工程流体力学-第七章.ppt

教学基本要求 1、了解有压管流的基本特点，掌握管流分为长管流动和短管流动的条件。 2、掌握简单管道的水力计算和测压管水头线、总水头线的绘制，并能确定管道内的压强分布。 3、了解复杂管道的特点和计算方法。 4、了解有压管道中的水击现象和水击传播过程。 学习重点 1、掌握长管、短管以及有压流的计算及其应用，了解管道的串、并联； 2、理解有压管道的水击现象和水击传播过程。 现将阀门关小，阻力增加使流量Qv3下降。下游阻力增大，上游压强上升，使P0↑。此时，Qv1、Qv2同时降低，但因P2 P1，Qv2下降更快。 管网计算基础 管嘴出流 虹吸管中最大真空一般发生在管道最高位置。 本题最大真空发生在第二个弯头后的B-B 断面。 考虑0-0断面和B-B 断面的能量方程，则 0 0 B B zs z l1 l3 l2 0 0 B B zs z l1 l3 l2 v 那么为了增大管嘴流量，是否真空值越大越好呢？ （1）如果真空值过大，c-c断面处压力过低→液体内部将产生气泡， 产生气化现象。 （2）外部空气也将经过管嘴进入真空区内→产生水股与管嘴脱离想象。 与孔口出流情况相同，并不能达到增加流量的目的。 要保证圆柱形外管嘴的正常工作，必须满足两个条件： （1）最大真空度不能超过7m，即H=7/0.74=9.5m; （2）L=(3~4)D。 说明： 太长则会使阻力增加，变成短管； 太短，则液流尚未充满管嘴就流出，或者真空区域太接近管嘴出口而被破坏。 工程上为了增加孔口的泄水能力或为了增加(减少)出口的速度，常采用不同的管咀形式 管嘴的类型 液流孔口和各种管嘴的出流系数 第六节 压强沿程变化和水头线的绘制 用以下例子说明总水头线和测压管水头线的绘制。 v12 2g v22 2g 管道突然缩小 总水头线 测压管水头线 v12 2g v22 2g 管道突然放大 总水头线 测压管水头线 v2 2g v2 2g 管道中的阀门 总水头线 测压管水头线 管道测压管水头线和总水头线 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g 步骤1：先定出不计能量损失的总水头 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g 步骤2：定出管道末端的总水头 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g 步骤3：寻求最后一个局部损失处（4）下游 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g 步骤4：计算45段的能量损失hf 45 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g 步骤6：以管道末端总水头线为基础，在4处向上量取hf 45， 得4-4断面右侧总水头点 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g hf 45 步骤6：以右侧总水点起，再量取一个4处的局部水头损 失，得到4-4断面左侧的总水头点 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g hf 45 步骤7：逐次向上游推进，便可得到总水头线 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g hf 45 步骤8：从总水头线向下扣除一个相应管道的 流速水头，便可得到测压管水头线 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g hf 45 注意：起：水面 或 总水头线 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g 注意：局部水头损失处：水头线发生突变 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g 注意：测压管水头线和总水头线相差一个流速水头 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi /γ v0 hwi H10 总水头线 测压管水头线 v02 2g 当测压管水头线低于管道轴线时，管道存在负压（真空） 1