第五章 压力管路.ppt

③、分支管路 1)选定主干线(以起点到最远点为主干线) 2)按各终点流量要求,从末端前推,分配各管段流量 3)根据流量及合理流速,选定各段管径 4)计算干线各段水头损失,确定干线上各节点处的压头,推算起点压头,确定泵压或罐塔高度 5)通过节点压头确定各支管的水头损失,再根据设定的管径校核水头损失,不符合则重选支管径 许多室内管线，集油站及压水站内管线管件较多，属于短管。 短管计算问题，多涉及到能量方程的应用： § 5－3 短管水力计算 ζc 综合阻力系数 一、综合阻力系数 已知： 大直径管段：直径d1，长l1 小直径管段：直径d2，长l2 孔板直径：d孔 则全管路总水头损失为： （1） 为了计算方便，一般以出口速度作为标准，把其它速度化成出口速度表示的形式，由连续性方程： （2） ζc 综合阻力系数 令 称之为作用水头。 则 所以 二、短管实用计算通式 由图A→B，1－1~2－2断面列能量方程： 流量系数 基本概念： 自流管路：完全靠自然位差获得能量来源输送或排泄液体的管路。 孔 口：储液罐壁或底部打开的小孔。局部阻力 管 嘴：在孔口处接出短管。局部阻力+沿程阻力 § 5－4 孔口和管嘴泄流 收缩断面C－C的形成：流线特性，流线不能转折 ,液流射出时,将向内部收缩形成收缩断面c－c（约在距出口d/2处） 收缩断面： —收缩系数：0.62～0.64 一、定水头孔口泄流 分析定水头薄壁圆形小孔口泄流。 薄壁孔口：液体与孔口周围只有线接触,容器壁厚与所开孔口直径之比小于1/2,即 小 孔 口： 孔口有效断面上所有的点都可用其中线上的点来代替 射流结构分析： 孔口泄流计算公式 取0－0 ~ c－c 列方程，压强标准为绝对压强，则有： 流速系数 令 则 （1） 定水头薄壁圆形小孔口自由出流流量计算公式 孔口阻力系数 ——理论流速 ② 实验证明： ③ 对于理想流体： 说明： 所以 流量系数 ——孔口泄流计算公式。 二、管嘴泄流 标 准 圆 柱 管 嘴： 自孔口接出短管直径与孔口直径相同，且 l＝（3～4）d 管嘴与孔口区别： ① 流态不一样，先收缩，再扩大，然后封住出口，均匀泄出。 ② 孔口只有局部阻力，管嘴加上扩大阻力和沿程阻力。 流量计算公式 据公式： 由于ε＝1，要知μ，须求φ。 实验修正： 孔口和管嘴的流量公式 三、管嘴流量系数为什么大于孔口流量系数？ 孔口计算断面为收缩断面C－C，压强为 pa，而管嘴收缩处却不一样，管嘴出口在收缩断面之后，由于在C’－C’ 处液流带走一部分气体形成负压，这就相当于在1－C 之间增大了一个压头差，流量系数也就增大了。 因为 所以 即相当于使压头增大了0.75倍 取1－C列方程：压力标准取绝对压力： 但也不是真空度越大越好 (1)若真空过大，会形成气阻(汽化)，使其压强低于或接近于液体的汽化压强, 将使液体气化产生气体, 从而破坏了液体流动的连续性。对于水来说, 为保证流动的连续性, 防止接近汽化压强而允许的真空值不大于7 米水柱。 (2)当气体全被液流带走时，外部空气将进入破坏真空，使液流充不满管子，反而减少流量。 §5-1 管路的特性曲线 §5-2 长管的水力计算 §5-3 短管的水力计算 §5-4 孔口和管嘴泄流 第五章 压力管路的水力计算 本章将结合输油管路设计中的一些工程问题，如长输管线的水力计算、串并联管路，以及孔口和管嘴泄流的基本原理，作扼要分析，介绍处理这些问题的基本方法。 1 长管计算实用公式 简单长管 串联、并联和分支管路 2 短管计算实用公式 3 孔口和管嘴泄流 主要内容 主要公式 连续性方程 伯努利方程 雷诺数 达西公式 包达公式 基本概念： 压力管路： 在一定压差下，液流充满全管的流动管路。（管路中的压强可以大于大气压，也可以小于大气压） 注：输送气体的管路都是压力管路。 按管路的结构特点，分为 简单管路：等径、无分支或汇合的管路,直径可大可小 复杂管路：直径有变化或有分支等情况的管路 根据管道分支、排列和组合的情况: 串联、并联、分支 按能量比例大小，分为 长管： 和沿程水头损失相比，流速水头和局部水头损失可以忽略的流动管路。 如果管路中流速水头和局部水头损失的和，所占的比例在5~15%以下，在水力学计算中，可以忽略不计