压力管道水力计算.ppt

压力管道工程流体力学水力计算第五章讲师：刘恩斌，2011年10月，压力管道：管道充满水，管道周边各点受液体压力影响，管道横截面各点压力一般不等于大气压。工程中压力管道的计算原理水电站压力管道等各种压力管道常用于输送液体。压力泄洪洞或水库排水管；提供水泵系统和管网；输送石油的管道。根据布置，管道分为短管、长管和水头损失两种类型。局部水头损失和速度水头占总水头损失的比例较大(超过5%)，在计算中不能忽略。管道沿线的水头损失主要是水头损失。局部损失和速度水头占总水头损失的比例很小，在计算中可以忽略。长管和短管不是由管道的绝对长度决定的。当管道中的管件出现较大的局部损失时，如闸门、喷嘴、底阀等的局部开启。由于管道很长，局部损失不能忽略，必须用短管计算。3、长管道：忽略局部水头损失和速度水头(沿程损失不能忽略)，计算工作大大简化，对结果影响不大。注意，压力管道水力计算的主要内容是确定水头损失，包括顺程水头损失和局部水头损失。5.1管道特性曲线，1。管道系统水力特性，管道系统性能曲线：管道系统流量和水头损失关系曲线(qV HF)，2。泵的水力特性、泵的性能曲线：泵出口流量QV与扬程H、效率、轴功率N的关系曲线(qVH、qVN、qV N曲线)。其中，水泵的qVH关系曲线称为水泵的水力性能曲线。3.泵和管道系统之间的液压耦合条件，M点条件是设计条件。QVm是设计流程；Hm是设计负责人。当工作点m改变时，维修头赫兹也改变。泵的液压性能曲线越平滑，供水越稳定。在管网设计中，必须检查最大流量下控制点的服务压头，使其符合设计要求。Hg=Hz (ZT-Z0)，5.2长管道的水力计算，管道类型：简单管道，串联管道，平行管道，第一，简单管道，具有相同管道直径和管道壁粗糙度的管道或具有多个串联管道的管道系统。基本计算公式，连续方程，沿程损失，能量方程，5.2长管道的水力计算，层流，水力光滑度，水力粗糙度，混合摩擦，列宾公式，三类计算问题，(1) qV，L，D，都是已知的，HF都是计算出来的；(2)如果hf、l、d、已知，则计算qv；(3)如果hf、qV、L、已知，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。(1) qV、L、D、已知，计算出高频；QV，l，d，Re，计算，hf，第二类问题的计算步骤，(2)给定hf，l，d，qv；假设hf被用来计算v，Re，new，check new，=new，n，y，hf被用来计算v，qV，第三类问题的计算步骤，(3) hf，qV，l，是已知的，并且d被计算。HfqVl，用d计算函数曲线，计算新的，检查新的、=新的，n，y，计算v，qV，2，hf系列管道，由几段不同管径和管壁粗糙度的管道连接在一起的管道。系列管道特性，1。每个管段的流量相等，2。总损失等于各管段损失之和，两种计算问题，(1)串联管道的流量qV已知，计算总水头H；(2)给定总水头H，计算串联管道的流量qV。根据长管道的计算，以上公式是串联管道的基本公式。结合以上三个公式，可以解决q、d、h等问题。对于上游段和出口段，列出能量方程，然后，三个或并联管道是由几个简单管道或串联管道组成的管道系统，入口端和出口端分别连接在一起。并行管道的特性，1。总流量为特点：水力计算一般根据长管道进行。有两种类型的计算问题：(1)已知点a和b处的静态头线高度(即z p/g)来计算总流量qv；假设v和Re是从hf计算出来的，new是从Re和chamotte图中获得的，new是经过检验的。=new，n，y由hf计算，v和qV由HF计算。求解方法相当于简单管道的第二类计算问题。(2)给定总流量qV，计算每个支管中的流量和能量损失。假设管1的qV1，管1的hf1由qV1计算，qV2和qV3由hf1计算，hf1=hf2=h F3，qV1=qV1，n，计算结束，根据qV1，qV2和q v3与hf1，hf2和h F3之比计算qV1，qV2和qV3，h f1，h F2和h F3，y，各支管的流量和总流量应满足连续方程，即如果各支管的水头损失按长管道计算，则各支管的流量和总流量应满足连续方程，即各管径和流量分别为di和Qi，I=1，3。 考虑到各支路的能量方程，计算出hf后，计算出各支路的流量。如果总流量以及每个平行分支的直径、长度和粗糙度是已知的，则可以计算总流量、分支流量和水头损失。4、支管、支管的特性，流入连接处的流量等于从连接处流出的流量。计算问题-新建管道，确定管径、起始压力、已知管网结构形式(地形、长度、用户位置)、用量、用户所需水头，确定管径和管网起始水压。根据管网布置，对管网断面进行编号，根据末端流量的要求确定各断面的流量，根据经济流量确定各断面的管径，取标准管径后计算流量和摩阻，根据长管道计算各断面的水头损失hw、7，根据串联管道计算从起点到控制点的总水头损失。2、所选干线一般是从起点到最远的点。欧洲天然气管道、北海海底管道网络、阿拉伯-意大利天然气管道、美国天然气管道和墨西哥湾流管道系统。泵送系统通过水泵转轮的作用在水泵进水口形成真空，使水流在水池表面大气压的作用下沿吸水管上升。当流经水泵时，新的能量从水泵获得，进入压力管，然后流入水塔。1、水泵吸水管水力计算，5.4短管水力计算，吸水管和压力管吸水管：短管压力管：长管，实例1离心泵如图所示，泵送流量qVh=306m3/h，吸水管长度l=12m，直径d=0.3m，沿程损失系数=0.016，局部损失系数：带底阀的吸水口1=5.5，弯头2=0.3。允许吸入真空度hv=6m，试计算该水泵的允许安装高度HS。解决方案：取基准面，列出第11节和第22节的伯努利方程，其中5.5孔板和喷嘴排放，以及在水头或压差作用下流经容器壁孔板或孔板的流体称为孔板排放。薄壁孔：厚壁孔：大孔：大孔：大孔：大孔：小孔：大孔：大孔：大孔，小孔：大孔：大孔，小孔：大孔，小孔：大孔，小孔，小孔，小孔，小孔，小孔，小孔，小孔，小孔，小孔，小孔，小孔，小孔，小孔，