工程水力计算 简单短管水力计算、简单短管水力计算实例、简单长管水力计算、管流认知 项目五有压管道水力计算.ppt

对于短管 对于长管 4.已知流量和管长，求管径d和水头H； 这是工程中常见的实际问题。通常是从技术和经济两方面综合考虑，确定满足技术要求的经济流速。有了经济流速就可以求出管径，这样求水头H即转化为第二类问题。 5.对于一个已知管道尺寸、水头和流量的管道，要求确定管道各断面压强的大小 5.3 短管水力计算举例 简单管道水力计算特例——虹吸管 虹吸管是一种压力管，顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。其顶部的真空值一般不大于7～8m水柱高。虹吸管安装高度Zs越大，顶部真空值越大。 虹吸管的优点在于能跨越高地，减少挖方。 虹吸管长度一般不长，故按短管计算。 1 1 2 2 Z Zs 安装高度 上下游水面差 简单管道水力计算特例——水泵 通过水泵转轮转动的作用，在水泵进口端形成真空，使水流在池面大气压作用下沿吸水管上升，流经水泵时从水泵获得新的能量，从而输入压力管，再流入水塔。 Z Zs 吸水管 压水管 安装高度 提水高度 水泵向单位重量液体所提供的机械能，称为水泵的扬程 如果作用水头的95%以上用于沿程水头损失，我们就可以略去局部损失及出口速度水头，认为全部作用水头消耗在沿程，这样的管道流动称为水力长管。否则为水力短管。 5.4 长管水力计算 对水力长管，根据连续方程和谢才公式可知 长管：作用水头全部 用于支付沿程水头损失 5.4.1、简单长管的水力计算公式 流量模数综合反映管道的形状、尺寸和边壁粗糙性对输水能力的影响。 5.4 长管水力计算 5.4.2、串联管道的水力计算 各管段的联接点水流符合连续性方程： 水流满足能量方程： （按短管计） 或 （按长短计） 按短管计 Q2 Q1 Q3 q1 q2 H Q2 Q1 Q3 q1 q2 H 按长管计 由直径不同的几段管段顺次连接而成的管道称为串联管道。 5.4.3、并联管道的水力计算 （一般按长管计） Q4 Q1 Q2 Q3 Q5 H 并联管道：由两条或两条以上的管道同在一处分出，又在另一处汇合，这种组合而成的管道。 并联管道的特点为： （1）各条管路在分叉点和汇合点之间的水头损失相等。 （2）管路中的总流量等于各并联管路上的流量之和。 5.1 管流认知 5.2 短管水力计算?? 5.3 短管水力计算举例 5.4 长管水力计算 项目五 目录 教学基本要求 1.了解管路分类、有压管流特点和其水力计算分类； 2. 了解串联管道和并联管道的一般知识； 3.掌握短管的水力计算和水头线的绘制、长管中的简单长管和枝状管网的水力计算。 本单元重点 管路分类；有压管流特点； 有压管道恒定流水力计算分类； 短管的自由出流和淹没出流的流量公式； 总水头线和测压管水头线的绘制； 简单长管、串联管道、并联管道和枝状管网。 5.1 管流认知 有压管道：管道周界上的各点均受到液体压强的作用。 有压管中的恒定流：有压管中液体的运动要素不随时间而变。 有压管道 无压管道 整个过流断面有无自由液面 有压管道 无压管道 1.有压管道和无压管道 2.简单管道和复杂管道 根据管道的组成情况我们把它分为简单管道和复杂管道。简单管道是指管道直径不变且无分支的管道；复杂管道是指由两根以上管道组成管道系统。复杂管道又可以分为串联管道、并联管道、分叉管道、沿程泄流管和管网。 简单管道 串联管道 并联管道 5.1 管流认知 3.短管和长管 短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损失都不能忽略不计的管道； 长管是指流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失，在计算中可以忽略的管道为，一般认为（局部水头损失+流速水头）＜5%的烟程水头损失，可以按长管计算。 需要注意的是：长管和长管不是完全按管道的长短来区分的。将有压管道按长管计算，可以简化计算过程。但在不能判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前，按短管计算不会产生较大的误差。 5.1 管流认知 4.自由出流和淹没出流 自由出流 淹没出流 根据管道出口水流的特点 自由出流 淹没出流 管道出口水流流入大气，水股四周都受大气压强的作用，称为自由出流管道。 管道出口淹没在水下，称淹没出流。 5.1 管流认知 简单管道的水力计算可分为自由出流和淹没出流两种情况。 ?1.自由出流 5.2 短管水力计算 5.2.1、简单短管的水力计算 如右图中，列断面1－1、2－2的能量方程 管道自由出流的流量系数 ?自由出流公式 ?由能量方程得 5.2 短管水力计算 ?2.淹没出流 在图5-2中，列断面１－１与２－２