资源描述：
《有压管中的恒定流.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第6章有压管中的恒定流水力学及河流动力学以上各章中讨论了液体运动的基本规律，导出了水力学的基本方程——连续方程、能量方程及动量方程，并阐述了水头损失的计算方法，应用这些基本原理即可研究解决工程中常见的水力计算问题，如有压管道中的恒定流、明渠恒定流及水工建筑物的水力计算等。本章讨论的重点是有压管中恒定流的水力计算。分类：布置水头损失有压管道：管道整个断面均被液体充满，管道周界上的各点均受到液体压强的作用简单管道复杂管道短管长管短管和长管短管长管忽略不计简单管道是指管道直径不变且无分支的管道。简单管道的水力计算可
2、分为自由出流和淹没出流两种情况。一、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。6.1简单管道水力计算的基本公式图1中，列断面1－1、2－2的能量方程，经推导，可得到图1总能量管中流速通过管道的流量：H0——作用水头，指管道出口形心至上游水池水面的水头与上游行进流速的流速水头之和。当行近流速较小时，可以近似取H0=H。流量系数二、淹没出流管道出口淹没在水下，称淹没出流。说明：简单管道在淹没出流的情况下，其作用水头H0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
3、损失上。管中流速通过管道的流量：流量系数它反映了沿程阻力和局部阻力对管道输水能力的影响。z0——作用水头，指上、下游水位差加上游行进流速的流速水头。——局部阻力系数，包含出口损失以上讨论中同时考虑了管道的沿程损失及局部水头损失，是按短管计算的情况。若局部水头损失及流速水头可以忽略,按长管考虑，可得回顾推导对于紊流阻力平方区可采用流量模数来计算。流量模数为即得：或管道比阻一、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。6.2简单管道水力计算的基本
4、类型二、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。实际是求通过流量Q时管道的水头损失，可以直接计算，但需要求管内流速，以判别是否要进行修正。上式中μc与管径d有关，所以需要试算。三、已知管线布置和输水流量，求输水管径d。对于长管：按求得的流量模数，即可由4－1确定所需的管道直径。对于短管：这是工程中常见的实际问题。通常是从技术和经济两方面综合考虑，确定满足技术要求的经济流速。有了经济流速就可以求出管径，这样求水头H即转化为第二类问题。四、已知流量和管长，求管径d和水头H；五、对于一个已知管道尺寸、
5、水头和流量的管道，要求确定管道各断面压强的大小根据能量方程，管路中任意断面处的测压管水头为：v0总水头线测压管水头线HH0基准面v022g即管路中任意断面i处的测压管水头等于总水头H0减去该断面以前的沿程水头损失与局部水头损失，再减去该断面的流速水头。把各断面的测压管水头连接起来，就得到整个管路的测压管水头线。虹吸管是一种压力输水管道，顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。6.3虹吸管及水泵装置的水力计算一、虹吸管的水力计算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
6、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。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。例：用虹吸管自钻井输水至集水池。虹吸管长l=lAB+lBC=30+40=70m，d=200mm。钻井至集水池间的恒定水位高差H=1.60m。又已知λ=0.03，管路进口120°弯头90°弯头及出口处的局部阻力系数分别为：ζ1=0.5，ζ2=0.2，ζ3=0.5，ζ4=1.0。试
7、求:（1）流经虹吸管的流量；（2）如虹吸管顶部B点的安装高度hB=4.5m，校核其真空度。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。二、水泵装置的水力计算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。例3:倒虹吸管,已知Q=0.5m3/s,n=0.014,l=70m,上下游水位差z=1.5m,z进口=0.4,z弯=0.2,z出口=1.0。求:管径z解:采用试算法,可得d=0.53m例4:离心泵,已知Q=0.02m3/s,提水高度z=18m,l吸
8、=8m,l压=20m,d吸=d压=100mm,λ=0.042,pv/ρg<7mH2O,ζ弯=0.17,ζ进=5。求:(1)扬程H1,(2)安装高程hshsZ解:(1)扬程Ht=Z+hw1+hw2∴Ht=18+2.83+3.23=24.06m(2)安装高程hs根据题意(3)绘水头线Z6.4复杂管道水力计算1、串联管道2、并联管道3、分叉管道4、沿程泄流管5、管网串联管道（pipesinseries）：
