第5章 压力管路的水力计算专用课件.ppt

第5章作业 第5章 压力管路的水力计算 §5.3 短管的水力计算 这些管路，其上管件较多，沿程直径亦有所变化，常属于短管。短管的水力计算一般可以用能量方程求解，但计算比较麻烦。 为了使计算简化，常先把所有阻力系数综合在一起，再代入能量方程，或作出管路特性曲线，可以解各类问题。 井场上的管路; 油站内的管路; 室内管路; 泵的吸入管路，等 例如： 第5章 压力管路的水力计算 1、综合阻力系数 已知一短管系统，如图：局部阻力系数分别为?1、 ?2、……、?9， 粗管长l1，管径d1，细管长l2，管径d2。 第5章 压力管路的水力计算 总水头损失： 由 代入上式： 第5章 压力管路的水力计算 ∴ 全管路总损失： 令 ?c —— 综合阻力系数，与流态、局部阻力形式、几何尺寸有关。 ∴ 第5章 压力管路的水力计算 2、短管实用计算通式 取1-1、2-2两断面，列伯诺利方程： ∴ 定义 ，称为作用水头 ∴ 第5章 压力管路的水力计算 ∴ 令 ，称为流量系数。 ∴ 一般写为： 短管的实用计算公式 式中，A＝A2＝出口截面积 用此公式可解管路的第一、第二两类问题： ∴ 第5章 压力管路的水力计算 （1）第一类问题：已知Q，求H0 （或 ?p ） 已知Q ? V? Re ? 流态，?c（?、?） ? ? ? H0 ??p，当p2已知时，求起点压强p1。 （2）第二类问题：已知H0 ，求Q 解法一：试算法。设流态 ? ?c ? ? ? Q ? 检验流态。 解法二：利用管路特性曲线。 其中， ，?随?c及流态而变。 第5章 压力管路的水力计算 §5.4 孔口和管嘴泄流 自流管路：不加外来能量，完全靠自然位差获得能量来排泄液体的管路。 定水头出流（稳定出流）：液体在出流过程中，作用水头H0不随时间变化 的出流。 自由出流：出流于大气中的液流。 淹没出流：出流于液体中的液流。 第5章 压力管路的水力计算 1、定水头孔口泄流 薄壁孔口：流体与孔口边缘为线接触。流体阻力只有局部阻力hj。 小孔口：孔径d小于十分之一的作用水头H0，即 小孔口断面上的速度分布可视为均匀的。 出流特点：由于惯性作用，流线不能突然转折，当实际液体流经孔口时， 在离孔口约 处形成最小收缩断面c-c。 第5章 压力管路的水力计算 设收缩断面面积为Ac，孔口的断面积为A，则孔口断面收缩系数 ? 为： 列0-0，c-c两断面的伯诺利方程： 令 ，为作用水头。 ∴ 即 第5章 压力管路的水力计算 解出： 令 ，为流速系数。 则： 流量： 令 ，为流量系数。 则： 第5章 压力管路的水力计算 实验表明： 当是理想流体时： Q理 ≠ Q实， ，即 ? 的物理意义为实际流量与理想流量之比。 第5章 压力管路的水力计算 对于孔口淹没出流，如图所示。 列1-1、2-2断面的能量方程： 这里，突然扩大的局部阻力系数： ∵ ， ∴ 故： 第5章 压力管路的水力计算 上述能量方程变为： 令 ∴ ∴ ∴ （这里 ） 第5章 压力管路的水力计算 可见，淹没出流与自由出流的水力计算公式虽然形式相同，但两者之间的区别在于： 对淹没出流： 对自由出流： 涉及上、下游两个断面！ 最后指出：淹没出流的?、?、?、?孔与自由出流的情况相差不大，实用 上可认为二着相等。 作用水头定义不同！ 第5章 压力管路的水力计算 2、定水头管嘴泄流 标准圆柱管嘴：自孔口接出与孔口直径d相同而长度 l＝(3～4)d 的短管。 流动特性： ① 流体在管嘴内先收缩后扩大，封住出口流出。 ② 损失包括三部分： 第5章 压力管路的水力计算 管嘴损失的计算： 令