流体动力学(孔口管嘴出流与有压管流).ppt

　　　　　 展开得 　　　　　　　 由于ΔQk与Qi相比很小，(ΔQk/Qi)2就更小，可略去(ΔQk/Qi)2，上式得　　　　 　　（5）求各环路的校正流量ΔQk 　　由于各环路加入一个校正流量ΔQk，如不计相邻环路的影响，则校正后的环路的闭合差应该为零，即 因为　 ，所以 　　　　 　当每一环路所有管段都经流量校正后，需从步骤3起重复计算，直至每一环路的闭合差均小于给定的数值，即可求得各管段的实际流量。 　手工计算，通常精度取每环路的∑hfi＜0.5m。 式中　在计算　　　　　时，水头损失以顺时针方向为正，逆时针方向为负；分母中的Qi永远为正。即上式中，分子为求代数和，分母为求绝对值之和。 　　计算出ΔQk后，对环路中各管段进行流量校正，即 　　例：如图所示铸铁管管网，曼宁粗糙系数n＝0.0125，各管段长度见表，节点分流量q1＝80L/s，q2＝15L/s，q3＝10L/s，q4＝55L/s。试确定各管段的直径及流量分配。 550 5(3-4) 500 4(2-4) 500 3(3-2) 　Ⅱ 500 3(3-2) 400 2(1-3) 450 1(1-2) 　Ⅰ 管段长度l(m) 管段号 环路号 　　解： 　　（1）确定各管段的流动方向和初步流量分配 　　流动方向如图所示，按连续性条件初步分配各管流量大致为Q1＝50L/s，Q2＝30L/s，Q3＝20L/s，Q4＝15L/s，Q5＝40L/s。 　　注意：每一节点的流量均满足连续性条件。 　　（2）根据初步分配流量，按经济流速选择适当的管径 　　选取经济流速vc＝1.0m/s，计算各管段直径 　　按上式计算得：d1＝0.252m，d2＝0.195m，d3＝0.160m，d4＝0.138m，d5＝0.226m，选取标准管径为：d1＝250mm，d2＝200mm，d3＝200mm，d4＝150mm，d5＝250mm。 管网计算图 已知z＝18m，故 　　　　　 H＝18＋1.74＋1.49＝21.23m 　　根据计算出的水泵总扬程H与水泵抽水量Q，就可以选择适当型号的水泵。 　　 　　 将该式代入上式得 　　　　 　 三、长管简单管道恒定流计算 　　按长管的定义，在水力计算中，只计沿程损失，忽略局部损失和出流速度水头。 所以，作用水头H全部被沿程能量损失所消耗， 通常，多以流量Q为计算参数，则 　 式中　S――管道比阻，单位s2/m6。 　　1、比阻S 　　上式中令　　　　　　，则　 　 S的物理意义：S为单位流量通过单位长度管道所损失的水头。反映了管道的阻力特性，S越大，管道流动阻力越大。 　 S＝f (λ, d)，是随着沿程阻力系数λ及管径d而变化的。根据上一章介绍沿程损失计算公式来计算比阻S。 　　　　　　　 由　 得　 代入　 　　　　　 　　（1）按曼宁公式求比阻 中，得 　　　（2）按舍维列夫公式求比阻　　　 　比阻为 　　过渡区v＜1.2m/s时， 　比阻为 　　粗糙管区v≥1.2m/s时， 　　　　　　 与式 比较可得 　　　　　　　　 　或　 　　2、流量模数K 　　其义为 m3/s 式中　J――水力坡度，表示单位长度的水头损失。 流量模数和物理意义：单位水力坡度的流量数值。反映了管道的通过能力的大小，K值越大，管道通过能力越大。 　　上式又可写成 　四、串联、并联管道恒定流计算 　1、串联管道 　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…，节点分出流量为q1，q2…。节点是管段相连接的点。 　 串联管道的特征： 　（1）节点无流量分出的串联管路，各管段流量相等，即 　　　　　Q1＝Q2＝Q3＝…＝Qm （m为管路的节点数） 　节点有流量分出，流进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 　　　　　Q3＝q3＋Q4 通式为　　Qi＝qi＋Qi+1 　　　　 （2）总水头损失等于各管段水头损失之和 即 当节点无流量分出时，则总水头为 (n为管段数) 　　串联管道的水头线是 一条折线，这是因为各管 段的水力坡度不等之故。 　　2、并联管道 　　如图为并联管道，分流前流量为Q1，合流后流量为Q5，节点A、B间各管段流量为Q2、Q3、Q4，节点分出流量为qA，qB。 　　并联管道的特征： 　　（1）流进节点的流量等于流出节点的流量 　　　　　节点A：Q1＝qA＋Q2＋Q3＋Q4 　　　　　节点B：Q2＋Q3＋Q4＝qB＋Q5 即