《管路计算》PPT课件

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1、第六章有压管道、孔口与管嘴出流§6－1简单短管中的恒定有压流§6—2长管中的恒定有压流§6—3给水管网水力计算基础§6—4有压管路中的水击§6－5薄壁孔口的恒定出流§6－6管嘴的恒定出流§6－7孔口（或管嘴）变水头出流【教学基本要求】【学习重点】回到总目录有压管道：管道周界上的各点均受到液体压强的作用。有压管中的恒定流：有压管中液体的运动要素不随时间而变。1.简单管道和复杂管道根据管道的组成情况我们把它分为简单管道和复杂管道。简单管道是指管道直径不变且无分支的管道；复杂管道是指由两根以上管道组成管道系统。复杂管道又可以分为串联管道

2、、并联管道、分叉管道、沿程泄流管和管网。基本知识点水力学水力学2.短管和长管短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损失都不能忽略不计的管道；长管是指流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失，在计算中可以忽略的管道为，一般认为（局部水头损失+流速水头）＜5%的烟程水头损失，可以按长管计算。需要注意的是：长管和长管不是完全按管道的长短来区分的。将有压管道按长管计算，可以简化计算过程。但在不能判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前，按短管计算不会产生较大的误差。§6－1简单短管中的恒定有压流简单管道的水力计算可分为自由

3、出流和淹没出流两种情况。1.自由出流管道出口水流流入大气，水股四周都受大气压强的作用，称为自由出流管道。返回!图5-1图4－1中，列断面1－1、2－2的能量方程管道出口中心到上游水位的高差，全部消耗于管道的水头损失和保持出口的动能。管道自由出流的流量系数2.淹没出流管道出口淹没在水下，称淹没出流。图5-2在图5-2中，列断面１－１与２－２的能量方程：若不计上游流速水头，则说明：简单管道在淹没出流的情况下，其作用水头完全被消耗于克服管道由于沿程阻力、局部阻力所作负功所产生的水头损失上。管中流速：通过管道的流量：管道淹没出流的流量系数

4、请特别注意：短管自由出流和淹没出流的计算关键在于正确计算流量系数。我们比较短管自由出流和淹没出流的流量系数公式，可以看到两式在分母中多一项“1”，但是计算淹没出流的流量系数μc时，局部水头损失系数中比自由出流多一项管道出口局部水头损失系数“1”，在计算中不要遗忘。简单管道水力计算应用举例虹吸管是一种压力输水管道，（如图）顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。若在虹吸管内造成真空，使作用在上游水面的大气压强和虹吸管内压强之间产生压差，水流即能超过虹吸管最高处流向低处。虹吸管顶部的真空理论上不能大于最大真空值，即10米高水柱。实际上当虹吸

5、管内压强接近该温度下的汽化压强时，液体将产生汽化，破坏水流的连续性。1.虹吸管的水力计算故一般不使虹吸管中的真空值大于7－8米。虹吸管的长度一般不大，故应按短管计算。图5-5虹吸管的工作原理例题1图示用直径d=0.4m的钢筋混凝土虹吸管从河道向灌溉渠道引水，河道水位为120m，灌溉渠道水位118m，虹吸管各段长度为l1=10m，l2=5m，l3=12m，虹吸管进口安装无底阀的滤网（ζ=2.5）,管道有两个60o的折角弯管（ζ=0.55）。求：（1）通过虹吸管的流量。（2）当虹吸管内最大允许真空值hv=7.0m时，虹吸管的最大安装高

6、度。图5-6解：（1）计算通过虹吸管的流量（2）计算虹吸管的最大安装高度列河道水面和虹吸管下游转弯前过水断面的能量方程所以（1）吸水管的水力计算。吸水管的计算在于确定吸水管的管径及水泵的最大允许安装高程。（2）压力水管的水力计算。压力水管的计算在于决定必需的管径及水泵的装机容量2.水泵装置的水力计算例题2流量Q，吸水管长l1，压水管长l2，管径d，提水高度z，各局部水头损失系数，沿程水头损失系数要求水泵最大真空度不超过6m，确定水泵允许安装高度，计算水泵的扬程。zz2112233图5-7水泵扬程=提水高度+全部水头损失例题3一横穿

7、河道的钢筋混凝土倒虹吸管，如图所示。已知通过流量Q为3m3/s，倒虹吸管上下游渠中水位差z为3m，倒虹吸管长l为50m，其中经过两个300的折角转弯，其局部水头损失系数ξb为0.20；进口局部水头损失系数ξe为0.5，出口局部水头损失系数ξ0为1.0，上下游渠中流速v1及v2为1.5m/s，管壁粗糙系数n＝0.014。试确定倒虹吸管直径d。解：倒虹吸管一般作短管计算。本题管道出口淹没在水下；而且上下游渠道中流速相同，流速水头消去。因为沿程阻力系数λ或谢才系数C都是d的复杂函数，因此需用试算法。先假设d＝0.8m，计算沿程阻力系数：

8、与假设不符故再假设d=0.95m，重新计算则采用管径d为0.95米1.输水能力计算当管道布置、断面尺寸及作用水头已知时，要求确定管道通过得流量。对于短管和长管都可以用公式直接求解。2.已知管道尺寸和输水流量Q，求保证输水流量的作用水头H。实际是求通