第5章 节 孔口、管嘴出流和有压管路 水力学 .ppt

第5章 孔口、管嘴出流和有压管路;教学基本要求;孔口出流：在贮水池、水箱等容器侧壁上开一孔口，水经孔口流出的水力现象。;相同点：有压流动。;§5－1　孔 口 出 流 ;对1-1断面;实验测得孔口流速系数：;三、薄壁小孔口恒定淹没出流;四、薄壁大孔口的自由出流;§5－2　管 嘴 出 流 ;推导过程和孔口自由出流一样，列0－0和b-b断面的能量方程，;管嘴出流量比孔口大，是由于断面收缩处真空的作用。;圆柱形外管嘴水流在收缩断面处出现真空，真空值为0.75H，这相当于把管嘴的作用水头增加了0.75倍，因此流量也得到了增加。;三、孔口、管嘴的非恒定出流问题 ;当H2＝0，即容器排空时， ;§5－3　短 管 的 水 力 计 算;一、短管水力计算基本公式：;如果管道是由不同管径的几段连成： ;2、水面下淹没出流;通常可用自由出流与淹没出流计算公式解决以下三类问题： 已知流量Q，管径d，管长L等，求水头H（或Z）； 已知水头H（或Z），管径d，管长L等，求流量Q； 已知流量Q，水头H，管长L等，求管径d。;二、短管水力计算应用;1、管道直径的选定;2、水泵安装高度的计算：;以hv允表示水泵进口处的允许真空度，以H允表示水泵允许安装高度，则 ;例4－1　有一台3DA－8型多级离心泵，流量为35m3/s，允许真空度为hv＝7.5m，吸水管长L=20m，直径d=75mm，沿程阻力系数λ＝0.02，进口和弯管的局部阻力系数分别为0.5和0.8，求最大允许安装高度H。;3、确定水泵扬程：;4、计算水泵装机容量N;（二）、虹吸管的水力计算;虹吸管工作条件：（1）管内有真空，形成虹吸作用。 （2）上下游水位差;虹吸管流量的计算;虹吸管最大安装高度的确定;（三）倒虹管的水力计算;流量计算;2、管径的计算;§4－4　长 管 的 水 力 计 算;一、简单管道;令　;根据谢才公式：;2、计算比阻A的舍维列夫公式：;例4－3　自两个水塔I及II经过两条输水管线向出水点C供水，其中L1＝800m，d1＝150mm；L2＝200m，d2＝200mm。设h1＝30m，h2＝20m，而出水点C的最小水头hc＝5m。试求C点出流量。;二、串联管道 ;设串联管道，各管段的长度分别为L1、L2…….，直径为d1、d2…..，通过流量为Q1、Q2……，节点出流量为q1、q2……。 ;每一管段均为简单管道，水头???失按比阻计算　 　 hfi＝AiLiQi2;例4－4　由水塔向车间供水，采用铸铁管（略微污染），管长2500m，管径400mm，水塔地面标高Z1为61m，水塔水面距地面的高度H1为18m，车间地面标高Z2为45m，供水点需要的自由水头H2为25m。(1)求供水量；（2）管线布置、地面标高及供水点需要的自由水头都不变，供水量增至150L/s，试求管道直径。;（2）根据能量方程，水头都不变，则　hf=9m;三、并联管道;图中A、B两点分别为各管段管道的起点和终点，通过每段管道的流量可能不同，但每段管道的水头差（单位重量液体由断面A通过A、B间任一根管段到达断面B的水头损失）均等于A、B两断面的总水头差，即H＝HA-HB，则并联各管段的水头损失相等。 ;并联管道水力计算的主要任务：已知管道总流量Q，求并联各支管中的流量Q1、Q2……;例4－5　并联输水管道，已知主干管流量Q＝0.08m3/s，并联管段均略微污染，直径d1=d3=150mm，d2=100mm，管长L1=L3=200m，L2＝150m。试求各并联管段的流量及AB间的水头损失。;§4－5　管网水力计算基础;、树枝状管网的水力计算：;1、新建给水系统的设计:;(4)确定水塔高度。如果水塔高度为Ht，水塔处地形标高为Zt，控制点处的地面标高为Z，则水塔高度为：;例4－6　一树枝状管网布置如图所示，已知每一管段的长度和各支管所需的流量，且水塔处地面高程为28m，供水末端点4点及7点的地面高程为12m，该处要求保留的压强水头he＝20m，试确定各管段的管径、水头损失及水塔应修建的高度。;各管段采用同样的方法计算，其结果列于表中。 ;（2）计算水头损失，同样以管段3－4为例进行计算，根据d=150mm，并采用n=0.012的管道，查表得A＝36.7. ;2、扩建给水系统的计算;二、环状管网的水力计算：;具体计算时可按下列步骤进行：