第5章-有压管路的水力计算备课讲稿.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第5章-有压管路的水力计算,1.简单管路的基本计算关系,(1)水池液面1-1与管路出口断面2-2伯努利方程,(2)长管的全部作用水头用于克服沿程阻力损失（测压管水头线与总水,头线重合）,(3)管路的沿程损失,h f,（由达西公式确定）,(4)简单管路的流量（由蔡西公式确定）,K：,流量模数或特性流量，,表示,水力坡度等于,1,时的流量。,5.1,简单管路的水力计算,（,5）长管水力计算的基本公式,阻力系数与蔡西系数c的关系,c 值可按巴甫洛夫公式计算，即,R：水力直径，适用范围为0.1m,R,3m；,n：粗糙系数，由各种壁面材料的粗糙情况而定；,y,：与,R,及,n,有关的指数。,与,R,及,n,有关的指数,y,由下式确定：,（1)精确计算公式,（,1)近似计算公式,对于一般输水管道，常取,粗糙系数n值是表征边界表面影响水流阻力的各种因素的一个综合参数，其随管壁材料、内壁加工情况和铺设方法的不同而异。,一般工程初步估算时可采用下列数值：,混凝土和钢筋混凝土管路 n=0.0125,焊接金属管路 n=0.012,铆接金属管路 n=0.013,大直径木质管路 n=0.013,岩石中不砌衬的压力管路,n=0.025-0.04,特性流量,Q是管径d和壁面粗糙度n的函数，为方便管路水力计算，可对不同粗糙度和不同直径的管道，可预先将特性流量系数K计算列成数值表。,简单管路计算可以解决以下三类问题：,（1）已知流量Q、作用水头H、管长l及管壁粗,糙度系数n，通过特性流量K求出,管路直径,d,；,（2）已知流量Q、管长l和管径d时，可求出,能,量损失,hf,（或,作用水头,H,）；,（3）已知管长,l,、管径,d和作用水头H时，可,求,出流量,Q,。,5.2,串联管路的水力计算,串联管路,是由不同直径的管段顺次连接而成的管路。如城市、工矿企业的供水管、送风系统的干管，都属于这类管路。,串联管路的流量可以是沿流程不变，也可由于沿管路每隔一定的距离有流量分出，从而各段有不同的流量。随着沿程流量的减少，所采用的管径也相应减小，各段管路中的流速也不相同。,串联管路中的每一段管路都是简单管路,(1)任一管段的水头损失,(2)总作用水头（等于各管段的水头损失之和）,(3)流量关系（按连续性条件求出）,(4)沿程无流量（qi0）分出时的水头损失,串联管路的水力计算基本计算公式,串联管路水力计算,解决的问题,(1)已知作用水头H和各管段的di、li和qi，求每段,的,Qi,；,(2)已知各管段的Qi、di、li和qi，求所有各段的作,用水头,H,；,(3)已知作用水头,H,和各管段的,Qi,、,li,和,ni,，可求某,段的管径,di,（其它各管段直径为已知）。,串联管路的测压管水头线与总水头线重合，整,个管路的水头线呈折线形（各管段流速不同，其水,力坡度也不相同）。,5.3 并联管路水力计算,并联管路,：两条或两条以上的管道在同一节点分出又在另一节点汇合。,各管段的流量一般来说是各不相同的。,并联管路一般按管长计算。,并联管路水流特点,：液体通过并联段每一支管的水头损失皆相等。,并联管路基本计算公式,（1）并联管路两节点A与B间的水头损失。,（2）支管的流量与总流量间应满足连续性方程。,若 ，流量关系式为,（3）管路系统总水头损失等于系统中并联管路水头损失与其它管段,水头损失之和。,注意,：,并联管路各管段的水头损失相等，只表明,通过每一管段的单位重量液体的机械能损失相等,。,由于通过各管段的流量并不一定相等，所以各管段上的总机械能损失（全部液体重量）也不一定相同，即流量大的管段，其总机械损失也大；反之亦然。,5.4 连续均匀出流管路,通过流量,：在一个管段内通过固定不变的流量,连续出流管路,：通过流量外，有时还要沿管长连续不断地向外泄出流量,连续均匀出流管路,：管段单位长度上的泄出流量均相等连续均匀出流管路能量损失,连续均匀出流管路水力计算的基本公式,（,1）距起点A为x处的M点流量,（2）长度为dx微段上的水头损失,（3）在长度l的管路上的水头损失近似公式,或,（4）实际计算流量Q,C：,（5）用计算流量表示的水头损失：,（6）通过流量Q,T,等于零时的水头损失：,当流量全部沿程均匀泄出时，其水头损失只等于全部流量集中在,端泄出时水头损失的 （因沿管路流速递减）。,5.5 管网的水力计算基础,管网是一种复杂的管路，分为两种类型：,枝状管网,和,环状管网,。,枝状管网,：,管线于某点分开后不再汇合在一起，呈一树枝形状,。,枝状管网的总长度较短，建筑费用较低，但当某处发生事故切 断管网时，要影响到一些用户用水，因而影响生活和生产。,环状管网,：,管线在一共同节点汇合形成一闭合状的管路,。,管网的供水可靠性较高，当某段管线发生故障切断管路时，不会影响其余管线的用水。由此，一般比较大的、重要的用水单位通常采样环状管网供水。但这种管网需要管材较多、造价高。,枝状管网,环状管网,管网计算的两种类型,（1）,新建给水系统的管网设计,已知管网地区的地形资料、各管段长度与端点要求的自由水头和 各节点的流量分配，要求设计,管路的各段直径及水塔的高度,；,（,2）,扩建已有给水系统的管网设计,已知水塔高度、各管段长度、管段端点的自由水头和流量分配，要求,确定直径,。,管网中各区段的管径应根据流量和平均流速来决定。,经济流速,：使得供水的总成本最小的平均速度。,管网中各区段的管径应根据经济流速来确定。,给水管路允许的极限流速需要进一步探讨研究可，目前在一般给水管道设计中，可查表求得。,5.5.1 枝状管网的水力计算,（,1）新建给水系统的管网设计,a 在已知流量的条件下，按平均经济流速选择管径；,b 利用管路计算的基本公式出各管段的水头损失 ；,c 计算从水塔建筑物到管网最不利的控制点的总水头损失（即管 网上距离水塔最远、要求自由水头满足或稍由富裕某点的给水需要的压力及流量的水头）；,d 计算地形标高最高之点与水塔处地形标高之差；,e,计算水塔高度：,HF：最不利点的自由水头；,：从水塔到最不利地点的总损失水头；,Z0：最高的地形标高；,ZB：水塔出的地形标高。,（,2）扩建已有的给水系统的管网设计,a 根据水塔高度,H,、管路长度,l,n和用户自由水头,H,F,，计算平均水力坡度,i,m：,b 基于平均水力坡度，为各管段能通过已知流量，各管段的特性流量为,c 由特性流量K即可确定出各管段的管径。,选定的管径不符合国家产品规格时，应使一部分管段的K Kn，使得这些管段的结合，既能,充分利用现有的水头，又能通过要求的流量,；,应考虑经济上的合理性，要求,金属材料的用量最少,，一般认为,最小时，管路金属材料用的最少。,5.5.2 环状管网的水力计算,（,1）计算内容,a 根据地形图确定管网的布置及确定管网的长度，,b 根据需要确定节点的流量；,c 按照经济流速决定各管段的通过流量；,d 确定各管段管径及计算水头损失。,（,2）环状管网计算必须遵循的原则,a 在各节点上输入的流量等于流出的流量，即 。,b 任一封闭环内，水流由某一节点流向另一节点时，两方向水头损失,应相等，即 。,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,