管道流量流速压损计算.ppt

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1、第3章给水排水管网水力学基础第3章给水排水管网水力学基础3.1基本概念3.2管渠水头损失计算3.3非满流管渠水力计算3.4管道的水力等效简化33.1基本概念3.1.1管道内水流特征第3章给水排水管网水力学基础Re=ρvd/μ43.1.2有压流与无压流3.1基本概念第3章给水排水管网水力学基础有压流：水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面（压力流、管流）无压流：水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，其余与空气接触，具有自由液面（重力流、明渠流）53.1.3恒定流与非恒定流3.1基本概念第3章给水排水管网水力学基础恒定流：水体在运动过程中，其各点的流速与压力不随时间而

2、变化，而与空间位置有关的流动称为恒定流非恒定流：水体在运动过程中，其流速与压力不与空间位置有关，还随时间的而变化的流动称为非恒定流63.1.4均匀流与非均匀流3.1基本概念第3章给水排水管网水力学基础均匀流：水体在运动过程中，其各点的流速与方向沿流程不变的流动称为均匀流非均匀流：水体在运动过程中，其各点的流速与方向沿流程变化的流动称为非均匀流73.1.5水流的水头与水头损失3.1基本概念第3章给水排水管网水力学基础水头：指的是单位质量的流体所具有的能量除以重力加速度，一般用h或H表示，常用单位为米（m）水头位置水头：流体所处的高程，Z压力水头：p/γ（γ-流体的重度，单

3、位体积流体的重力，G/V)流速水头：v2/2g单位：m测压管水头83.1.5水流的水头与水头损失3.1基本概念第3章给水排水管网水力学基础水头损失：流体克服阻力所消耗的机械能水头损失沿程阻力:受固定边界限制做均匀流动局部阻力:固定边界发生变化，引起流速分布或方向发生变化，从而集中发生在较短范围的阻力93.2.1沿程水头损失计算3.2管渠水头损失计算第3章给水排水管网水力学基础管渠的沿程水头损失常用谢才公式计算对于圆管满流，沿程水头损失可用达西公式计算R为过水断面的里半径，及过水断面面积除以湿周，圆管满流时R=0.25D流体在非圆形直管内流动时，其阻力损失也可按照上述公式

4、计算，但应将D以当量直径de来代替103.2.1沿程水头损失计算3.2管渠水头损失计算第3章给水排水管网水力学基础C、λ与水流流态有关，一般采用经验公式或半经验公式计算。1.舍维列夫公式适用：旧铸铁管和旧钢管满管湍流，水温10C0（压力管道）11将上述公式带入达西公式123.2.1沿程水头损失计算3.2管渠水头损失计算第3章给水排水管网水力学基础2.海曾－威廉公式适用：较光滑圆管满流（压力管道）13将上述公式带入达西公式143.2.1沿程水头损失计算3.2管渠水头损失计算第3章给水排水管网水力学基础3.柯尔勃洛克-怀特公式适用：各种湍流（压力管道）153.2.1沿程水头

5、损失计算3.2管渠水头损失计算第3章给水排水管网水力学基础4.巴甫洛夫斯基公式适用：明渠流、非满流管道16将上述公式带入谢才公式173.2.1沿程水头损失计算3.2管渠水头损失计算第3章给水排水管网水力学基础5.曼宁公式适用：曼宁公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6时的特例，适用于明渠或较粗糙的管道计算18将上述公式带入谢才公式19第3章给水排水管网水力学基础3.2管渠水头损失计算3.2.1沿程水头损失计算公式名称适用条件推导公式舍为列夫公式旧金属管，湍流，满圆管流，不适用管壁光滑或粗糙达西公式海曾-威廉公式管比较光滑，湍流，圆管满流达西公式柯尔勃洛克-怀特公式各种湍流（

6、满与不满，光滑与不光滑）谢才公式巴普洛夫斯基公式明流渠和非满流管道，特别是较粗糙的管道谢才公式曼宁公式明渠和较粗糙的管道谢才公式20第3章给水排水管网水力学基础3.2管渠水头损失计算3.2.1沿程水头损失计算给水排水管道计算时水流流态均按照湍流考虑给水排水管道用得最多的是圆管给水排水管道计算一般按照恒定流考虑如果管道截面在一定距离内不变且没有转弯和交汇，则管内流动按照均匀流考虑，水头损失按照沿程水头损失公式计算（谢才公式、达西公式）；非均匀流（即管截面发生变化、转弯、汇合)采用局部水头公式计算213．2．3局部水头损失计算式中hm——局部水头损失，m；ξ——局部阻力系数

7、P50表3-4。给水排水管网中局部水头损失一般不超过沿程水头损失的5%，常忽略局部水头损失的影响，不会造成大的计算误差。223.3无压圆管的水力计算第3章给水排水管网水力学基础计算时给出管径，可通过P52表3-5查出相应的过水断面积和水力半径注意：1.污水管道按照非满流计算，雨水管道和合流制管道按照满流计算2.排水管的最小设计流速：对于污水管当管径≤500mm，为0.7m/s；当管径＞500mm，为0.8m/s233.4非满流管渠的水力计算第3章给水排水管网水力学基础上述公式中谢才系数C如采用曼宁公式计算，则可写成非满流管渠内的水流状态基