《水力学》第四章有压管中的恒定流.pptVIP

例4-6 有两段管道并联，已知总流量Q为80L／s，管径d1为200 mm，管长l1为500m；管径d2为150 mm，管长l2为300m ,管道为铸铁管(n＝0.0125)。求并联管道两节点间水头损失及支管流量Q1、 Q2 。 总水头线和测压管水头线的绘制 2．注意事项 （1）进口；忽略行近流速水头时，总水头线的起点应在水面以下。 （2）出口：自由出流时，测压管水头线的终点落在管轴中心；淹没出流时，测压管水头线的终点落在下游液面。 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 一、虹吸管的水力计算 虹吸管是一种压 力输水管道，其顶 部高程高于上游供 水水面。 特点：顶部真空理 论上不能大于10m H2o，一般其真空 值小于(7~8m )；虹 吸管长度一般不大，应按短管计算。 例4-4 有一渠道用两根直径d为1.0m的混凝土虹吸管来跨过山丘（见图），渠道上游水面高程▽1为100.0m，下游水面高程▽2为99.0m，虹吸管长度l1为8m，l2为12m，l3为15m，中间有600的折角弯头两个，每个弯头的局部水头损失系数ξb为0.365，若已知进口水头损失系数ξc为0.5；出口水头损失系数ξ0为1.0。试确定： (1)每根虹吸管的 输水能力； (2) 当吸虹管中的 最大允许真空值 hv为7m时，问虹 吸管的最高安装 高程是多少？ 解： (1) 本题管道出口淹没在水面以下，为淹没出流。当不计行近流速影响时，可直接计算流量： 上下游水头差为 。 先确定λ值，用满宁公式 计算C，查表3.2，混凝土管n＝0.014 则 故 管道系统的流量系数： 每根虹吸管的输水能力： (2) 虹吸管中最大真空一般发生在管子最高位置。本题中最大真空发生在第二个弯头前，即B-B断面。具体分析如下： 以上游渠道自由面为基准面，令B-B断面中心至上游渠道水面高差为zs，对上游断面0-0及断面B-B列能量方程 式中，lB为从虹吸管进口至B-B断面的长度。 取 则 若要求管内真空值不大于某一允许，即 式中hv为允许真空值， hv＝7m。则 即 而 故虹吸管最高点与上游水面高差应满足zs≤6.24m。 二、水泵装置的水力计算 在设计水泵装置系统时，水力计算包括吸水管及压力水管的计算。吸水管属于短管，压力水管则根据不同情况按短管或长管计算。 1．吸水管的水力计算 主要任务是确定吸水管的管 径及水泵的最大允许安装高程。 吸水管管径一般是根据允许流速计算。通常吸水管的允许流速为为0.8～1.25m/s。流速确定后管径为 。 水泵的最大允许安装高程zs决定于水泵的最大允许真空值hv和吸水管的水头损失。列1-1和2-2断面能量方程有 为断面2—2的真空值，不能大于水泵允许真空值 2．压力水管的水力计算 压力水管的计算在于决定必需的管径及水泵的装机容量。其直径由经济流速确定。对于排水管道 式中 x为系数，可取0.8～1.2。 水流经过水泵时，从水泵的动力装置获得了外加的机械能。因而动力机械的功率为 为水泵向单位重量液体所提供的机械能，成为水泵的总水头或扬程。 上式表明水泵向单位重量 液体所提供的机械能一方面 是用来将水流提高一个几何 高度，另一方面是用来克服 水头损失 例4-5 用离心泵将湖水抽到水池，流量Q为0.2m3/s，湖面高程▽1为85.0m，水池水面高程▽3为105.0m，吸水管长l1为10m，水泵的允许真空值hv4.5m，吸水管底阀局部水头损失系数ξe＝2.5，900弯头局部水头损失系数ξb＝0.3，水泵入口前的渐变收缩段局部水头损失系数ξg=0.1，吸水管沿程阻力系数λ＝0.022，压力管