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1、第八章 管道不可压缩流体恒定流 有压管流是日常生活中最常见的输水方式,本章主要介绍了有压管流的水力特点,计算问题以及简单管道与串联、并联和管网的水力计算原理与应用。概 述一、概念 有压管流(penstock):管道中流体在压力差作用下的流动称为有压管流。 有压恒定管流:管流的所有运动要素均不随时间变化的有压管流。 有压非恒定管流:管流的运动要素随时间变化的有压管流。 观看录像 二、分类 1.有压管道根据布置的不同,可分为: 简单管路:是指管径、流速、流量沿程不变,且无分支的单线管道。 复杂管路:是指由两根以上管道所组成的管路系统。 2.按局部水头损失和流速水头之和在总水头损失中所占的比重,管道
2、可分为 长管:指管道中以沿程水头损失为主,局部水头损失和流速水头所占比重小于(5%-10%)的沿程水头损失,从而可予以 忽略的管道。 短管:局部水头损失和流速水头不能忽略的、需要同时计算的管道。 三、有压管道水力计算的主要问题 1.验算管道的输水能力:在给定作用水头、管线布置和断面尺寸的情况下,确定输送的流量。 2.确定水头:已知管线布置和必需输送的流量,确定相应的水头。 3.绘制测压管水头线和总水头线:确定了流量、作用水头和断面尺寸(或管线)后,计算沿管线各断面的压强、总比能,即绘制沿管线的测压管水头线和总水头线。 第一节 简单管道的水力计算一、基本公式 1.淹没出流 图8-1中,列断面与的
3、能量方程(4-15), 图8-1令: 且w1w, w2w ,则有 (8-1) 说明:简单管道在淹没出流的情况下,其作用水头H0完全被消耗于克服管道由于沿程阻力、局部阻力所作负功所产生的水头损失上。即: 管道中的流速与流量为: (8-2) (8-3) 式中: 管系流量系数,它反映了沿程阻力和局部阻力对管道输水能力的影响。 H0作用水头,指上、下游水位差加上游行进流速的流速水头。 局部阻力系数,包含出口损失 。 问题:图示两根完全相同的长管道,只是安装高度不同,两管道的流量关系为: A.Q1Q2; C.Q1=Q2; D.不定。窗体顶端窗体底端2.自由出流 图8-2中,列断面1-1,2-2能量方程(4-5) (8-4) (8-5
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