管路的水力计算资料课件.ppt

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1、管路的水力计算在生产或生活中输送流体的各种管路，如供热管路、给水管路、通风除尘的送排风管路等，都会遇到管路计算问题，即确定流量、水头损失及管道的几何尺寸之间的相互关系，工程上称之为管路的水力计算。短管是指沿程损失和局部损失均不可忽略的管路，一般l/d<1000。（局部损失大于总水头损失的5％）长管是指局部水头损失的总和与沿程水头损失相比很小，计算时可以忽略不计的管路。短管的水力计算短管是指沿程水头损失和局部水头损失均不可忽略不计的管路，一般l/d<1000。（局部损失大于总水头损失的5％）短管的水力计算可分为自由出流和淹没出流。短管自由出流的基本公式取通过1-1和2-2断面形心的水平面为

2、基准面，对水池中渐变流断面1-1及管道出口断面2-2列能量方程：水头损失为所有局部水头损失和沿程水头损失之和。短管淹没出流的基本公式取上游断面1-1和下游断面2-2，以下游水池水面为基准面，列能量方程：自由出流淹没出流淹没出流的流量系数与自由出流的流量系数虽计算公式不同，但同一个管路系统的计算结果相等。虽然流量系数相等，但Q值却不等。因为它们的作用水头不同，自由出流近似的等于出口断面中心与上游水位之间的高差，不受下游水位变化的影响；而淹没出流的作用水头则是上下游的水位差，受下游水位的升高而减小，故淹没出流的流量小于自由出流的流量。短管水力计算的问题例1已知短管l=200m，d=400mm

3、，H=10m，相同的两个弯头局部水头损失系数为0.25，闸门全开的局部水头损失系数为0.12，沿程阻力系数λ=0.03，求闸门全开时通过管道的流量Q。解：先计算流量系数例2水箱供水，l=20m，d=40mm，λ=0.03，总局部水头损失系数为15。求流量Q=2.75L/s时的作用水头H。解：例3如图有压管，l=50m，上下游水位差3m，λ=0.03，局部水头损失系数：进口ζ1=0.5。第一个转弯ζ2=0.71，第二个转弯ζ3=0.65，ζ4=1.0，求流量Q=3m3/s时的设计管径d。解：有压管出流相当于短管淹没出流问题。代入已知数据，化简得：用试算法得：取标准值：虹吸管的计算虹吸管有着

4、极其广泛的应用。如为减少挖方而跨越高地铺设的管道，给水建筑中的虹吸泄水管，泄出油车中石油产品的管道及在农田水利工程中都有普遍的应用。凡部分管道轴线高于上游供水自由水面的管道都叫做虹吸管。为保证虹吸管能通过设计流量，工程上一般限制管中最大允许的真空度为[hv]＝7～8.5m。[例1]如图所示虹吸管，通过虹吸作用将左侧水流引向下游。已知虹吸管管径d=100mm，H1=2.5m，H2=3.7m，l1=5m，l2=5m。管道沿程损失因素λ=0.025，进口设有滤网，其局部损失因素ζe=8，弯头阻力因素ζb=0.15。试求：(1)通过虹吸管流量；(2)计算虹吸管最高处A点的真空度。解（1）首先取两

5、过流断面1—1和2—2，以右侧水面为零基准面，在两断面之间建立伯努利方程，计算点取在各断面的液面上，其压强均为大气压强，相对压强为零（2）管道最高点A处的真空度为最大，在1—1段面和管道A断面之间建立伯努利方程,并仍以左侧水面为零基准面，有如图，虹吸管越过山丘输水。虹吸管l=lAB+lBC=20+30=50m,d=200mm。两水池水位差H=1.2m，已知沿程阻力系数λ=0.03，局部水头损失系数：进口ζe=0.5,出口ζs=1.0,弯头1的ζ1=0.2。弯头2、3的ζ2=ζ3=0.4，弯头ζ4=0.3，B点高出上游水面4.5m，试求流经虹吸管的流量Q和虹吸管顶点B的真空度。解：取1-1

6、和2-2断面，O-O为基准面，列能量方程：在对2-2和3-3断面（O-O为基准面），列能量方程：水泵吸水管的计算水泵从蓄水池抽水并送至水塔，需经吸水管和压水管两段管路。水泵工作时，由于转轮的转动，使水泵进口端形成真空，水流在水池水面大气压的作用下沿吸水管上升，经水泵获得新的能量后进入压水管送至水塔。图7—9水泵装置系统安装高度的确定离心泵的安装高度，是指水泵的叶轮轴线与水池水面的高差，以Hs表示。以水池水面为基准面，写出1—1和2—2断面的能量方程。如图，水泵向水池抽水，两池中液面高差z=45m，吸水管和压水管的直径均为500mm，泵轴离吸水池液面高度h=2m。吸水管长10m，压水管长9

7、0m，沿程阻力系数均为0.03。局部水头损失系数：吸水口ζ1=3.0,出口ζs=1.0,两个90度弯头ζ2=ζ3=0.3，水泵吸水段ζ4=0.1，压水管至水池进口ζ5=1.0。流量为0.4m3/s。吸水管的真空度。解：对1-1和3-3断面列能量方程5.4长管的水力计算长管是指局部水头损失的总和与沿程水头损失相比很小，计算时可以忽略不计的管路。分简单管路、串联管路、并联管路、管网等类型。简单管路简单管路是指管道直径和流量沿程不变，且没