《管路计算》PPT课件

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1、第五章管路计算第一节管路计算的任务第二节简单管路计算第三节串联与并联管路计算第四节管网计算基础第五节压力管路中的水击第六节无压均匀流计算第一节管路计算的任务工程是几种的各种流体输配管路，例如供水管路、供热管路、通风管路等都会涉及到管路的计算问题，即流量、能量损失和管道几何尺寸之间关系的确定问题。管路计算的任务就是利用流体力学的基本理论，根据流体在管路中的具体流动规律，确定其流量、能量损失和管道几何尺寸之间的关系，工程是几种也将管路计算称为水力计算。一、管路计算问题的类型：1、设计计算：设计计算是在管路布置已经确定、流量已知的条件下，选择合适的管径

2、并计算水头损失，以便合理地选用泵与风机。例如在供热、通风管路设计中，管路的布置和流量是根据工程的具体要求确定，管路计算的任务就是经济合理地确定各管段的管径，计算流动时所产生的能量损失，合理地选择出泵与风机。这类问题在从事新工程设计时会经常遇到。2、校核计算：校核计算一般是在管路直径、作用压头已知的条件下，确定通过管路的流量，即校核管路的输送能力。这类问题在旧工程的改建或扩建中会经常遇到。二、管路流动的类型：1、“短管”：指局部损失在总损失中所占的比例较大（超过沿称损失的10%）两部分损失必须是同时考虑的管路。工程实际中的大多数管流都需要按照“短管

3、”来处理。2、“长管”：指局部损失在总损失中所占的比例较小（不超过沿程损失的10%），计算时可将其忽略或按照沿程损失百分比（5%~10%）进行估算的管路。城市中的给水干管、供热干管以及长距离输油管道可以按照“长管”考虑。三、管路的构成类型：1、简单管路：简单管路是指管径和流量沿程不发生变化的管路。简单管路是构成各种复杂管路的基本单元。2、复杂管路：复杂管路是指管径或流量沿程发生变化的管路。根据其具体的布置情况又可以分为串联管路、并联管路和管网。管网属于分支管路，按其分枝的特点可划分为枝状管网和环状管网。第二节简单管路计算一、“短管”的计算：如图所

4、示的简单管路短管系统，管道的直径为d，管道的长度为L，水箱中的水通过该简单管路流入大气中。取基准面O-O通过管道的轴线，水箱水面到基准面的距离为H。列水箱水面1—1和管道出口断面2—2的能量方程整理可得如果将出口处的流速水头看作ζ=1的局部水头损失，并且合并到∑ζ’中去，则将代入上式可得：另能量方程转化为（1）H——作用水头。（m）SH——阻抗，也称为管路特性阻力系数（s2/m5）Q——流量。（m3/s）如果是气体管路，不具有明显的水头特征，应该采用压强来表示，即在（1）式两端乘以容重γ，则其计算公式变为p——作用压强（N/m2）Sp——阻抗（k

5、g/m7）Q——流量（m3/s）注：上述计算式中的包含了系统中所有的局部阻力构件及管道出口处的局部阻力系数。二、“长管”的计算：在长距离输水系统中，局部损失和出口处的流速水头要比沿程损失小的多，因此可以忽略不计。列水箱水面1-1和管道出口断面2-2之间能量方程将方程进行整理并忽略局部水头损失和流速水头，可得式中——长管管路阻抗（s2/m5）上式是长管的特性阻力方程式，在给水工程中，常将该式写为式中A——长管管路比阻，（s2/m6）L——管道长度（m）Q——流量（m3/s）在实际工程中，为了简化计算，常将比阻值整理成专用水力计算表，可在设计手册中查

6、到。第三节串联与并联管路计算一、串联管路：串联管路是由许多简单管路首尾相接组合而成，如图所示。简单管路是构成复杂管路的基本单元。特性一、流量规律当无节点分流：特性二、阻力损失规律即特性三、阻抗规律因：串联管路故即S——管路总阻抗数（）——各管段的阻抗数（）而对于长管：二、并联管路：流体从总管路节点a上分出两根以上的管段，而这些管段同时又汇集到另一节点b上，在a和b之间的各管段称为并联管路。特性一、流量规律由质量守恒定律流入流量=流出流量特性二、阻力损失规律节点a,b处单位能量只有一个值，即（）a或b，所以单位重量流体通过任意并联分支的能量损失必然

7、相等。特性三、阻抗规律由上式得:又因并联管路得并联管路各管段流量之比为：例题：某两层楼的供暖立管，管段1的直径为20mm，总长为20m，=15。管段2的直径为20mm，总长为10m，=15，管路的=0.025，干管中的流量QV=1×10-3m3/s，求QV1和QV2。解：节点a.b间并联有1.2两管段,由得，计算S1、S2，所以则：又因：于是得：第四节管网计算基础管网是一种在许多节点处有分支、由简单管路经过串联和并联所构成的复杂管路。工程中的一切复杂管路系统均为管网。管网按其布置方式可分为枝状管网和环状管网。如下图所示。枝状管网环状管网一.管网水

8、力计算的类型⑴设计计算：确定d，和进行阻力平衡。⑵校核计算：核算阻力损失及Q和动力设备。二.管网的水力计算方法㈠支状管网：⑴划分管段，进