流体力学-教学教案14.ppt

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1、第四章不可压缩粘性流体的一元流动§4-10工程应用举例孔口和管嘴出流(自己阅读)串联管路与并联管路管网计算§4-11管流中的水击工程应用举例－－串联管路与并联管路H321QQAB或或管网计算迭代法求解的步骤(Hardy---Cross法)(1).根据各节点的连续性条件,估算各管道的流量Qi(2).Qi需进行修正,设环路内各管段均增加一个微量Q,使修正后的流量(Qi+Q)满足水头损失闭合条件得到修正量为节点的连续性条件环路损失的闭合条件H321例4-12L1=12m,L2=15m,L3=10m,d1=0.3m,d2=0.25m,d3=0.2m,管材为钢材,粗糙度

2、为=0.5mm,如果水位为H=5m试求:流量解:截面突然缩小管段123d1.710-3210-32.510-30.02200.02340.0245故:例5-7引水管径d=500mm,管道倾角为=300,弯头a与b均为折管,Q=0.4m3/s,上游水库水深h1=3.0m,过流断面宽度B1=5.0m,下游水库水深h2=2.0m,过流断面宽度B2=3.0m求:引水管进口,出口,弯头a和b处损失的水头解:h12241133ba4h2A.引水管进口:1-1至3-3为突然缩小A1=B1h1A3=Ah12241133ba4h2B.引水管出口:4-4至2-2A4=AA2

3、=h2B2C.弯头a和b:例4-13如图从水池1将水引入水池2,d=150mm,H=4m,L=20m,沿程损失系数=0.037,总的局部损失系数为=4.28求:管内水的流量H21解:将有关数据代入上式得Q=0.0515m3/s例4-16如图从水池1将水引入水池2,H=4m,L=20m,沿程损失系数=0.037,总的局部损失系数为=4.28,若管流的设计流量为Q=0.022m3/s求:管径d为多少H21解:代入有关数据,化简后得:d5=0.74+0.428d令x=10d,则f(x)=x5-0.428x-0.74方程f(x)=0的解可用牛顿迭代法进行求解,选x0=1,经

4、两次迭代得x=1.034,故管径d=0.103mm.QQAB例4-17L1=500m,L2=800m,L3=1000m,d1=300mm,d2=250mm,d3=200mm,设总流量Q=0.28m3/s求:每一根管段的流量解:铸铁管的粗糙度=1.2mm(表4-2),查莫迪图,有因Q=Q1+Q2+Q3=Q1(1+Q2/Q1+Q3/Q1)=1.7242Q1故例4-14d=100mm,总长L=20m,z=5m,h=4m,AC长L1=8m,CB长L2=12m,沿程损失系数=0.04,局部损失系数1=0.8,2=3=0.9,4=1试求:(1)流量Q(2)若管道的真空压强不得超过6

5、8kpa,试校核顶点C的真空度是否满足要求解:列左池水面到C截面间伯努利方程,有4BCA321zh例4-15H=20m,吸水管长L1=10m,压水管长L2=1000m,管径均为d=500mm,沿程损失系数=0.022,不计局部损失,设计流量为Q=0.2m3/s,如果要求2-2截面的真空压强为4.4kpa试求:(1)水泵安装高度(2)水泵的功率L2L1321hH123解:V=Q/A=1.0186m/s对1-1与2-2应用伯努利方程L2L1321hH123水泵的有效功率为P=gQ(H+hw)1.水击波的传播AXu0BC(a)P,A,,u0,时刻:t=L/C管流中的水击

6、Au0BC(d)Au0BC(a)BAu0C(c)CAu0B(b)水击压强p和传播速度C由图(a)C+u0C连续性方程有由动量方程有由(1)导出由(2)导出坐标建立在波面上推导C的计算公式PTT又连续性方程可写为则有E为流体的弹性模量,Es为管壁材料的弹性模量作业:4---134---15预习:第五章可压缩流体的一元流动§5-1热力学基本公式§5-2绝热流动的能量方程§5-3微弱扰动波的传播音速