压力管道水力计算.ppt

第三十一页，共四十九页。 第三十二页，共四十九页。 欧洲天然气管道 北海海底管网 阿意输气管道 第三十三页，共四十九页。 美国天然气管道 湾流管道系统 第三十四页，共四十九页。 一个抽水系统通过水泵转动转轮的作用，在水泵进水口形成真空，使水流在池面大气压强的作用下沿吸水管上升，流经水泵时从水泵获得新的能量，进入压力管，再流入水塔。 1 水泵吸水管的水力计算 5.4 短管的水力计算 吸水管和压力水管 吸水管:短管 压力水管:长管 第三十五页，共四十九页。 工程流体力学 第五章 压力管路的水力计算主 讲：刘恩斌 2011年10月 第一页，共四十九页。 有压管道：管道被水充满，管道周界各点受到液体压强作用，其断面各点压强，一般不等于大气压强。 液 体 管 壁 有压管道 液体自由面 管 壁 无压管道 压力管道计算原理 工程中，常用各种有压管道输送液体，如水电站压力引水钢管；水库有压泄洪隧洞或泄水管；供给的水泵装置系统及管网；输送石油的管道。 第二页，共四十九页。 管道按布置分 简单管道 复杂管道 串联管道 并联管道 分枝管道 短管 长管 两种水头损失大小比重 局部水头损失、流速水头占总水头损失比例较大（大于5%），计算时不能忽略 沿程水头损失水头为主，局部损失和流速水头在总水头损失中所占比重很小，计算时可忽略。 第三页，共四十九页。 1 长管和短管不按管道绝对长度决定。 2 当管道存在较大局部损失管件，例如局部开启闸门、喷嘴、底阀等。既是管道很长，局部损失也不能略去，必须按短管计算。 ???? ???? 3 长管：忽略局部水头损失和流速水头（沿程损失不能略去），计算工作大大简化，其对结果又没有多大影响。 注意 第四页，共四十九页。 压力管道水力计算的主要内容就是确定水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失。 第五页，共四十九页。 §5.1 管路特性曲线 1．管路系统的水力特性 管路系统的性能曲线： 管路系统流量和水头损失关系曲线（ qV ~ ?hf） 第六页，共四十九页。 2．泵的水力特性 泵性能曲线：水泵的出水流量qV分别与扬程H、效率?、轴功率N的关系曲线（ qV ~ H， qV ~?， qV ~ N曲线）。 其中：水泵的qV ~ H关系曲线称为水泵的水力性能曲线 第七页，共四十九页。 3．泵与管路系统的水力耦合工况 M点工况为设计工况; qVm为设计流量; Hm为设计水头。 工况点M变，则服务水头Hz变； 水泵水力性能曲线越平坦则供水越稳定； 在管网设计时，必须校验并使之满足在最大流量下控制点的服务水头满足设计要求。 ? Hg = Hz +（zt―z0） 第八页，共四十九页。 §5.2 长管的水力计算 管道的种类: 简单管道 串联管道 并联管道 一、简单管道 管道直径和管壁粗糙度均相同的一根管子或这样的数根管子串联在一起的管道系统。 计算基本公式 连续方程 沿程损失 能量方程 第九页，共四十九页。 §5.2 长管的水力计算 层流 水力光滑 水力粗糙 混合摩擦 列宾宗公式 第十页，共四十九页。 三类计算问题 （1）已知qV、l、d 、?、 Δ ，求hf； （2）已知hf 、 l、 d 、 ?、 Δ ，求qV； （3）已知hf 、 qV 、l、?、 Δ ，求d。 简单管道的水力计算是其它复杂管道水力计算的基础。 第十一页，共四十九页。 第一类问题的计算步骤 （1）已知qV、l、d 、?、 Δ ，求hf； qV、l、d 计算Re 计算? 计算 hf 第十二页，共四十九页。 第二类问题的计算步骤 （2）已知hf 、 l、 d 、 ?、 Δ ，求qV； 假设? 由hf计算 v 、Re 计算?New 校核? New ?= ?New N Y 由hf计算 v 、 qV 第十三页，共四十九页。 第三类问题的计算步骤 （3）已知hf 、 qV 、l、?、 Δ ，求d。 hf qV l ? Δ 计算 ? 与 d的函数曲线 计算?New 校核? New ?= ?New N Y 由hf计算 v 、 qV 第十四页，共四十九页。 二、串联管道 由不同管道直径和管壁粗糙度的数段根管子连接在一起的管道。 A B H 2 1 串联管道特征 1.各管段的流量相等 2.总损失等于各段管 道中损失之和 第十五页，共四十九页。 两类计算问题 A B H 2 1 （1）已知串联管道的流量qV，求总水头H