有压管流.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,*,*,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,*,*,有压管流,第六章,第六章 有压管流,第一节,概述,第二节,短管的水力计算,第三节,长管的水力计算,第四节,有压管路中的水击,1 概论,有压管流,指整个管道断面均被液体充满，没有自由液面，管壁处处受到水压力作用的管中水流。分恒定流和非恒定流两种。,长管：,沿程水头损失起主要作用，局部水头损失和流速水头可以忽略不计,短管：,局部水头损失和流速水头与沿程水头损失相比不能忽略，必须同时考虑,有压管道,习惯上,将局部水头损失和流速水头占沿程水头损失5%以下的管道按长管计算，否则按短管计算。比如自来水管、喷灌引水管等属于长管；堤坝中的泄洪管与放水管、虹吸管、倒虹吸管等常属于短管。,第六章 有压管流,第一节,概述,第二节,短管的水力计算,第三节,长管的水力计算,第四节,有压管路中的水击,2 短管的水力计算,自由出流,淹没出流,总水头线和测压管水头线的绘制,短管水力计算举例,2.1 自由出流,自由出流管内流速及流量为：,式中,c,为管道的流量系数,2.1 自由出流,自由出流的示意图如下：,2.2 淹没出流,淹没出流管内流速及流量为：,式中c为管道的流量系数,2.2 淹没出流,淹没出流的示意图如下：,2.3,总水头线和测压管水头线的绘制,v,1,2,2,g,v,2,2,2,g,管道突然放大,总水头线,测压管水头线,2.3,总水头线和测压管水头线的绘制,v,1,2,2,g,v,2,2,2,g,管道突然缩小,总水头线,测压管水头线,2.3,总水头线和测压管水头线的绘制,v,2,2,g,v,2,2,g,管道中的阀门,总水头线,测压管水头线,2.3,总水头线和测压管水头线的绘制,用以下例子说明总水头线和测压管水头线的绘制。,点击查看绘制步骤,2.4 短管水力计算举例,1、虹吸管的水力计算,虹吸管是一种压力输水管道，顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。在虹吸管内造成真空，使水流则能通过虹吸管最高处引向其他处。,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，故按照短管计算。,2.4 短管水力计算举例,例题：,如图所示虹吸管，通过虹吸作用将左侧水输至下游。已知,试求：,通过虹吸管的流量,Q,；,虹吸管最高处A点的真空,高,度,解1.由12列伯努利方程,得,流量,2.4 短管水力计算举例,2.4 短管水力计算举例,2.由1A列伯努利方程,得A点真空度,2.4 短管水力计算举例,2、离心式水泵管道系统的水力计算,水泵水力计算主要是确定水泵扬程、水泵的安装高度,（1）计算水泵扬程,单位重量水体从水泵中获得的外加机械能，称为水泵的扬程，用h,p,表示。,（2）计算水泵的安装高度,水泵工作时，必须在它的进口处形成一定的真空，才能把水池的水经吸水管吸入。为确保水泵正常工作，必须按水泵最大允许真空度（一般不超过7.0m水柱）计算水泵的安装高度，即限制h,s,值不能过大。,2.4 短管水力计算举例,例2已知,，求水泵安装高度 。,解,从 12 建立伯努利方程，有,2.4 短管水力计算举例,式中：,为泵进口真空度，一般,实际的安装高度 只要小于或等于 ，即可,。,第六章 有压管流,第一节,概述,第二节,短管的水力计算,第三节,长管的水力计算,第四节,有压管路中的水击,3 长管的水力计算,简单管道的水力计算,串联管道的水力计算,并联管道的水力计算,沿程均匀泄流管道的水力计算,管网水力计算基础,3.1,简单管道的水力计算,1.,定义：,d、Q沿程不变的管路，称为简单管路。,2.水力关系,上式说明：,全部作用水头均消耗在沿程水头损失上。,伯努利方程,3.1,简单管道的水力计算,连续性方程,3.关于 的计算,式中,称为比阻,。,3.2,串联管道的水力计算,串联管路,3.2,串联管道的水力计算,1.定义：由d不同的若干段管顺次联接的管路，称为串联管路。,2.水力关系,（能量关系）,（流量关系）,3.3,并联管道的水力计算,并联管路,3.3,并联管道的水力计算,1.,定义,：,在两节点间并设两条以上的管路，称为并联管路，其目的是提高供水的可靠性.,2.水力关系,（流量关系）,（能量关系）,3.4,沿程均匀泄流管道的水力计算,沿程连续不断分泄出的流量称为沿程泄出流量，若管段各单位长度上的沿程泄出流量相等，这种管道称为沿程均匀泄流管道。,3.5,管网水力计算基础,复杂管路,串联管路,并联管路,管网,枝状管网,环状管网,1.支状管网,2.环状管网,第六章 有压管流,第一节,概述,第二节,短管的水力计算,第三节,长管的水力计算,第四节,有压管路中的水击,4 有压管路中的水击,水击波的传播过程,直接水击和间接水击,水击压强的计算,4.1 水击波的传播过程,水击波的传播过程,第一阶段,水击的传播速度为,a,在,t,=,l,/,a,时到达管道口,4.1 水击波的传播过程,4.1 水击波的传播过程,4.2,直接水击和间接水击,根据闸门关闭（或开启）的时间,T,s与相长,T,的比值，我们把水击分为两类：,（1）直接水击：闸门关闭（或开启）的时间,T,s,T,（相长）。,（2）间接水击：指闸门关闭（或开启）的时间,T,s,T,（相长）。,4.3,水击压强的计算,1.水击波的传播速度,c,0水中声音传播速度（1435m/s）,水的弹性系数（2,109Pa）,E,管材弹性系数（钢：206106kPa）,管材壁厚,4.3,水击压强的计算,2.直接水击压强的计算,（1）缩短压力管道的长度；,（2）延长阀门关闭的时间,T,s；,（3）减小压力管道中的水流流速；,（4）安装水击消除阀；,（5）设置调压室。,防止产生直接水击破坏的,措施,式中：,c,是水击波速，,v,0,是管内原来流速，,v,是阀门启闭后的流速。,4.3,水击压强的计算,3.间接水击压强的计算,式中：,v,0,是,水击前,管,中平均,流速，,T,S,为阀门关闭时间,谢谢欣赏,