第五章孔口、管嘴及有压管路.ppt

流体力学电子教案 第5章 孔口、管嘴及有压管流 [例] 在 条件下，试分 别比较孔口和管嘴出流的流速及流量。 [解]1.流速比较 2.流量比较 一、短管水力计算 虹吸灌溉 真空输水：世界上 最大直径的虹吸管 (右侧直径1520毫 米、左侧600毫米), 虹吸高度均为八米， 犹如一条巨龙伴游 一条小龙匐卧在浙 江杭州萧山区黄石 垅水库大坝上，尤 为壮观，已获吉尼 斯世界纪录 。 我 国 最 大 的 倒 虹 吸 管 例题 [例]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点的真空度 。 [解]1.由1→2列伯努利方程 得 流量 例题 2.由1→A列伯努利方程 得A点真空度 例题 [例]堤坝上设置钢筋混凝土倒虹吸管（表面较光滑）如图，已知 计算所需管径。 [解] [解] ★ 长管的定义： 一、计算特点 1. 2. 二、计算类型（与短管相同） [例]已知图示并联管路的 ，试 求 。 [解] 由 得 思考★如图所示虹吸管，当泄流时，试分析B点 高出上游水面最大允许高度h与哪些因素有关？ §5.5离心式水泵的水力计算 ★泵是把机械能转化为液体能量的一种机械。 一、泵的构造简介 §5.5离心式水泵的水力计算 二、主要参数 流量Q 扬程H（泵供给单位重量液体的能量） 功率 输入功率（轴功率）NX 输出功率（有效功率） 效率 转速n 允许真空度 三、工况分析 1.水泵特性曲线 Q~H 2.管路特性曲线 Q~ §5. 离心式水泵的水力计算 工作点确定 工作点：水泵特性曲线与管路特性曲线的交点 水泵的选择 电动机的选择 据工作点Q、H→计算 →据 → Nx。 §5.6水击现象及其防护 水击：在有压管路中流动的液体，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵或水轮机组突然停车等），使得液体流速发生突然变化，并由于液体的惯性作用，引起压强急剧升高和降低的交替变化，这种现象称为水击。升压和降压交替进行时，对于管壁和阀门的作用如同锤击一样，因此水击也称为水锤。 水击的危害：轻微时引起噪声和管路振动；严重时则造成阀门损坏，管路接头断开，甚至引起管路的爆裂。水击引起的压强降低，使管内形成真空，有可能使管路扁缩而损坏。 水击危害的预防 （1）延长阀门关闭时间； （2）缩短管路长度； （3）在管路系统的适当位置装设蓄能器（空气罐或安全阀）； （4）在管路上装设调压塔。 入口断面 0-0，任意断面 i-i 通过有压管道定常流动的水力计算，容易确定沿程压强的分布，得到测压管水头线。测压管水头线低于管轴线，为负压。工程中有时需要避免压力的低值，为此找出管道中的压力最低点，检验其是否满足要求。如压力过低，可采取调整管道位置高程、降低流速等措施解决。 3 压强沿程变化和水头线的绘制 4 虹吸的水力计算 4 虹吸的水力计算 4 虹吸的水力计算 则 由于 又 所以 表面较光滑的钢筋混凝土管，取 用牛顿迭代法可得收敛解 取标准管径 由于式 只适合紊流粗糙区，所以应该校核流区 则 。 根据此条件得出Re在紊流粗糙区，计算可用。 第四节、长管水力计算 作用水头全部用于支付沿程损失 1 1 2 2 H v v 则 简单管路 比阻单位流量通过单位长度管段产生的水头损失 d、Q沿程不变的管路，称为简单管路。 比阻S 由谢才公式和曼宁公式 对钢管和铸铁管 对塑料管材 阻力平方区 过渡粗糙区 【例】已知简单管路的l =2500m，H =30m，Q =250l/s， n =0.011。求管径d。 【解】 由 得 由谢才及曼宁公式，得 代入数据得 d ＝388mm 介于标准管径350mm～400mm之间 例题 串联管路 由d不同的若干段管顺次联接的管路 水力关系 （流量关系） （能量关系） 并联管路 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. （流量关系） （能量关系） 水力关系 【例】已知简单管