水力学 有压管流.pptxVIP

水力学教学课件;第五章学习重点： 1.了解液体运动两种流态的特点，掌握流态的判别方法和雷诺数Re的物理意义。 2.沿程水头损失系数λ在层流和紊流三个流区内的变化规律。 3. 达西公式 4. 谢才公式及曼宁公式，并会确定糙率n。 5. 局部水头损失计算。 ;第六章 有压管流;主要内容：; 长管只计算沿程损失而忽略局阻损失和出流速度头。是工程上的简化。;（ｂ）并联管路：有分支，但有共同的汇合和 起始点。;尽量减少动消耗，即能耗，节约能源，节约原材料，降低成本。 为达到上述目的，需计算确定Q，尺寸（Ｌ、d），损失hf。;有压管中的恒定流;概念介绍;水电站压力引水钢管 水库有压泄洪隧洞或泄水管 供给的水泵装置系统及管网 输送石油的管道 ;;; 根据管道布置与连接情况，管道可分为;液体经容器壁上孔口流出的水力现象称为孔口流出。由于孔口出流的情况是多种多样的，根据出流条件可分为自由出流和淹没出流。液体通过孔口流入大气的出流称为自由出流；流入充满液体的空间称为淹没出流;6.1.1 基本公式 短管水力计算可直接应用伯努利方程求解，短管出流有自由出流和淹没出流之分。 液体经短管流入大气为自由出流，液体经短管流入液体为淹没出流。 ;自由出流 ;;淹没出流 ;;简单短管中有压流计算的基本问题和方法; （1）为已知作用水头、管长、管径、管材与局部变化，求流量，见p117 [例6-1]。 （2）为已知流量、管长、管径、管材与局部变化，求作用水头，见p118 [例6-2]。 （3）为已知作用水头、流量、管长、管材与局部变化，求管径，见p119 [例6-3]。;;;;1.虹吸管;剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体，而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。 ; 例9-1 利用虹吸管将渠道中的水输送到集水池; 例9-1 利用虹吸管将渠道中的水输送到集水池; 流速为;2.水泵;概念：;例，如图，水泵向水池抽水，两池中液面高差z=45m，吸水管和压水管的直径均为500mm，泵轴离吸水池液面高度h=2m。吸水管长10m，压水管长90m，沿程阻力系数均为0.03。局部水头损失系数：吸水口ζ1=3.0 ,两个90度弯头ζ2 = ζ3 =0.3，水泵吸水段ζ4 =0. 1，压水管至水池进口ζ5 =1.0。流量为0.4m3/s。 试求水泵扬程Hp,效率为80%的 轴功率及吸水管上水泵入口轴线的 真空度。;解：;对1-1和3-3断面列能量方程;Q、l、d; 2．已知H、d、l、λ、 ，求Q(或V）；; 例.设有一倒虹吸管如图所示。上下游水位H=8m，管长l=200m，管径d=0.5m，管壁为清洁水泥面，求流量Q .; 这类问题可应用能量方程和阻力计算方法直接进行计算，但需解高次代数方程，一般难于直接求解，工程上常用试算法。;已知流量Q,作用水头H，管道长度l，沿程阻力系数λ ，局部水头损失的组成，求管径d 。;解：;长管：指在管道的总水头损失中，局部损失与流速水头之和所占比例的比例很小（＜5%），在进行水力计算中都可以忽略的管路。;如图为水池引水的简单管路自由出流，管长为l,管径为d，沿程阻力系数为λ，管路出口中心距水池水面高度为H，H为静水头;选水池1-1断面和管路出口断面2-2，以通过2-2断面形心的水平面为基准面列能量方程;式中 s = al 称为管道的阻抗，a 则称为比阻。于是;;;【解】 首先计算作用水头;求得比阻;每一段均为简单管道，按比阻计算水头损失为;当节点无分流时，通过各管段的流量相等，管道系统的总阻 抗 s 等于各管段阻抗之和，即; 6.2.3 并联管道 两节点之间首尾并接两根以上的管道系统称为并联管道;由于;因： ;【例4】三根并联铸铁输水管道，总流量 Q = 0.28m3/s；各支管管长分别为 l1 = 500m，l2= 800m，l3= 1000m；直径分别为D1 = 300mm， D2 = 250mm， D3 = 200mm 。试求各支管流量及 AB 间的水头损失。;;流量，;6.2.4 均匀泄流的水力计算 ;在距管段起始处x位置取微段dx。则在x处截面的流量应为末端出流量和余段泄流量之和，即：; 积分上式得 ;; 假定比阻 a 为常数，上式积分得;【例5】水塔供水的输水管道，由三段铸铁管串联而成，BC 为沿程均匀泄流段。管长分别为 l1 = 500m， l2= 150m ， l3= 200m；管径 D1 = 200mm ，D2 = 150mm，D3 = 100mm ， 节点B分出流量q = 0.07m3/s ，通过流量 Qp = 0.02m3/s，途泄 流量Qs = 0.