孔口管嘴.PPT

1、了解有压管流的基本特点。掌握孔口、管嘴的水力计算； 2、掌握短管（水泵、虹吸管）的水力计算方法； 3、了解复杂管道的特点和计算方法，重点掌握串联管道和并联管道的水力计算。 4、了解有压管道中的水击现象和水击传播过程。 虹吸管工作条件：（1）管内有真空，形成虹吸作用。 （2）上下游水位差 虹吸管的水力计算：确定虹吸管的输水流量; 虹吸管顶部的允许安装高度。 H Z 虹吸管流量的计算 以下游水面为基准面，对1,2断面列能量方程： H－上下游水位差；V－管内流速； 虹吸管流量Q决定于上下游水位差H和虹吸管长度、直径、粗糙程度及局部阻力等因素。 H Z 0 0 1 1 2 2 虹吸管最大安装高度的确定 对1断面和C断面列能量方程： 因此 Lac为虹吸管上升部分的长度。 安装高度Z与真空度hv有关，另一方面与从进口到顶部的水头损失有关，通常规定hv不超过7m水柱高度。减小hw,可以增加顶部安装高度。 H Z 0 0 1 1 c c a （三）倒虹管的水力计算 倒虹管是中间部分比进出口都低的管道。倒虹管中的水流并无虹吸作用，由于它的外形象倒置的虹吸管，因此称为倒虹管。 与路堤相交叉的排水管道或是与河道相交叉的污水灌溉系统，就可以采用倒虹管的的形式从路堤或河底穿越。 倒虹管的水力计算主要是计算流量或管径。 H H 流量计算 因倒虹吸管出口在下游水面以下，为管道淹没出流，因此 　流量 H 2、管径的计算 高次方程，可采用试算法求解。 §4－4　长 管 的 水 力 计 算 短管在进行管路水力计算时，流速水头和局部水头损失必须考虑。 长管，在进行水力计算时，流速水头和局部水头损失同沿程水头损失相比，所占的比重很小，可以忽略不计。 长管是管道的简化模型，由于长管不计流速水头和局部水头损失，使水力计算大为简化，并可利用专门编制的计算表进行辅助计算。 一、简单管道 沿流程直径不变，流量也不变的管道称为简单管道，简单管道是一切复杂管道水力计算的基础。 取水箱内过流断面1和管道出口断面2，列伯努里方程：　　　　 因长管 忽略局部损失和流速水头，则　 H＝hf 上式表明，长管的全部作用水头都消耗于沿程水头损失，总水头线是连续下降的直线。 令　 ，称为比阻。　　 　 则 简单管道按比阻计算的基本公式 比阻A取决于沿程阻力系数λ和管径d。 根据谢才公式： 代入 按上式编制水管通用比阻计算表，表中n值，对不同材质管道有不同的值，可查表得到。 1、比阻A计算的基本公式： 2、计算比阻A的舍维列夫公式： 旧钢管、旧铸铁管： 粗糙区，V≥1.2m/s, 过渡区，V＜1.2m/s, 例4－3　自两个水塔I及II经过两条输水管线向出水点C供水，其中L1＝800m，d1＝150mm；L2＝200m，d2＝200mm。设h1＝30m，h2＝20m，而出水点C的最小水头hc＝5m。试求C点出流量。 解： h1＝hf1＝AL1Q12 因此A＝36.7 输水管的n＝0.012，d1＝150cm， h2-hc＝hf2 =A1L1Q12 输水管的n＝0.012，d2＝200cm，因此A＝7.92 因此　 Qc=Q1+Q2=0.126m3/s 0 0 hc h1 h2 L1,d1 L2,d2 二、串联管道 串联管道常用于沿流程向多处供水，管道上经过一段距离就有流量分出，随着沿程流量减少，所采用的管径也相应减小。 　　　　　　 由直径不同的简单管道顺序联接起来的管道，称为串联管道。 设串联管道，各管段的长度分别为L1、L2…….，直径为d1、d2…..，通过流量为Q1、Q2……，节点出流量为q1、q2……。 串联管道中，两管段的联结点称为节点， 流向节点的流量等于流出节点的流量，满足节点流量平衡： 　　　　 Q1＝q1+Q2 　 Q2＝q2+Q3 一般形式：　 Qi＝qi+Qi+1 每一管段均为简单管道，水头损失按比阻计算　 　 hfi＝AiLiQi2 当节点无分量流出，通过各管段的流量相等，即Q1＝Q2＝……＝Q 上式可简化为　　 串联管道的总水头损失等于各管段水头损失的总和　 串联管道的计算问题：已知L,d,H,Q中任意三个参数，求另外一个参数。 例4－4　由水塔向车间供水，采用铸铁管（略微污染），管长2500m，管径400mm，水塔地面标高Z1为61m，水塔水面距地面的高度H1为18m，车间地面标高Z2为45m，供水点需要的自由水头H2为25m。(1)求供水量；（2）管线布置、地面标高及供水点需要的自由水头都不变，供水量增至150L/s，试求管道直径。 解： （1）列能量方程： H1＋Z1＝H2＋Z2＋hf hf= (H1＋Z1)-