管路的水力計算資料課件.ppt

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1、管路的水力計算在生產(chǎn)或生活中輸送流體的各種管路，如供熱管路、給水管路、通風(fēng)除塵的送排風(fēng)管路等，都會遇到管路計算問題，即確定流量、水頭損失及管道的幾何尺寸之間的相互關(guān)系，工程上稱之為管路的水力計算。短管是指沿程損失和局部損失均不可忽略的管路，一般l/d<1000。（局部損失大于總水頭損失的5％）長管是指局部水頭損失的總和與沿程水頭損失相比很小，計算時可以忽略不計的管路。短管的水力計算短管是指沿程水頭損失和局部水頭損失均不可忽略不計的管路，一般l/d<1000。（局部損失大于總水頭損失的5％）短管的水力計算可分為自由出流和淹沒出流。短管自由出流的基本公式取通過1-1和2-2斷面形心的水平面為

2、基準面，對水池中漸變流斷面1-1及管道出口斷面2-2列能量方程：水頭損失為所有局部水頭損失和沿程水頭損失之和。短管淹沒出流的基本公式取上游斷面1-1和下游斷面2-2，以下游水池水面為基準面，列能量方程：自由出流淹沒出流淹沒出流的流量系數(shù)與自由出流的流量系數(shù)雖計算公式不同，但同一個管路系統(tǒng)的計算結(jié)果相等。雖然流量系數(shù)相等，但Q值卻不等。因為它們的作用水頭不同，自由出流近似的等于出口斷面中心與上游水位之間的高差，不受下游水位變化的影響；而淹沒出流的作用水頭則是上下游的水位差，受下游水位的升高而減小，故淹沒出流的流量小于自由出流的流量。短管水力計算的問題例1已知短管l=200m，d=400mm

3、，H=10m，相同的兩個彎頭局部水頭損失系數(shù)為0.25，閘門全開的局部水頭損失系數(shù)為0.12，沿程阻力系數(shù)λ=0.03，求閘門全開時通過管道的流量Q。解：先計算流量系數(shù)例2水箱供水，l=20m，d=40mm，λ=0.03，總局部水頭損失系數(shù)為15。求流量Q=2.75L/s時的作用水頭H。解：例3如圖有壓管，l=50m，上下游水位差3m，λ=0.03，局部水頭損失系數(shù)：進口ζ1=0.5。第一個轉(zhuǎn)彎ζ2=0.71，第二個轉(zhuǎn)彎ζ3=0.65，ζ4=1.0，求流量Q=3m3/s時的設(shè)計管徑d。解：有壓管出流相當于短管淹沒出流問題。代入已知數(shù)據(jù)，化簡得：用試算法得：取標準值：虹吸管的計算虹吸管有著

4、極其廣泛的應(yīng)用。如為減少挖方而跨越高地鋪設(shè)的管道，給水建筑中的虹吸泄水管，泄出油車中石油產(chǎn)品的管道及在農(nóng)田水利工程中都有普遍的應(yīng)用。凡部分管道軸線高于上游供水自由水面的管道都叫做虹吸管。為保證虹吸管能通過設(shè)計流量，工程上一般限制管中最大允許的真空度為[hv]＝7～8.5m。[例1]如圖所示虹吸管，通過虹吸作用將左側(cè)水流引向下游。已知虹吸管管徑d=100mm，H1=2.5m，H2=3.7m，l1=5m，l2=5m。管道沿程損失因素λ=0.025，進口設(shè)有濾網(wǎng)，其局部損失因素ζe=8，彎頭阻力因素ζb=0.15。試求：(1)通過虹吸管流量；(2)計算虹吸管最高處A點的真空度。解（1）首先取兩

5、過流斷面1—1和2—2，以右側(cè)水面為零基準面，在兩斷面之間建立伯努利方程，計算點取在各斷面的液面上，其壓強均為大氣壓強，相對壓強為零（2）管道最高點A處的真空度為最大，在1—1段面和管道A斷面之間建立伯努利方程,并仍以左側(cè)水面為零基準面，有如圖，虹吸管越過山丘輸水。虹吸管l=lAB+lBC=20+30=50m,d=200mm。兩水池水位差H=1.2m，已知沿程阻力系數(shù)λ=0.03，局部水頭損失系數(shù)：進口ζe=0.5,出口ζs=1.0,彎頭1的ζ1=0.2。彎頭2、3的ζ2=ζ3=0.4，彎頭ζ4=0.3，B點高出上游水面4.5m，試求流經(jīng)虹吸管的流量Q和虹吸管頂點B的真空度。解：取1-1

6、和2-2斷面，O-O為基準面，列能量方程：在對2-2和3-3斷面（O-O為基準面），列能量方程：水泵吸水管的計算水泵從蓄水池抽水并送至水塔，需經(jīng)吸水管和壓水管兩段管路。水泵工作時，由于轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動，使水泵進口端形成真空，水流在水池水面大氣壓的作用下沿吸水管上升，經(jīng)水泵獲得新的能量后進入壓水管送至水塔。圖7—9水泵裝置系統(tǒng)安裝高度的確定離心泵的安裝高度，是指水泵的葉輪軸線與水池水面的高差，以Hs表示。以水池水面為基準面，寫出1—1和2—2斷面的能量方程。如圖，水泵向水池抽水，兩池中液面高差z=45m，吸水管和壓水管的直徑均為500mm，泵軸離吸水池液面高度h=2m。吸水管長10m，壓水管長9

7、0m，沿程阻力系數(shù)均為0.03。局部水頭損失系數(shù)：吸水口ζ1=3.0,出口ζs=1.0,兩個90度彎頭ζ2=ζ3=0.3，水泵吸水段ζ4=0.1，壓水管至水池進口ζ5=1.0。流量為0.4m3/s。吸水管的真空度。解：對1-1和3-3斷面列能量方程5.4長管的水力計算長管是指局部水頭損失的總和與沿程水頭損失相比很小，計算時可以忽略不計的管路。分簡單管路、串聯(lián)管路、并聯(lián)管路、管網(wǎng)等類型。簡單管路簡單管路是指管道直徑和流量沿程不變，且沒