管道内压力和流速的关系

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1、管道内压力和流速的关系一般计算管线的需求,主要在于求取流体在管内的流量与管径大小。这个结果从流体力学的※Energyequation※Bernoullieequation…等可以计算一个参考值。吾等更进一步,藉☆Hazen&Williamsequation☆Darcy&Weisbackequation☆Colebrook&White…等更精确的计算出管道中「流量」、「流速」、「摩擦损失」、「管内径」这四个关系之间的相互变化。而Moodydiagram,Nomogram,或Nomograph…就是以图表阐释管道

2、中「流量」、「流速」、「摩擦损失」、「管内径」这四个关系而省去复杂的数学计算。楼主所提昰「管内径」、「流量」、「流速」三个已知数,需要求未知数「压力」。四个参数,三个已知,另一个参数当然没有问题。问题再于你对流体力学的造诣与功力了!欲对管道的水利或水力计算熟练,唯有流体力学的应用一途。给排水课程的基础训练向来没有在流体力学与工程数学加强,是很可惜的!下面的数学计算式是解问题之钥:4660a=───────√ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄………………………………………………………(1)1+K×Di/E×ta‥压力速度waveve

3、locitym/sE‥塑料管的弹性系数modulusofelasticityofthepipe,MpaK‥流体的挫曲系数fluidbulkmodulus,MpaT‥管厚度wallthickness,mmDi‥管内径pipeinsidediameter,mm因为DR=Di/t所以a=4660/√ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄………………………………….(2)1+k/E(DR-2)P=〔aV/2.31×g〕x0.03………………………………………(3)P管内水压力barg重力加速度m/s2V管内水速m/s对PVC管而言,E=27

4、.58KbarK=20.69KbarDN80PVC……………….DR=Di/t从方程式(2),先计算出a值。从方程式(3),再计算出P值。速度与压力均为向量,mv是动量,是压力之源。从波动速度可以计算出速度压力,亦即P值。你在DN80时,速度4.4m/s,利用方程式(2),你的水压力就计算出来了。祝你学习愉快,你可以发现数学式很简单的。Q=Uc*ω*SQRT(2gH),v=Uc*SQRT(2gH),但此公式仅为理论计算,需要市政管网压力恒定,这显然不现实。可靠的做法是按Q=ω*v,流速取1-2m/s.你直接按

5、照“能流方程”,水头损失如何计算?按“短管自由出流”计算,Q=Uc*ω*(2gH)的平方根Uc=1/(a+λ*l/d+∑ζ)的平方根             a=1λ=0.0025沿程阻力系数取0.5+0.3+1----出口+一个弯头+一个闸阀水箱液面与管端高差取2米,管长取5米,管道计算内径0.068m计算结果:Q=0.013m3/s=47.3m3/hv=Q/ω=3.58m/s这个理论流速好像很大啊!伯诺里能量方程演化成:H=v*v/2g+hw(H为水箱水面与管道出口的静水位差z2-z1,原方程两边的p/γ

6、均为0,hw为沿损+局损)。按管道自由出流公式:Q=μ*A*sqrt(2gh),μ=1/(sqrt(1+λ*l/d+∑ζ)),如冰先生所述,∑ζ=0.5+0.3+1,但λ=0.025,而不是0.0025,计算如下:满宁公式C=(1/n)*(R的1/6次方),取n=0.009(塑料管),R=(1/4)*0.068,C=56.54,λ=8g/(C*C)=0.025。若水箱水面与管道出口高差2米,管长取5米,管道计算内径0.068m,则μ=0.46,Q=0.0105立方米/秒=37.65立方米/小时,管道出口流速v

7、=2.89m/s。若水箱水面与管道出口高差10米,管长取15米,管道计算内径0.068m,则μ=0.35,Q=0.0178立方米/秒=64.08立方米/小时,管道出口流速v=4.90m/s(用塑料管已处于临界冲刷强度)。胡思乱想先生把放空管竖向延长的9m(本例计算延长了8m),不光克服了hw,剩余的势能转化成了动能v*v/2g,管道出口流速v变大了。当然,以上计算所得流量、流速均为刚放水的初始流量、流速,随着水箱水面的下降,水箱水面与管道出口的静水位差H每时每刻在减小,其出水流量、流速也在减小。具体计算需根据

8、实际情况中的水箱断面,求出液位下降与时间之间的微分关系,按H=v*v/2g+hw方程列式积分可求出最大流量、平均流量、放空时间等各种参数,用的是不算难的高等数学知识。by先生,泵房内潜水泵流量不妨参照水池刚放水的初始流量,此流量最大。短管流量公式是有条件的,即不能忽略局部水头损失和流速水头,一般适用于(a+∑ζ)>λ*l/d*5%。短管流量公式考虑局部损失,而长管计算时可忽略局部损失,若长管计算时也

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