第5章有压管路的水力计算.pptVIP

机械工程学院 第5章 有压管路的水力计算 管路中的能量损失＝沿程损失＋局部损失 一般情况下的水力计算都应考虑沿程损失，局部损 失因管路的情况 不同有很大的差异。 管路计算时可分：长管和短管 长管是指流体在管路中流动时，局部损失与速度水 头的总和与沿程损失相比很小，可略去不计。 短管是指流体在管路中流动时，局部损失与速度水 头的总和超过沿程损失或与沿程损失相差不大，在管路 计算时，不能忽略局部损失和速度水头。 5.1 简单管路的水力计算 简单管路：直径不变而且没有支管分出即流量沿流程不 变的管路。简单管路是管路中最简单的一种情况，是计 算各种管路的基础。 5.1 简单管路的水力计算 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）长管水力计算的基本公式 阻力系数与蔡西系数c的关系 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（qi＝0）分出时的水头损失 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）。 并联管路基本计算公式 5.4 连续均匀出流管路 连续均匀出流管路水力计算的基本公式 5.5 管网的水力计算基础 管网计算的两种类型 5.5.1 枝状管网的水力计算 5.5.2 环状管网的水力计算 * 工程流体力学 （5） 2004年4月 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