管道流量、流速压损计算.ppt

Free template from 第3章 给水排水管网水力学基础 3.1 基本概念 3.2 管渠水头损失计算 3.3 非满流管渠水力计算 3.4 管道的水力等效简化 * 3.1基本概念 3.1.1管道内水流特征 第3章 给水排水管网水力学基础 Re=ρvd/μ * 3.1.2有压流与无压流 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 有压流：水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面（压力流、管流） 无压流：水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，其余与空气接触，具有自由液面（重力流、明渠流） * 3.1.3恒定流与非恒定流 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 恒定流：水体在运动过程中，其各点的流速与压力不随时 间而变化，而与空间位置有关的流动称为恒定流 非恒定流：水体在运动过程中，其流速与压力不与空间位 置有关，还随时间的而变化的流动称为非恒定流 * 3.1.4均匀流与非均匀流 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 均匀流：水体在运动过程中，其各点的流速与方向沿流程 不变的流动称为均匀流 非均匀流：水体在运动过程中，其各点的流速与方向沿流 程变化的流动称为非均匀流 * 3.1.5水流的水头与水头损失 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 水头：指的是单位质量的流体所具有的能量除以重力加速度，一般用h或H表示，常用单位为米（m） 水头 位置水头：流体所处的高程，Z 压力水头：p/γ （γ-流体的重度， 单位体积流体的重力，G/V) 流速水头：v2 /2g 单位：m 测压管水头 * 3.1.5水流的水头与水头损失 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 水头损失：流体克服阻力所消耗的机械能 水头损失 沿程阻力:受固定边界限制做均匀流动 局部阻力:固定边界发生变化，引起流速分布或方向发生变化，从而集中发生在较短范围的阻力 * 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 管渠的沿程水头损失常用谢才公式计算 对于圆管满流，沿程水头损失可用达西公式计算 R为过水断面的里半径，及过水断面面积除以湿周，圆管满流时R=0.25D 流体在非圆形直管内流动时，其阻力损失也可按照上述公式计算，但应将D以当量直径de来代替 * 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 C、λ与水流流态有关，一般采用经验公式或半经验公式计算。 1.舍维列夫公式 适用：旧铸铁管和旧钢管满管湍流，水温10C0（压力管道） * 将上述公式带入达西公式 * 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 2.海曾－威廉公式 适用：较光滑圆管满流（压力管道） * 将上述公式带入达西公式 * 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 3.柯尔勃洛克-怀特公式 适用：各种湍流（压力管道） * 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 4.巴甫洛夫斯基公式 适用：明渠流、非满流管道 * 将上述公式带入谢才公式 * 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 5.曼宁公式 适用：曼宁公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6时的特例，适用于明渠或较粗糙的管道计算 * 将上述公式带入谢才公式 * 第3章 给水排水管网水力学基础 3.2管渠水头损失计算 3.2.1沿程水头损失计算 公式名称 适用条件 推导公式 舍为列夫公式 旧金属管，湍流，满圆管流，不适用管壁光滑或粗糙 达西公式 海曾-威廉公式 管比较光滑，湍流，圆管满流 达西公式 柯尔勃洛克-怀特公式 各种湍流（满与不满，光滑与不光滑） 谢才公式 巴普洛夫斯基公式 明流渠和非满流管道，特别是较粗糙的管道 谢才公式 曼宁公式 明渠和较粗糙的管道 谢才公式 * 第3章 给水排水管网水力学基础 3.2管渠水头损失计算 3.2.1沿程水头损失计算 给水排水管道计算时水流流态均按照湍流考虑 给水排水管道用得最多的是圆管 给水排水管道计算一般按照恒定流考虑 如果管道截面在一定距离内不变且没有转弯和交汇，则管内流动按照均匀流考虑，水头损失按照沿程水头损失公式计算（谢才公式、达西公式）；非均匀流（即管截面发生变化、转弯、汇合)采用局部水头公式计算 * 3．2．3 局部水头损失计算 式中 hm——局部水头损失，m； ξ——局部阻力系数P50 表3-4。 给水排水管网中局部水头损失一般不超过沿程水头损失的5%，常忽略局部水头损失的影响，