有压管流与孔口、管嘴出流.ppt

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1、第5章有压管流与孔口、管嘴出流基本概念：1、压力管路：在一定压差下，液流充满全管的流动管路。管路中的压强可以大于大气压，eg：泵的压水管也可以小于大气压，eg：泵的吸水管2、简单管路：是指管径、流速、流量沿程不变，且无分支的单线管道。d=C复杂管路：是指由两根以上管道所组成的管路系统。3、长管：局部损失与速度水头的总和与沿程损失相比很小，以至于可以忽略不计的管道。(局部水头损失和流速水头所占比重小于5%-10%)短管：局部损失与速度水头的总和超过沿程损失或与沿程损失相差不大，计算水头损失时不能忽略的管道。4、管路的特性曲线：定义：水头损失与流量的关系曲线。S——管道摩阻

2、。l5.1.1短管的水力计算沿程损失、局部损失分别计算，不可忽略5.1.2长管的水力计算如图，由水池接出一根管路，建立如图所示基准面，取1－1、2－2断面建立伯努利方程：对于长管，则有：H＝hf，hf由蔡西公式确定：式中：K为流量模数或特性流量—水力坡度等于1时的流量。5.1简单管路的水力计算例5.1：水泵管路如图，铸铁管直径d=150mm，管长l=180m，管路上装有吸水网（无底阀）一个，全开截止阀一个，管半径与曲率半径之比为r/R=0.5的弯头三个，高程h=100m，流量Q=225m3/h，水温为20℃。试求水泵的输出功率。c值可按巴甫洛夫斯基公式计算：式中：R—水

3、力半径（米）。适用范围0.1≤R≤3n—粗糙系数，视材料而定。y—与n及R有关的指数。对于一般输水管道，常取y＝1/6。曼宁公式：K可根据d、n查表选取。蔡西系数或1）已知流量Q、管长l、管壁粗糙系数n、能量损失hf（或作用水头H）时，可通过特性流量K求出管道直径d。（d需规格化）2)已知流量Q、管长l和管径d时，可求出能量损失。3）已知管长l、管径d和能量损失，可求出流量Q。问题：图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管道的流量关系为：A.Q1Q2；C.Q1=Q2；D.不定。公式可用以解决下列三类问题：C例5.2已知流量Q＝250升/秒，管路

4、长l＝2500米，作用水头H＝30米。如用新的铸铁管，求此管径是多少？解：由H＝hf，，得取n＝0.0111，查表5.2，当K＝2283升／秒时：管径在350mm（K＝1727）和400mm（K＝2464）之间采用350mm管：，流量不足采用400mm管：，流量满足，水头有富余，管材消耗多。理想方案：350mm和400mm各用一部分（串联）。5.2.1串联管路由直径不同的数段管子串联在一起组成的管路。流量：各段不一定相同，但每一段范围内不变。（可在每段末端分出）——每一段都是简单管路整个管路总水头损失：按长管计算若无分出流量，各段流量相同，则：5.2管网的水力计算基础5

5、.2.2并联管路两条或两条以上的简单管道在同一点分出，又在另一点汇合的管路。如图，管段1、2、3为节点A、B间的并联管路，其在A、B间的水头损失相同。即：hfAB=hf1=hf2=hf3流量关系：Q=Q1+Q2+Q3注意：A、B间1、2、3管段的比能损失相等，各管段的总机械能损失不一定相等（流量不同）。例5.4：如图各并联管段的直径和长度分别为d1=150mm，l1=500m，d2=150mm，l2=350m，d3=200mm，l3=1000m。管路总的流量Q=80L/s，所有管段均为正常管。试求并联管路各管段的流量是多少？并联管路的水头损失是多少？解：正常管K1=K2

6、=158.4L/s，K3=341.0L/s根据并联管路水头损失hf1=hf2=hf3得：并联管路流量关系：Q=Q1+Q2+Q3=（1+1.195+1.522）Q1=3.717Q1=80∴Q1=21.52L/sQ2=25.72L/sQ3=32.76L/s并联水头损失：【例】如图所示的具有并联、串连管路的虹吸管，已知H＝40m，l1＝200m，l2＝100m，l3＝500m，d1＝0.2m，d2＝0.1m，d3＝0.25m，各管段均为正常管。求总流量Q。【解】管1和管2并联，此并联管路又与管3串连，因此：H＝hf2+hf3，查表得：K1＝341.0L/s，K2＝53.72L

7、/s，K3＝618.5L/s，总流量Q＝Q1＋Q2，故Q2＝0.1822Q即40＝0.002457Q，Q＝127.6升/秒123H5.2.3连续均匀出流管路连续出流管路：沿管长连续向外泄出流量Qp的管路。通过流量QT：某管段内通过的固定不变的流量。途泄流量Qp：沿管长连续向外泄出的流量。连续均匀出流管路：沿管段任一单位长度上连续分配的流量都一样。对连续均匀出流管路：近似式比流量实际计算时，引入计算流量：当QT＝0时：结论：连续均匀出流管路的能量损失，仅为同一通过流量所损失能量的1/3。类型5.2.4管网的类型及水力计算枝（树）状管网环状管