5孔口、管嘴出流与有压管流.ppt

第五章 孔口、管嘴出流与有压管流 第一节 孔口出流 第二节 管嘴出流 第三节 有压管路水力计算 第四节 管网水力计算原理 第五节 有压管路中的水击 1.大孔口与小孔口 小孔口：d/H≤1/10，可认为孔口断面上各点的水头都相等，各点的流速相同。 大孔口：d/H1/10，计算中应考虑孔口断面上不同高度的水头不相等，因此流速也是变化的。 2. 恒定出流与非恒定出流 3. 自由出流与淹没出流 4. 薄壁孔口与厚壁孔口 （三）短管水力计算的基本类型 ①已知Q，l，d，管材，局部阻力组成，求作用水头H0； ②已知作用水头H，l，d，管材、局部阻力组成，求Q； ③已知Q，作用水头H，l，管材、局部阻力组成，求d。 二、长管水力计算 第四节 管网水力计算原理 经济流速ve 为什么使用经济流速？ 经济流速定义 使用方法 第四节 有压管路中的水击 【实例】① 水泵机组在事故停机（因突然断电或机组故障）致使止回阀快速关闭时，水泵压水管路中常会产生剧烈的振动和噪音，严重时可能导致管道破损，密封失效，水淹泵房； ② 我们经常会遇到这样的情况；清晨起来如果你快速打开水龙头，在水流急速喷出的同时水管也会发出剧烈的振动和噪音，但若缓慢进行这一动作就不会产生这种现象。 【问题】 这是一种什么现象？是什么原因产生的？有何危害？又如何防止？ 本章作业 P122：15、16、17 、18、20、21、22、26 b．计算最大安装高度 以1-1为基准面，对1-1、c-c列方程 利用虹吸原理，在长距离输水管中作压力输水也有应用，实例如下： 方案一：按照传统的做法，以山包的最高点B点为控制点，在B点处建一个高位水池。水泵先将水送入高位水池，然后再由高位水池依靠重力输水至水厂混合池C。该方案的水泵供水水压线为Ⅰ线，水泵扬程为Hl。 方案二：以水厂混合池C为控制点，水泵供水水压线为Ⅱ线，水泵扬程为H2，供水水压线Ⅱ将供水管线分为三段，即：AD与EC段位于供水水压线之下，属于正压输水；DBE段位于供水水压线之上，属于负压输水。这样整个输水管线形成一根虹吸管。 负压 负压 控制点由B点降至C点以后，水泵的静扬程相应地由H01降至H02， H01=62.0—22.0=40m H02=45.6—22.0=23.6m 该工程采用了第二设计方案，使水泵扬程大大降低，因此工程建成投产数年后，节能 效果十分显著。 负压 负压 2. 水泵吸水管水力计算 以1-1为基准面，对1-1至2-2列方程 安装高度 若以水泵的允许吸上真空高度[hv]代入上式，则可得到水泵最大安装高度 例5-5 如图离心泵装置，抽水量Q=8.1L/s，吸水管长度l=8m，管径d=100mm，λ=0.045，各局部阻力系数分别为：带滤网的底阀ζ阀=7.0，90°弯头ζ90°=0.25，水泵的允许吸上真空高度[hv]=5.7m，试确定水泵最大安装高度Hs。 【解】 3. 倒虹吸管水力计算 倒虹吸管是穿越道路、河渠等障碍物的一种输水管道。如图所示。倒虹吸管中的水流并无虹吸作用。 【例题4.5】如上图所示，一穿越路堤的倒虹管，圆形断面，管长l=50m，上下游水位差H=2.5m，通过的流量Q=2.9m3/s，采用钢筋混凝土管，λ=0.02，各局部阻力系数：ζ入口=0.5，ζ弯头=0.55，ζ出口=1，试计算其管径d。 解：以下游液面为基准面，对符合渐变流条件的上、下游水面1-1、2-2断面列能量方程，忽略上、下游流速v1、v2，得 采用试算法求d，设d=1.0m，代入上式得 故求得该管道直径d=1.0m。 通常第一次所设直径不会恰好是方程的解，一般需经过多次试算。若试算所得结果并不是整数时，应采用与之相接近的规格产品。 （一）简单管路的水力计算 直径与流量沿程不变的管路称为简单管路。 以管道出口断面2-2形心的水平面为基准面，对水池内符合渐变流条件的1-1断面与2-2断面列能量方程 该式表明：长管的全部作用水头都消耗在沿程水头损失上 ，其总水头线是一连续下降的直线。 (1)按比阻计算 令： 则： A——比阻，表示单位流量通过单位长度管道所需要的作用水头。A值的大小取决于λ 与d。 计算λ值的公式有很多种，最常用的两种。 1)舍维列夫公式 2）曼宁公式 1)舍维列夫公式 适用范围——旧钢管、旧铸铁管 a.当v≥1.2m／s，t=10℃(阻力平方区) b. v 1.2m／s时，t=10℃(过渡区) K——修正系数， A值的修正系数K值 表4.3 1.0 1.015 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.085 1.10 K ≥1.2 1.1 1.0 0.9