/NRe Log(f)=log16-log(Nre) Y=c-x f=0.046xNRe-0.2 f=0.0059 0.00345 0.00335 Log(Nre)

12. 單元操作 例題一 • 原油(黏度4cp，比重0.93)在40號3in圓滑鋼管流動、流速4m/s，(a)求摩擦係數(b)求每m管長之壓降ΔP/m

13. 單元操作 例題二 • 液體黏度2cp，比重2.6，流入NO.40號4in鋼管，管長 1.73mile，粗糙度為0.01cm，流量7000lb/hr，求ΔP • η=70%求Wp&P • V= • Nre= • f= 查表 • hf= 4fL/D*V2/2gc……..ΔP=ρhf • Pa/ρ+ηWp=hf+Pb/ρ….. ηWp=hf…….J/kg J/s a

14. Examp-1

15. Examp-2

16. Examp-3

17. 單元操作 例題三 • 同心圓套管外管#40,3”，内管#40,2”， a.求 rH = ? De= ？ b.水在套管流速2m/s ,求流量？求雷諾數？ c.求摩擦係數f

18. 單元操作 例題四 • 原油(黏度4cp，比重0.93) 流過套管，外管為40號4in鋼管，內管為40號2in鋼管，流速4m/s (a)求摩擦係數 (b)求每m管長之壓降 ΔP/m

19. 單元操作 例題五 • 油(黏度4cp，比重0.93) 流過套管，外管為40號4in鋼管，內管為40號2in鋼管，流量10000kg/hr， • (a)求摩擦係數 (b)求每m管長之壓降 ΔP/m

20. 單元操作 習題 • 液體黏度2cp，比重2.6，流入未知管徑，管長 1.73mile， ΔP=0.183psi，流量7000lb/hr，求管徑

21. 單元操作 管件之摩擦能 • 管件之摩擦能

22. Kf

23. 單元操作 b 橫斷面縮小之摩擦能 • 摩擦能 • 經驗值層流Kc=0.1~0 擾流 Kc=0.4 a

24. 單元操作 橫斷面擴大之摩擦能 • 摩擦能 • a-a’尚未摩擦 速度不變壓力不變，由 a’點至 b 點力平衡 • a-b點Bernoulli eq Ke=1 a a’ b

25. 單元操作 hf=hf(pipe)+KfV2/2gc+KcV2/2gc +KeV2/2gc 例題六 • 以pump將水由儲槽打至50ft高之水塔，入口流速3m/s，pump效率60%，流過一全開球閥，兩彎管，管全長20m，絕對粗糙度0.00015ft，(a) 求管路摩擦損失，(b)求pump馬力hp b 2.5in標準鋼管 50ft a

26. 習題 • η=70% • V=12ft/s • L=4500ft • 每度(kw-hr) 電費 2$ NT…… m * Wp • ? $ NT hr b 6in標準鋼管 3000ft a