压管道中的恒定流ppt课件.ppt

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1、4有压管中的恒定流§4.1简单管道水力计算的基本公式§4.2简单管道水力计算的基本类型§4.3简单管道水力计算特例----虹吸管及水泵装置的水力计算§4.4串联管道的水力计算4有压管中的恒定流§4.5并联管道的水力计算§4.6分叉简单管道的水力计算§4.7沿程均匀泄流管道的水力计算4有压管中的恒定流有压管中的恒定流有压管道无压管道有压流无压流简单管道复杂管道长管短管自由出流淹没出流简单管道串联管道并联管道水头损失以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头在总损失中所占比重很小，计算时可以忽略的管道局部损失及流速水头在总损失中占有相当的比重，计算时不能忽略的

2、管道前进4.1简单管道水力计算的基本公式简单管道水力计算的基本公式自由出流1122HOO淹没出流2211ZOO按短管计算时：其中按长管计算时：或若令则返回比较流量水头自由出流H淹没出流Z注：自由出流和淹没出流的比较长管：水力粗糙区，按谢才公式令得或其中K:称为流量模数或特性流量.按长管的情况计算：例4-1一简单管道，如图所示。长为800m，管径为0.1m，水头为20m，管道中间有二个弯头，每个弯头的局部水头损失系数为0.3，已知沿程阻力系数λ＝0.025，试求通过管道的流量（分别按短管和长管进行计算）。（一）先将管道作为短管，求通过管道流量。局部损失共包括

3、进口损失和弯头损失。进口局部损失系数故(二)计算沿程损失及局部损失管中流速流速水头沿程损失局部损失故沿程水头损失占总水头的百分数为（三）按长管计算管道所通过的流量根据故按长管计算与短管计算所得流量相差0.00004m3/s，相对误差为。由此可见，将上述管道按长管计算，误差很小。4.2简单管道水力计算的基本类型对恒定流，有压管道的水力计算主要有下列几种。一、输水能力计算已知管道布置、断面尺寸及作用水头时，要求确定管道通过的流量。计算如上节例题。二、当已知管道尺寸和输水能力时，计算水头损失；即要求确定通过一定流量时所必须的水头。例4-2由水塔沿长度L为3500

4、m，直径d为300mm的新铸铁管向工厂输水（见图）。设安置水塔处的地面高程zb为130.0m，厂区地面高程zc为110.0m，工厂所需水头Hc为25m。若须保证工厂供水量Q为85l/s，求水塔高度（即地面至水塔水面的垂直距离）。解：给水管道常按长管计算。由表4-1查得d＝300m的新铸铁管K＝1.144m3/s。管道内流速故修正系数k＝1。计算水头损失所需水塔高度为＝24.3m三、管线布置已定，当要求输送一定流量时，确定所需的断面尺寸（圆形管道即确定管道直径）。这时可能出现下述两种情况：1．管道的输水能力、管长L及管道的总水头H均已确定。若管道为长管，流量

5、模数:由表4-1即可查出所需的管道直径。若为短管流量系数与管径有关，需用试算法确定。2．管道的输水量Q，管长l已知，要求选定所需的管径及相应的水头。从技术和经济条件综合考虑。(1)管道使用要求：管中流速大产生水击，流速小泥沙淤积。(2)管道经济效益：管径小，造价低，但流速大，水头损失也大，抽水耗费也增加。反之管径大，流速小，水头损失减少，运转费用少，但管道造价高。当根据技术要求确定流速后管道直径即可由右式计算：19例4-3一横穿河道的钢筋混凝土倒虹吸管，如图所示。已知通过流量Q为3m3/s，倒虹吸管上下游渠中水位差z为3m，倒虹吸管长l为50m，其中经过两

6、个300的折角转弯，其局部水头损失系数ξb为0.20；进口局部水头损失系数ξe为0.5，出口局部水头损失系数ξ0为1.0，上下游渠中流速v1及v2为1.5m/s，管壁粗糙系数n＝0.014。试确定倒虹吸管直径d。20解：倒虹吸管一般作短管计算。本题管道出口淹没在水下；而且上下游渠道中流速相同，流速水头消去。因所以而因为沿程阻力系数λ或谢才系数C都是d的复杂函数，因此需用试算法。21先假设d＝0.8m，计算沿程阻力系数：故又因可求得,与假设不符。故再假设d=0.95m，重新计算：得因所得直径已和第二次假设值非常接近，故采用管径d为0.95米。四、对一个已知管

7、道尺寸、水头和流量的管道，要求确定管道各断面压强的大小。该点压强为由此可绘出总水头线和测压管水头线。3344OOHV0≈011测压管水头线的定性分析前进V0≠0前进2211V0≠0V下≈0前进2211V0≠0V下≠0返回4.3简单管道水力计算特例----虹吸管及水泵装置的水力计算简单管道水力计算特例——虹吸管及水泵ZZs虹吸管是一种压力管，顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。其顶部的真空值一般不大于7~8m水柱高。虹吸管安装高度Zs越大，顶部真空值越大。虹吸管的优点在于能跨越高地，减少挖方。虹吸管长度一般不长，故按短管计算。1122通过水泵转轮转动的作用，在

8、水泵进口端形成真空，使水流在池面大气压作用下沿吸水管上升，流经水泵