流体输配管网(第4章)ppt课件.ppt

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1、第4章多相流管网水力特征与水力计算液气两相流管网水力特征与水力计算汽液两相流管网水力特征与水力计算气固两相流管网水力特征与水力计算14.1液气两相流管网水力特征与水力计算工程背景：建筑排水管网凝结水管网24.1.1液气两相流管网水力特征建筑内部排水流动特点及水封（1）流动特点气、液、固均存在，固较少，视为液气两相流。水量、气压时变幅度大。流速随空间变化剧烈。横支管进入立管，流速激增，水汽混合；立管进入横总管，流速急降，水气分离。事故危害大：污水和有害气体外溢。3（2）水封一种防止管内气体进入室内

2、的措施，又叫存水弯。作用原理－利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内气压变化，防止管内气体进入室内。设置－在卫生器具等的排水口下面。水封高度h－与管内气压变化、水蒸发率、水量损失、水中杂质含量及比重相关。h＝50～100mm。h太大：杂物易沉积，堵塞管道h太小：水封的静压力不足以抵抗管内气压的变化4水封破坏－水封高度减少，不足以抵抗管道内允许的压力变化（±25mmH2O）。水封强度－指水封抵抗管道内压力变化的能力，与水封高度（存水湾内水量）有关。水封水量损失的原因：－自虹吸损失；－诱导虹吸损失；－

3、静态损失。5横管内水流状态能量转换关系式：水流状态：急流、水跃及跃后段、逐渐衰减段。6横管内压力1）横支管内压力变化变化不大。2）横干管内压力变化更为剧烈。特别注意对建筑下部几层横支管的影响，要与横干管保持一定的垂直距离。7立管中水流状态排水立管上接各层排水横支管，下接横干管或排出管，立管内水流呈竖直下落流动状态，水流能量转换和管内压力变化剧烈。排水立管水流特点－断续的非均匀流。－水气两相流：水中有气，气中有水滴。－管内压力变化：L越大、排水量越大、通气量越小，形成的负压越大。8图4-1-3排水

4、管内压力分布示意图9排水立管中水流流动状态1）附壁螺旋流排水量较小，立管中心气流仍旧正常，气压较稳定。这种状态历时很短。2）水膜流有一定厚度的带有横向隔膜的附壁环状流。横向隔膜不稳定，形成与破坏交替进行。在水膜流阶段，立管内气压有波动，但其变化不会破坏水封。3）水塞流随排水量继续增加，水膜厚度不断增加，隔膜下部压力不能冲破水膜，最后形成较稳定的水塞。水塞向下运动，管内气体压力波动剧烈，水封破坏，整个排水系统不能正常使用。10这3个阶段流动状态的形成与管径和排水量有关。也就是与水流充满立管断面的大

5、小有关。排水立管内的水流状态应为水膜流。实验表明，在设有专用通气立管的排水系统中：11水膜流运动的力学分析水膜区是以水为主的水气两相流，忽略气；气核区是以气为主的气水两相流，忽略水。分析推导，得出：12排水管在水膜流时的通水能力在水膜流状态，当达到终限流速时，水膜下降流速和厚度保持不变，立管通水能力也不变表达式：终限流速时过水断面积：水膜厚度：1314确保立管内通水能力和防止水封破坏是建筑内部排水系统中两个最重要的问题，这两个问题都与立管内压力有关。最大负压：影响立管内压力波动的因素及防止措施(

6、1)影响排水立管内部压力的因素K－水舌阻力系数15水舌水流由横支管进入立管，在其连接部短时间内形成的水力学现象：水舌沿进水流动方向充塞立管水舌两侧由两个气孔作为空气流动通路，其两孔断面远比水舌上方立管内的气流断面小水流带动向下流动的空气通过水舌，造成空气能量的局部损失当无伸顶通气管时，局部阻力很大，排水时造成的负压则很大，水封极易破坏.16（2）稳定立管压力增大通水能力的措施减小终限流速（P109）减小水舌阻力系数K（P109～200）171819204.1.2建筑排水管网的水力计算目的确定排水

7、管网各管段的管径、横向管道的坡度和通气管的管径。横管的水力计算（1）设计规定（P110～111）充满度－按非满流设计自净流速－规定最小流速,防止固体物在管内沉积管道坡度－通用坡度：正常条件下应保证的坡度最小坡度：必须保证的坡度最小管径－防止堵塞21（2）横管水力计算方法对于横干管和连接多个卫生用水器具的横支管，应逐段计算各管段的排水设计秒流量，通过水力计算来确定各管段的管径和坡度。建筑内部横向管道按明渠均匀流公式计算（P111）水力计算表见《建筑给水排水工程》（第四版）附录需要多大的管径才能保证

8、管段的流量？22立管的水力计算排水立管按通气方式分为普通伸顶通气、专用通气立管通气、特制配件伸顶通气和无通气四种情况。四种情况的排水立管最大允许通水能力见P112表4-1-9，设计时先计算立管的设计秒流量，然后查表4-1-9确定管径。2324通气管道计算按工程实际情况，查取有关手册、参考资料确定。单立管排水系统的伸顶通气管管径与污水管管径相同寒冷地区为防止管口结霜，管径放大一级双立管（一排水一通气）三立管或多立管排水立管（多排水一通气）P113〔例4-1〕254.1.3空调凝结水管路系统的设计各