压力管路的水力计算

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1、1第五章压力管路的水力计算第一节管路特性曲线第二节长管的水力计算第三节短管的水力计算第四节孔口与管嘴出流P12学习要点：1.短管（虹吸管、水泵吸水管、有压涵管等）、长管（串联管、并联管）的水力计算及水头线的绘制。2.了解泵与管道系统的水力性能。3.孔口、管嘴自由、淹没出流的基本公式。P23概述一、概念有压管流（penstock）：流体沿管道满管流动的水力现象称为有压管流。管壁管壁液体液体自由面有压管道无压管道管道被液体充满，管道周界各点受到液体压强作用，其断面各点压强，一般不等于大气压强。P34工程中，常用各种有压管道输送液体，如水电站压力引水钢管；水库有压泄洪隧洞

2、或泄水管；供给的水泵装置系统及管网；输送石油的管道。P45二、分类1.按局部水头损失和沿程水头损失之和在总水头损失中所占的比重，可分为长管：指管道中以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比重小于（5%~10%）的沿程水头损失，可予以忽略的管道。有压管道短管：局部水头损失和流速水头不能忽略的管v2道，需要同时计算hh,,的管道。fj2gP56注意1长管和短管不按管道绝对长度决定。2当管道存在较大局部损失管件，例如局部开启闸门、喷嘴、底阀等。既是管道很长，局部损失也不能略去，必须按短管计算。3长管：忽略局部水头损失和流速水头（沿程损失不能略去），计算工作大大简

3、化，其对结果又没有多大影响。P67局部水头损失、流速水头占总水头损失比例较大（大于5%），计算时不能忽略短管两种水头损失大小比重沿程水头损失水头为主，局部损失和流速水头在总水头长管损失中所占比重很小，计算时可忽略。简单管道管道按布置分串联管道复杂管道并联管道分枝管道P78第一节管路特性曲线一．泵的水力特性泵性能曲线：水泵的出水流量q分别V与扬程H、效率、轴功率N的关系曲线（q~H，q~，q~N曲线）。VVV其中：水泵的q~H关系曲线称为水泵的水力性能曲线VP89二．管路系统的水力特性管路系统的性能曲线：管路系统流量和水头损失关系曲线（q~h）Vf22l2VlV

4、当lVhhhwjf2gd2gdd2gll22当VLV其中，Lll当d2gd2gQ4Q把V代入上式得：2Ad22LVL14Q8L22hw225QQd2gd2gdgdP910三．泵与管路系统的水力耦合工况M点工况为设计工况;q为设计流量;VmH为设计水头。m管路特性曲线对于确定泵的工况有重要作用。P1011第二节长管的水力计算管道的种类:简单管道串联管道并联管道一、简单管道管道直径和管壁粗糙度均相同的一根管子或这样的数根管子串联在一起的管道系统。计算基本公式连续方程QvA2lvhh

5、沿程损失wfd2g22pvpv1122能量方程z1z2hwg2gg2gP11122646416dlv4.15qlv层流：hf4Revdqvdg2d0.2521.750.250.3164dlvqlv水力光滑区：0.250.3164hf0.02464.75Re4qdg2dv1.8770.123qlv混合摩擦区（大庆设计院公式）：hA0.0802f4.877de(0.127lg0.627)A10d2ql水力粗糙区：h0.0826vf5dP1213简单管道2mmql综合式：vhf5m

6、dm层流4.151水力光滑0.02460.25混合摩擦0.0802A0.123水力粗糙0.08260P1314三类计算问题简单管道的水力计算是其它复杂管道水力计算的基础。（1）已知q、l、d、z、，求p,h；Vf（2）已知ΔP、l、d、z，,求q；V（3）已知qV、l、z、，求d。P1415第一类问题的计算步骤（1）已知q、l、d、z、，求p,i；Vq、d、υV计算Re计算计算hf、ΔPP1516第二类问题的计算步骤（2）已知ΔP、l、d、z，,求q；V解：q未知→流态也未知→λ无法确定→试算法V假设流态计算qV重新假设计算v、ReNY校核流态得

7、出qVP1617例题相对密度0.95的重油，其运动粘度为1.3St。沿直径203mm的管路输送。管长24km，泵出口压强10.5at，终点压强1at。管路起点低于终点15m。试求每小时能输送多少吨？解：用试算法。4.75hdf先设为水力光滑区，则Q1.750.250.0246lpp1210.514hzz159.81085()mf120.989800P1718例题3Q0.01585(m/)s4Q验算流态：Re7652000d4hdf3需改按层流计算，有Q0.0111m/s4.15l4Q验算流态：Re