管网计算方法ppt课件.ppt

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1、第七章孔口、管嘴出流和有压管流§7.1孔口出流(自己阅读)§7.2管嘴出流(自己阅读)§7.3短管的水力计算§7.4长管的水力计算§7.5管网计算基础§7.6管流中的水击将工程中常见的水流现象按其流动特征归纳成各种类型的流动，运用前述各章理论分析这些流动的计算理论和方法。教学目的和基本要求目的：使学生了解恒定孔口出流、管嘴出流、非恒定孔口管嘴出流的流量计算公式；掌握短管、简单长管、串联并联长管、沿程泄流、枝状管网的水力计算方法，理解环状管网的水力计算原理与方法，理解有压管路中水击产生的原因。基本要求

2、：理解恒定孔口出流、管嘴出流、非恒定孔口管嘴出流的基本计算方法，能熟练计算短管、简单长管、串联并联长管、沿程泄流、枝状管网的水力计算，理解环状管网的水力计算原理与方法，了解有压管路中水击产生的原因。几个基本概念孔口出流：在给水处理、建筑物的输水配水、通航船闸室的充水和泄水、水力工程中的泄水闸的泄水等都属于孔口出流问题。管嘴出流：在各类孔口中，如果孔壁较厚或在孔口上外接一适当长度的短管，这时的出流为管嘴出流。有压出流：管道被液体充满，无自由表面，断面上各点的压强一般大于大气压（个别的情况也有小于大气压

3、的）。在管道计算中又分简单管和复杂管。简单管中又分为长管和短管。复杂管一般按长管计算，它包括串联管、并联管、分叉管等。管网：由多个复杂管构成。管网分为枝状管网和环状管网。恒定管流和非恒定管流。§7.1孔口出流(自己阅读）孔口有大孔口和小孔口之分。出流条件可以是定水头下的出流（恒定流），也可是变水头下的出流（非恒定流）。液体可以流入大气中(自由出流)，也可以流入相同的介质的流体中(淹没出流)。小孔口出流（如船舶舱壁上破一洞）如图所示容器装有液体，液体在重力作用下从小孔流出。求流量。设小孔的面积σ比容器

4、中液面面积小很多，因此液面高度ｈ近似认为不变（近似为定常流动），同时不计流体的粘性，此时流体的质量力只有重力。满足伯氏方程来求解的前提。伯努利方程的应用：（前面讲过）自由出流cc000’0’薄壁小孔口自由出流孔口流速因数孔口的流量因数收缩系数孔口淹没出流002211小孔出流的收缩因数及流量因数决定于局部阻力系数，垂直收缩系数和流速系数。与雷诺数和边界条件有关只与边界条件有关孔口的流量因数在边界条件中，主要与孔口的形状、孔口在壁面的位置和孔口边缘情况有关。孔口的性状是主要因素之一，但实际表明，对于小孔

5、口，孔口性状不同，差别不大。孔口的位置对收缩系数有直接的影响。ababcda孔和b孔：全部收缩孔口。a孔：完善收缩；b孔：不完善收缩。c孔和d孔：部分收缩孔口。孔口的边缘对收缩系数也有影响，薄壁小孔口的收缩系数最小，圆边孔口的收缩系数最大，直至等于1。孔口的流量因数§7.2管嘴出流(自己阅读)外延管嘴内延管嘴收敛的圆锥形管嘴：多用于消防水龙头或冲击式水枪的管道喷嘴。扩张的圆锥管嘴流线形管嘴：多用于水利工程中拱坝内的泄水孔。各类管嘴随完全不同，但有共性。圆柱形外管嘴恒定出流1221ccc－c断面真空度

6、大小c－c和2—2断面能量方程。00相当于把管嘴的作用水头增大了75％。作用水头H越大，收缩断面的真空度也愈大。但当收缩断面真空度超过7m水头时，空气将会从管嘴出口断面吸入，从而使收缩断面的真空破坏，管嘴不能保持满嘴出流。因此圆柱形外管嘴的作用水头应有一个极限值，即：§7.2管嘴出流(自己阅读)管嘴出流与孔口自由出流相比，后者出流收缩断面在大气中，而管嘴出流收缩断面为真空区，真空度达作用水头的0.75倍，真空对液体起抽吸的作用，相当于把孔口的作用水头增大75％。这就是管嘴出流比孔口出流增大的原因。空

7、化和空蚀（气蚀）：管嘴出流中，由于真空度的影响，液体内部会放出大量的气泡这种现象称为空化。低压区放出的气泡随流带走，当到达高压去时，由于压差的作用使气泡突然溃灭，气泡溃灭的过程时间级短，只有几百分之一秒，四周的水流质点以极快的速度去填充气泡空间，以至于这些质点的动量在极端的时间变为零，从而产生巨大的冲击力，不停地冲击固体边界，使固体边界产生剥蚀，这就是空蚀（气蚀）。另外，当气泡被液流带出管嘴时，管嘴外的空气在大气压的作用下冲进管嘴内，使管嘴内液体脱离内壁管，成为非满嘴出流，此时的管嘴已经不起作用。孔

8、口（或管嘴变水头出流）－不讲7.3短、长管的水力计算短管：指局部水头损失与流速水头之和所占比重较大，即：计算中不能忽略。如抽水机得吸水管、虹吸管和穿过路基得倒虹吸管等均属于短管。长管：指局部水头损失与流速水头之和所占比重较小，即：计算中可以忽略。给水工程中的给水管按长管处理。短、长管的水力计算的依据一、短管的水力计算－自由出流水流自水池经管道流入大气，直径d不变，以过出口管轴的平面0—0为基准面，写出1—1和2—2断面的能量方程112200H0总水头线测压管水头线11