[理学]水力学第三章.ppt

第五章 四、 紊流运动及阻力损失特性 (4) 紊流边界特征： (5) 粘性底层厚度? 思考题：两根圆管管径d、管长l、边壁粗糙度?都相同，一根输水，另一根输油。如果两管的流速v相等，则两管的雷诺数Re是否相等?两管的 沿程水头损失hf是否相等? 1 四、 紊流运动及阻力损失特性 (3) 紊流边界特征： (3) 粘性底层厚度?0 七. 紊流运动及阻力损失特性 (3) 紊流边界特征： (3) 粘性底层厚度?0 4．横向边界条件对水头损失的影响 横向边界特征——水力半径 R=A/? 有压圆管：R=d/4 宽浅（B/H10)河渠：R?H 紊流的特征 —运动要素的脉动 u=u+u’ (2) 紊流的切应力特征： τ＝τν＋τt 2 2 ) ( dy dv l dy dv x x r m t + = 七. 紊流运动及阻力损失特性 0.3， 0 D d 当Re较小 水力光滑 0 (3) 短管水力计算 c) 确定管径 g d = p H qv C m 0 2 4 H qv C m 0 =2.38 ∵μc与d有关 ∴要用试算法 A qv = u d) 确定压强分布 由能量方程,求各断面的p (4) 长管水力计算 a) 基本公式 2 0 l qv S H = qv 2 2 H l K = 2 2 g v d l h H f l = = R AC K = 流量模数 5 2 0 8 d g S p l = 管道比阻 (4) 长管水力计算 (b) 注意事项 当v1.2m/s l qv kS H 2 0 = l K qv k H 2 2 = k—修正系数 (5) 水头线绘制 v 0 总水头线 测压管水头线 H H 0 基准面 v 0 2 2g (6) 复杂管道水力计算 a) 串联管道 b) 并联管道 c) 分叉管道 d) 沿程泄流管 e) 管网 例3: 倒虹吸管, 已知qv=0.5m3/s, n=0.014, l=70m, 上下游水位差 z=1.5m, z进口=0.4, z弯=0.2, z出口=1.0。 求:管径 z 解: gz A qv C 2 = m d l C 2 1 + + + = l z z z m 出口 弯 进口 d R n C ) 4 ( 014 . 0 1 1 6 1 6 1 = = d c 71 . 1 8 . 1 1 3 4 + = \ m d C g 0244 . 0 8 3 1 2 = = l s m / 5 . 0 3 = gz d d qv 2 4 71 . 1 8 . 1 1 2 3 4 + = p 采用试算法,可得d=0.53m 例4: 离心泵,已知 qv=0.02m3/s, 提水高度 z=18m, l吸=8m, l压=20m, d吸= d压=100mm, λ=0.042, pv /γ 7mH2O, ζ弯=0.17, ζ进=5。 (1) 扬程 H1, (2) 安装高程 h s h s Z 求: 解: (1) 扬程 Ht =Z +hw1 +hw2 s m A qv V V / 55 . 2 = = = 压 吸 m g V d l h w 23 . 3 2 ) 2 ( 2 2 = + + = 出 弯 压 z z l ∴ Ht=18+2.83+3.23=24.06m m g V d l h w 83 . 2 2 ) ( 1 = + + = 吸 弯 进 吸 z z l 2 h g V p p h w a s ) 2 ( 1 2 2 + - - = \ g h g V p h p w s a 2 1 2 2 + + + = g g 吸 (2) 安装高程 hs m p p a 7 2 ￡ - g 根据题意 m h g V p p h w a s 84 . 3 ) 2 ( 1 2 2 = + - - = \ g (2) 安装高程 hs (3) 绘水头线 Z (三) 管道非恒定流—水击 1. 水击现象 H (三) 管道非恒定流—水击 1. 水击现象 H a △ P 2. 水击的波速和相长 水击波速 s m D E K a ) / ( 1 1435 + = d a L T 2 = 相长 a L T 4 2 = 周期 3. 水击分类 (1) 直接水击 Ts≤T (2) 间接水击 Ts＞T 4. 直接水击压强计算: ) ( 0 V V g a H - = D ) ( 0 V V a p - = D r 例5: 压力钢管: L=600m, D=2.0m, δ=3cm, 管末阀门处静水头H0=60m, V0=3.5m/s, 阀门在 Ts=1S内全关。