给水排水管道系统水力计算基础ppt课件.ppt

《给水排水管道系统水力计算基础ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章给水排水管网水力学基础水流运动的类型若流场中各空间点上的任何运动要素均不随时间变化，称流动为恒定流。否则，为非恒定流。恒定流中，所有物理量的表达式中将不含时间，它们只是空间位置坐标的函数，时变导数为零。（一）恒定流、非恒定流运动要素是否沿程变化？均匀流非均匀流（二）均匀流、非均匀流；渐变流、急变流均匀流的流线必为相互平行的直线，而非均匀流的流线要么是曲线，要么是不相平行的直线。举例。注意：控制流动的规律能量守恒质量守恒4微小流束的能量方程单位总能量单位动能单位压能单位位能单位势能实际流体恒定总流的能量方程分析水力学问题最常用也是最重要的方程式四、能量方程的意义单

2、位重量流体所具有的位置势能（简称单位势能）单位重量流体所具有的压强势能（简称单位压能）单位重量流体所具有的总势能（简称单位势能）单位重量流体所具有的动能（简称单位动能）沿程水头损失计算沿程阻力系数或谢才系数的估计方法：满管流满管流、非满管流8达西1.奠定比托管构型2.确定管流达西公式3.达西渗流定律4.求谢才系数9比托管1732年，法国皮托发明比托管达西发明了沿流动方向布置的静压管10达西公式1839年德国工程师哈根发表黄铜管（D<6cm,L<1m)的水流结果1840年生物学家泊肃叶发表玻璃毛细管的水流实验结果1845年德国数学家魏斯贝奇用量纲分析方法推导圆管沿程阻力公

3、式，但其系数含糊不清，无法工程上使用1857年达西设计了各种材料，各种规格的管道D=1.2-50cm,L=100m,材质为玻璃，铸铁，生铁，铅管等等，总结水流阻力变化规律11渗流定律达西负责设计和建造第戎市公共泉水工程，系统研究了地下水流动和饮用水沙层过滤规律。设计了著名的柱状沙桶渗流试验装置12人工明渠流实验V=C*sqrt(R*J)谢才公式18世纪末水力工程师寻找了80年的C，但均未成功达西用系统化的实验方法解决450m长，底宽2m的木质棱柱明渠渠底可调坡度76m^2的引水池，其水源由4个闸门从运河入口处12个方形均匀孔导流流量计，深度仪，毕托管，浮子测速仪各种截面

4、形状，各种壁面材料，历时7年13达西公式（1858年）渗流定律（1856年）实施明渠流实验（1855-1857）都是在去世前3年，身体虚弱的状态下完成的，令人肃然起敬1891年，曼宁根据达西助手巴赞的结果，总结出曼宁公式143．2．3局部水头损失计算式中hm——局部水头损失，m；ξ——局部阻力系数。给水排水管网中局部水头损失一般不超过沿程水头损失的5%，常忽略局部水头损失的影响，不会造成大的计算误差。153．2．4水头损失公式的指数形式有利于管网理论分析，便于计算机程序设计。1．沿程水头损失公式的指数形式为：式中k、n、m——指数公式参数；a——比阻，即单位管长的摩阻系

5、数，162．局部水头损失公式的指数形式为：3．沿程水头损失与局部水头损失之和式中Sm——局部阻力系数；式中Sg——管道阻力系数；17分析水力学问题最常用也是最重要的方程式有无自由表面有压流无压流有压流、无压流有压流主要是依靠压力作用而流动，而无压流主要是依靠重力作用而流动。举例。注意：长管如果作用水头的95%以上用于沿程水头损失，我们就可以略去局部损失及出口速度水头，认为全部作用水头消耗在沿程，这样的管道流动称为水力长管。否则为水力短管。长管:作用水头全部消耗于沿程损失有压流管道的水力等效简化管网简化：利用水力等效简化原理水力等效简化原则：简化后，等效的管网对象与原来的

6、实际对象具有相同的水力特性。有压流21串联管道Q3Q2l1,d1l2,d2l3,d3Q1hf1hf2hf3Hn段串联管道，各段损失分别计算然后叠加，认为作用水头全部用于沿程损失，可得一个方程。有压流串联有压流23并联管道n段并联管道的水头损失是相同的，给出n-1个方程流量之和为总流量，又可得一个方程(i=1,…,n)Q3Q2Q1hf1=hf2=hf3hfABhfCDHABCD有压流2．并联当并联管道直径相同时有压流25沿程均匀泄流管有压流3．4．2沿线均匀出流的简化干管配水情况有压流27假设沿线出流是均匀的，则管道的任一断面上的流量沿程水头损失有压流28沿程水头损失将移

7、至两端点，分别为管道内流量为有压流29根据水力等效原则有压流30有压流31例一条混凝土输水管长L=50m,其中起点的节点流量Q=0.200m3/s，管道直径为0.3m，设该管均匀出流，流量为0.0005m3/s每米，求总水头损失（曼宁公式粗糙系数）。32有无自由表面有压流无压流有压流、无压流有压流主要是依靠压力作用而流动，而无压流主要是依靠重力作用而流动。举例。注意：明渠水流（无压流）具有显露在大气中并且可以自由变动的自由水面，水面压强一般为大气压，其相对压强为零，大多是露天开敞式的。本课程只讨论明渠恒定均匀流问题。明渠水流根据其空间点上