水力学第章 有压管流.ppt

第6章有压管流

有压管流指液体在管道中的满管流动。除特殊点外，
管中液体的相对压强一般不为零，故名。

流分为短管出流与长管出流。

比例相当、均不可以忽略的有压管流；如虹吸管或建筑
给水管等。

可以忽略或按比例折算成沿程水头损失的有压管流；按
连接方式，长管又有简单管路与复杂管路之分,如市政
给水管道等。
6.1短管的水力计算
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，也可将伯努利
方程改写成工程应用的一般形式，然后对短管进行求解。
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。
设一短管，列1-2断面伯努利方程，得式中水头损失可表示为液体经短管流入液体为淹没出流。6.1.2基本问题
第一类为已知作用水头、管长、管径、管材与局部变
化，求流量，见p117[例6-1]。
第二类为已知流量、管长、管径、管材与局部变化，
求作用水头，见p118[例6-2]。
第三类为已知作用水头、流量、管长、管材与局部变
化，求管径，见p119[例6-3]。引入达西公式【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【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。6.2.4沿程均匀泄流管道假定比阻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。6.3管网水力计算基础式中H为水源的总水头（水塔高度），Hs为控制点的最小
服务水头，hf为干管各段水头损失，z0为控制点地形标高，
zt为水塔处地形标高。
对于新建管网，按经济流速ve确定管径【例6】枝状管网如图所示。设水塔与管网端点4、7地形标
高相同，两点的最小服务水头均为Hs=12m，各管段均为
铸铁管其他已知条件见表，试求各管段的直径、水头
损失及水塔高度。其他管段计算见下表6.3.2环状管网3.环状管网的计算条件
（1）连续性条件，即节点流量平衡条件。若设流入节点
的流量为正，流出节点的流量为负，则在每个节点上有然而，上述情况按代数方程求解非常繁杂，实用上多采用将上式展开，取前两项，得【例7】水平两环管网。各管段均为铸铁管，尺寸详见下表。
已知两用水点流量分别为Q4=0.032m3/s和Q5=0.054m3/s，
试求各管段通过的流量（闭合差小于0.5m）。（2）按分配流量，根据hfi=ailiQi2计算各段水头损失；
（3）计算环路闭合差；
（4）调整分配流量，重新计算水头损失。6.4有压管道中的水击
有压管流中，由于某种原因（阀门突然关闭或水泵机组突
然停机等），使得水流速度突然停止所引起的压强大幅度波动
现象称为水击或水锤（waterhammer）。
水击所引起的压强升高可达管道正常工作的几十倍甚至上
百倍，具有极大的破坏性。
6.4.1水击产生的原因
以水管末端阀门突然关闭为例。6.4.2水击的传播过程
水击以波的形式传播，又称为水击波。又从第一阶段开始，重复这四个阶段。6.4.4水击压强的计算6.4.5防止水击危害的措施
1.限制管中流速。一般给水管网中，v＜3m/s；
2.控制阀门关闭或开启时间；
3.缩短管道长度或采用弹性模量较小的管道材料；
4.设置水击消除设施。

6.4.6水击的利用—水锤泵此课件下载可自行编辑修改，供参考！
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