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1、1第五章壓力管路的水力計算第一節(jié)管路特性曲線第二節(jié)長管的水力計算第三節(jié)短管的水力計算第四節(jié)孔口與管嘴出流P12學習要點：1.短管（虹吸管、水泵吸水管、有壓涵管等）、長管（串聯(lián)管、并聯(lián)管）的水力計算及水頭線的繪制。2.了解泵與管道系統(tǒng)的水力性能。3.孔口、管嘴自由、淹沒出流的基本公式。P23概述一、概念有壓管流（penstock）：流體沿管道滿管流動的水力現(xiàn)象稱為有壓管流。管壁管壁液體液體自由面有壓管道無壓管道管道被液體充滿，管道周界各點受到液體壓強作用，其斷面各點壓強，一般不等于大氣壓強。P34工程中，常用各種有壓管道輸送液體，如水電站壓力引水鋼管；水庫有壓泄洪隧洞
2、或泄水管；供給的水泵裝置系統(tǒng)及管網(wǎng)；輸送石油的管道。P45二、分類1.按局部水頭損失和沿程水頭損失之和在總水頭損失中所占的比重，可分為長管：指管道中以沿程水頭損失為主，局部水頭損失和流速水頭所占比重小于（5%~10%）的沿程水頭損失，可予以忽略的管道。有壓管道短管：局部水頭損失和流速水頭不能忽略的管?v2道，需要同時計算hh,,的管道。fj2gP56注意1長管和短管不按管道絕對長度決定。2當管道存在較大局部損失管件，例如局部開啟閘門、噴嘴、底閥等。既是管道很長，局部損失也不能略去，必須按短管計算。3長管：忽略局部水頭損失和流速水頭（沿程損失不能略去），計算工作大大簡
3、化，其對結(jié)果又沒有多大影響。P67局部水頭損失、流速水頭占總水頭損失比例較大（大于5%），計算時不能忽略短管兩種水頭損失大小比重沿程水頭損失水頭為主，局部損失和流速水頭在總水頭長管損失中所占比重很小，計算時可忽略。簡單管道管道按布置分串聯(lián)管道復(fù)雜管道并聯(lián)管道分枝管道P78第一節(jié)管路特性曲線一．泵的水力特性泵性能曲線：水泵的出水流量q分別V與揚程H、效率?、軸功率N的關(guān)系曲線（q~H，q~?，q~N曲線）。VVV其中：水泵的q~H關(guān)系曲線稱為水泵的水力性能曲線VP89二．管路系統(tǒng)的水力特性管路系統(tǒng)的性能曲線：管路系統(tǒng)流量和水頭損失關(guān)系曲線（q~?h）Vf22l2VlV
4、?當l?Vh?h?h??????????wjf2gd2g?dd?2gl?l22當VLV????其中，L?l?l當d2gd2gQ4Q把V??代入上式得：2A?d22LVL1?4Q?8?L22hw?????2??25Q??Qd2gd2g??d?g?dP910三．泵與管路系統(tǒng)的水力耦合工況M點工況為設(shè)計工況;q為設(shè)計流量;VmH為設(shè)計水頭。m管路特性曲線對于確定泵的工況有重要作用。P1011第二節(jié)長管的水力計算管道的種類:簡單管道串聯(lián)管道并聯(lián)管道一、簡單管道管道直徑和管壁粗糙度均相同的一根管子或這樣的數(shù)根管子串聯(lián)在一起的管道系統(tǒng)。計算基本公式連續(xù)方程Q?vA2lvh?h?
5、?沿程損失wfd2g22pvpv1122能量方程z1???z2??hw?g2g?g2gP111226464?16??dlv4.15qlv?層流：????h???f4Revdqvdg2?d0.2521.750.250.3164????dlvqlv?水力光滑區(qū)：???0.250.3164??hf???0.02464.75Re4qdg2d??v1.8770.123ql?v混合摩擦區(qū)（大慶設(shè)計院公式）：hA?0.0802f4.877de(0.127lg?0.627)A?10d2ql水力粗糙區(qū)：h?0.0826?vf5dP1213簡單管道2?mmql?綜合式：vh??f5?m
6、d?m層流4.151水力光滑0.02460.25混合摩擦0.0802A0.123水力粗糙0.0826?0P1314三類計算問題簡單管道的水力計算是其它復(fù)雜管道水力計算的基礎(chǔ)。（1）已知q、l、d、z、?，求?p,h；Vf（2）已知ΔP、l、d、z，?,求q；V（3）已知qV、l、z、?，求d。P1415第一類問題的計算步驟（1）已知q、l、d、z、?，求?p,i；Vq、d、υV計算Re計算?計算hf、ΔPP1516第二類問題的計算步驟（2）已知ΔP、l、d、z，?,求q；V解：q未知→流態(tài)也未知→λ無法確定→試算法V假設(shè)流態(tài)計算qV重新假設(shè)計算v、ReNY校核流態(tài)得
7、出qVP1617例題相對密度0.95的重油，其運動粘度為1.3St。沿直徑203mm的管路輸送。管長24km，泵出口壓強10.5at，終點壓強1at。管路起點低于終點15m。試求每小時能輸送多少噸？解：用試算法。4.75hdf先設(shè)為水力光滑區(qū)，則Q?1.750.250.0246?lpp12?10.51?4h?z?z???15??9.810??85()mf12?0.989800?P1718例題3Q??0.01585(m/)s4Q?驗算流態(tài)：Re???7652000???d4hdf3需改按層流計算，有Q????0.0111m/s4.15?l4Q驗算流態(tài)：Re????
