天津农学院水利系水力学04.pptVIP

4.3简单管道水力计算的特例 ——虹吸管的水力计算 * * * 水 力 学 有压管中的恒定流 4有压管中的恒定流 有压管道 无压管道 有压流 无压流 简单管道 复杂管道 长管 短管 自由出流 淹没出流 简单管道 串联管道 并联管道 水头损失以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头在总损失中所占比重很小，计算时可以忽略的管道 局部损失及流速水头在总损失中占有相当的比重，计算时不能忽略的管道 前进 主要内容： 简单管道水力计算的基本公式 简单管道水力计算的基本类型 简单管道水力计算特例——虹吸管及水泵 串联管道的水力计算 并联管道的水力计算 结束 分叉管道的水力计算 均匀泻流管道的水力计算 4.1简单管道水力计算的基本公式 按短管计算时： 其中 按长管计算时： 若令 则 自由出流 前进 H 则 淹没出流 若令 按短管计算时： 按长管计算时： 前进 z 淹没出流 自由出流 Z H 水头 流量 自由出流和淹没出流的比较 返回 4.2简单管道水力计算的基本类型 当已知管道尺寸和输水能力时，计算水头损失；即要求确定通过一定流量时所必须的水头。 举例 管线布置已定，当要求输送一定流量时，确定所需的断面尺寸。(1)已知QLH，长管： 短管： （2）已知QL，技术经济条件确定 当管道布置、断面尺寸及作用水头已知时，要求确定管道通过的流量。 举例 对一个已知管道尺寸、水头和流量的管道，要求确定管道各断面压强的大小。 图示 返回 例4-1 一简单管道，如图所示。长为800m，管径为0.1m，水头为20m，管道中间有二个弯头，每个弯头的局部水头损失系数为0.3，已知沿程阻力系数λ＝0.025，试求通过管道的流量。 前进 局部损失共包括进口损失和弯头损失。 返回 例4-2 由水塔沿长度L为3500m，直径d为300mm的新铸铁管向工厂输水（见图）。设安置水塔处的地面高程zb为130.0m，厂区地面高程zc为110.0m，工厂所需水头Hc为25m。若须保证工厂供水量Q为85l/s，求水塔 高度（即地面至水塔水面的垂直距离）。 前进 解：给水管道常按长管计算。查得d＝300m的新铸铁管K＝1.144m3/s。 管道内流速 故修正系数k＝1。 计算水头损失 所需水塔高度为 ＝24.3m 返回 V0≠0 V≈0 前进 测压管水头线 总水头线 V0≠0 返回 总水头线 测压管水头线 主要内容： 一、虹吸管的特点 二、虹吸管的水力计算： （1）流量的计算 （2）最大安装超高的计算 一、虹吸管的特点： 1、管道轴线的一部分高出上游无压的供水水面 2、存在真空区段，最大真空高度不超过允许值hv是虹吸管正常过流的工作条件 二、虹吸管的水力计算 0 0 1 2 2 z1 z 虹吸管的流量： 最大超高： zs zc c c 为保证虹吸管正常工作须满足 ，因此最大安装超高和作用水头，都受 的制约。 1在计算虹吸管的流量时，水头损失应该是整个管道的沿程与局部水头损失之和。 2、在计算最大安装超高和作用水头时，水头损失应该是上游供水水面与控制面之间的沿程与局部水头损失之和 1 例题： 如图所示虹吸管，上下游水位差z为2m，管长lAC为15m， lCB为20m，管径d为200mm。入口损失系数ζe＝1。各转弯的损失系数ζb均为0.2，沿程阻力系数λ＝0.25，管顶最大允许真空高度hv=7m，试求通过流量及最大允许超高zs. 解： 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？ 前进 则 故 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 对混凝土管n＝0.014 前进