水力学-第6章-有压管流ppt课件.ppt

水力学教学课件第五章学习重点：
1.了解液体运动两种流态的特点，掌握流态的判别方法和雷诺数Re的物理意义。
2.沿程水头损失系数λ在层流和紊流三个流区内的变化规律。
3.达西公式
4.谢才公式及曼宁公式，并会确定糙率n。
5.局部水头损失计算。
第六章有压管流主要内容：长管只计算沿程损失而忽略局阻损失和出流速度头。是工程上的简化。（ｂ）并联管路：有分支，但有共同的汇合和
起始点。尽量减少动消耗，即能耗，节约能源，节约原材料，降低成本。
为达到上述目的，需计算确定Q，尺寸（Ｌ、d），损失hf。有压管中的恒定流概念介绍水电站压力引水钢管
水库有压泄洪隧洞或泄水管
供给的水泵装置系统及管网
输送石油的管道
本章讨论分析的是一般常见的恒定管流，且为紊流。为了便于分析研究，对管路系统进行分类。当管道存在较大局部损失管件，例如局部开启闸门、喷嘴、底阀等。既是管道很长，局部损失也不能略去，必须按短管计算。
根据管道布置与连接情况，管道可分为液体经容器壁上孔口流出的水力现象称为孔口流出。由于孔口出流的情况是多种多样的，根据出流条件可分为自由出流和淹没出流。液体通过孔口流入大气的出流称为自由出流；流入充满液体的空间称为淹没出流6.1.1基本公式

短管水力计算可直接应用伯努利方程求解，短管出流有自由出流和淹没出流之分。
液体经短管流入大气为自由出流，液体经短管流入液体为淹没出流。
自由出流管路流量系数淹没出流可见，短管淹没出流与自由出流的流量公式在形式上基本相同，流量系数值也基本相等。简单短管中有压流计算的基本问题和方法
（1）为已知作用水头、管长、管径、管材与局部变化，求流量，见p117[例6-1]。
（2）为已知流量、管长、管径、管材与局部变化，求作用水头，见p118[例6-2]。
（3）为已知作用水头、流量、管长、管材与局部变化，求管径，见p119[例6-3]。O1.虹吸管剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体，而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。例9-1利用虹吸管将渠道中的水输送到集水池例9-1利用虹吸管将渠道中的水输送到集水池流速为2.水泵概念：例，如图，水泵向水池抽水，两池中液面高差z=45m，吸水管和压水管的直径均为500mm，泵轴离吸水池液面高度h=2m。吸水管长10m，压水管长90m，沿程阻力系数均为0.03。局部水头损失系数：吸水口ζ1=3.0,两个90度弯头ζ2=ζ3=0.3，水泵吸水段ζ4=0.1，压水管至水池进口ζ5=1.0。流量为0.4m3/s。
试求水泵扬程Hp,效率为80%的
轴功率及吸水管上水泵入口轴线的
真空度。解：对1-1和3-3断面列能量方程Q、l、d2．已知H、d、l、λ、，求Q(或V）；例.设有一倒虹吸管如图所示。上下游水位H=8m，管长l=200m，管径d=0.5m，管壁为清洁水泥面，求流量Q.这类问题可应用能量方程和阻力计算方法直接进行计算，但需解高次代数方程，一般难于直接求解，工程上常用试算法。已知流量Q,作用水头H，管道长度l，沿程阻力系数λ，局部水头损失的组成，求管径d。解：长管：指在管道的总水头损失中，局部损失与流速水头之和所占比例的比例很小（＜5%），在进行水力计算中都可以忽略的管路。如图为水池引水的简单管路自由出流，管长为l,管径为d，沿程阻力系数为λ，管路出口中心距水池水面高度为H，H为静水头选水池1-1断面和管路出口断面2-2，以通过2-2断面形心的水平面为基准面列能量方程式中s=al称为管道的阻抗，a则称为比阻。于是或【解】首先计算作用水头求得比阻每一段均为简单管道，按比阻计算水头损失为当节点无分流时，通过各管段的流量相等，管道系统的总阻
抗s等于各管段阻抗之和，即6.2.3并联管道
两节点之间首尾并接两根以上的管道系统称为并联管道由于因：【例4】三根并联铸铁输水管道，总流量Q=0.28m3/s；各支管管长分别为l1=500m，l2=800m，l3=1000m；直径分别为D1=300mm，D2=250mm，D3=200mm。试求各支管流量及AB间的水头损失。(1)流量，6.2.4均匀泄流的水力计算在距管段起始处x位置取微段dx。则在x处截面的流量应为末端出流量和余段泄流量之和，即：积分上式得当时，与无
泄流时比较，即保证同样流

量，泄流所需作用压头是末端出流的1/3。假定比阻a为常数，上式积分得【例5】水塔供水的输水管道，由三段铸铁管串联而成，BC
为沿程均匀泄流段。管长分别为l1=500m，l2=150m，
l3=200m；管径D1=200mm，D2=150mm，D3=100mm，节点B分出流量q=0.07m3/s，通过流量Qp=0.02m3/s，途泄流量Qs=0.015m3/s，试求所需作用水头H。为了向更多的用户供水，在工程上往往将许多管路组成管网。