水力学1第二次作业-(3)PPT课件

1、2021/7/241 4-2 4-2 倒虹吸管采用倒虹吸管采用500mm500mm直径的铸铁管，长直径的铸铁管，长l l为为125m125m，进出口水位高程差为，进出口水位高程差为5m5m，根据地形，两转，根据地形，两转弯角各为弯角各为6060和和5050，上下游渠道流速相等。，上下游渠道流速相等。问问能通过多大流量？能通过多大流量？2021/7/242 42 解：解：gZAQc20.1254dRm280.0245gC倒虹吸管一般作短管计算。本题管道出口淹没在水下，而且上下游倒虹吸管一般作短管计算。本题管道出口淹没在水下，而且上下游渠道中流速相同，流速水头消去渠道中流速相同，流速水头消去。dl

2、c157.56125. 0125. 0116161RnC铸铁管糙率铸铁管糙率n0.0125gC828CgRnC611由曼宁经验公式得：由曼宁经验公式得：2021/7/243246060600.946sin2.05sin0.36522245050500.946sin2.05sin0.23622110.351250.02450.3650.2360.5 10.5cld320.68/cQAgZms3.46/1.2/ QVm sm sA属于阻力平方区0.5进口1.0出口2021/7/244 4-3 4-3 水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接，水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接，其水位

3、均不变，如图所示。水泵安装高度其水位均不变，如图所示。水泵安装高度z zs s，为，为4.5m4.5m；自；自流管长流管长 l l 为为20m20m，直径，直径d d为为150mm150mm；水泵吸水管长；水泵吸水管长l l1 1为为12m12m，直径直径d d1 1为为150mm150mm；自流管与吸水管的沿程阻力系数；自流管与吸水管的沿程阻力系数=0.03=0.03；自流管滤网的局部水头损失系数自流管滤网的局部水头损失系数=2.0=2.0；水泵底阀的局部；水泵底阀的局部水头损失系数水头损失系数 =9.0=9.0；9090弯头的局部水头损失系数弯头的局部水头损失系数0.30.3；若水泵进口真

4、空值不超过；若水泵进口真空值不超过6m6m水柱，求水柱，求水泵的最大水泵的最大流量是多少流量是多少？在这种流量下，？在这种流量下，水池与水井的水位差水池与水井的水位差z z将为将为若干？若干？2021/7/245 4 43 3 解：解：（1 1）计算水泵最大流量）计算水泵最大流量211()2SvlvZhdg11()2(64.5) 2 9.81.52/121 0.039.30.15vShZgvm sld QvA22213.140.150.017744Adm3max1.52 0.01770.0268/Qms2021/7/246 （2）计算水池与水井的水位差）计算水池与水井的水位差Z 按短管淹没出流

5、计算按短管淹没出流计算2cQAgZ110.378200.032 10.15cld220.82()2cQZmAg2021/7/247 4-5 用水泵提水灌溉，水池水面高程用水泵提水灌溉，水池水面高程179.5m，河面水位河面水位155.0m；吸水管为长；吸水管为长4m、直径、直径200mm的钢管，设有带底阀的莲蓬头及的钢管，设有带底阀的莲蓬头及45弯头弯头一个。压力水管为长一个。压力水管为长50m，直径，直径150mm的钢管，的钢管，设有逆止阀（设有逆止阀（=1.7）、闸阀（）、闸阀（=0.1），），45的的弯头各一个，机组效率为弯头各一个，机组效率为80%；已知流量为；已知流量为50000cm

6、3/s，问要求水泵有多大扬程？问要求水泵有多大扬程？Z2021/7/248 4-5 解：解：jfwhhh110.054dRm12180.026gC220.03754dRm22280.0283gC钢管取钢管取n0.011wthZH22112212121222fffl Vl Vhhhdgdg其中其中:1/611155CRnm1/2/s1/622152.6CRnm1/2/s2021/7/249111.59/QVm sA222.84/QVm sA123.915fffhhhm22110.03144Adm22220.01774Admv111.59/QVm sA222.84/QVm sA由于由于均大于均大于

7、1.2m/s，属于阻力平方区，属于阻力平方区2021/7/2410 (179.5 155)5.83130.331twHZhm水泵的扬程 3.915 1.9165.831wfjhhhm22121222221.592.84(5.20.183)(1.70.1 0.183 1)2 9.82 9.81.916jVVhggm183. 02sin05. 22sin946. 04245o45弯头局部损失系数：弯头局部损失系数：2021/7/24114-7 4-7 水泵压水管为铸铁管，向水泵压水管为铸铁管，向B B、C C、D D点供水。点供水。D D点点的服务水头为的服务水头为4m4m（即（即D D点的压强水

8、头为点的压强水头为4m4m水柱）；水柱）；A A、B B、C C、D D点在同一高程上。今已知点在同一高程上。今已知qBqB为为10000cm3/s10000cm3/s，qCqC为为5000cm3/s5000cm3/s，qDqD为为10000cm3/s10000cm3/s；管径；管径d1d1为为200mm200mm，管长管长l l1 1为为500m500m；管径；管径d2d2为为150mm150mm，管长，管长l l2 2为为450m450m；管；管径径d3d3为为100mm100mm，管长，管长l l3 3为为300m300m，求水泵出口处压强应求水泵出口处压强应为若干？为若干？2021/7

9、/2412铸铁管取铸铁管取n=0.0125, 根据根据 md2001md1502md1003查表查表4-1得管的相应流量摸数：得管的相应流量摸数：sLK/1 .3411sLK/4 .1582sLK/72.533以管轴中心线为基准面，列以管轴中心线为基准面，列A、D断面的能量方程，得：断面的能量方程，得： 321fffDAhhhgpgp解：解：（按长管算忽略局部损失和速度水头）（按长管算忽略局部损失和速度水头）lKQhf2)(按长管算按长管算:2021/7/2413slqQD/103各管段的沿程损失：各管段的沿程损失：1211)(1lKQhfm67. 2500)1 .34125(22222)(2

10、lKQhfm06. 4450)4 .15815(23233)(3lKQhfm4 .10300)72.5310(2又根据连续性方程得：又根据连续性方程得：slqQQB/25101521slqQQc7/2414校核是否存在阻力平方区：校核是否存在阻力平方区： 4211111dQAQVsm/796. 02 . 014. 3025. 0424222222dQAQVsm/849. 015. 014. 3015. 0424233333dQAQVsm/273. 11 . 014. 301. 0422021/7/2415由此可知管道由此可知管道1和管道和管道2的流速均小于的流速均小于

11、1.2 m/s , 属于过度区，属于过度区，由表由表4-2 查得修正系数查得修正系数06. 11k05. 12k水泵出水口水泵出水口A点的压强水头为点的压强水头为 32121fffDAAhhkhkgpgpH水柱高m5 .214 .1006. 405. 169. 206. 142021/7/2416 48 水塔供水的管道上有并联管道水塔供水的管道上有并联管道1及及2，如图所示。管，如图所示。管道为铸铁管，水自道为铸铁管，水自D点出流时，要求服务水头点出流时，要求服务水头Hz为为8m，其流量其流量QD为为20 l /s；在；在B点出流量点出流量qB为为45 l /s；CD段为沿段为沿程均匀泄流管道

12、，单位长度上的沿程泄流量程均匀泄流管道，单位长度上的沿程泄流量q为为100cm3/s-m，管长，管长lCD为为300m，管径，管径dCD为为200mm；管；管长长l1为为350m，管径，管径d1为为150mm；管长；管长l2为为700m，管径，管径d2为为150mm；总管长；总管长lAB为为500m，管径，管径dAB为为250mm；D点点高程高程为为100.0m。试。试决定并联管道内流量分配，并计算决定并联管道内流量分配，并计算水塔的水面高程。水塔的水面高程。 2021/7/241712121 2,CfCBffQQQ hhh管段 、为并联管，50 /CDCDQQqll s1212200,150

13、341.1 / ,158.4 /CDCDdmm ddmmKl s KKl s由查表得1111lhKQf根据连续性方程根据连续性方程2222lhKQf22121211.98()CfCBQhmKKll48解解：（：（1）2021/7/2418111129.30 /fhQKl sl222220.7 /fhQKl sl22121211.98()CfCBQhmKKll50 /CDCDQQqll s95 /ABCBQQql s根据连续性方程根据连续性方程22(0.55)3.43CDfCDDCDlhQqlmK2021/7/2419 故均在阻力平方区故均在阻力平方区 27.21wfABfBCfCDhhhh管道

14、的总水头损失35.21wh Z管道的总水头HH +10035.21135.21m水塔高度 250,618.5 /ABABABdmmKL S对段，查表得2()11.8ABfABABABQhlmK1.94/1.2/Qm sm sAAB核对各段流速是否在阻力平方区：V11.66/1.2/Vm sm s2021/7/2420 4-11 一分叉管道联接水池一分叉管道联接水池A、B、C，如图所示。，如图所示。设设1、2、3段管道的直径及长度分别为：段管道的直径及长度分别为：d1为为60cm，L1为为900m；d2为为45cm，L2为为300m；d3为为40cm，L3为为1200m。管道为新钢管，。管道为新

15、钢管，A、B、C水池的水面高程为：水池的水面高程为：A为为30m，B为为18m C为为0m。求通过各管的流量求通过各管的流量Q1、Q2、Q3。H1H2Ej2021/7/2421 4-11 解：首先应该判别水流的方向 设连接点J处测压管水头为Ej，假设EjH2 各管段均作长管处理，因为管道为新钢管1231230.011,60,45,407.264/ ,3.373/ ,2.464/ndcm dcm dcmKm s Km s Km s取由查表得21112jQHElK212130 189007.2640.839QQ2021/7/2422 因为Q1Q3，说明水不仅由水池A流向水池B，同时还流向水池C，因

16、此可按分叉管道AB及AC求解 213323jQEHlK30.3/Qm s22122230 189003007.2643.373QQ221217.126.4120QQ简化为：221212122212ABffABQQHhhllKK由串连管道可知2021/7/2423 223113132213ACffACQQHhhllKK由串连管道可知22312230090012007.2642.464QQ221317.1197.7300QQ简化为：21212 17.126.4QQ可得21330 17.1197.7QQ2021/7/2424 123QQQ将上式带入连续性方程22111221112 17.130 17

17、.1126.4197.70.45450.64770.1517.00865QQQQQ 31313233用试算法，假设Q =0.7m /s0.7=0.37+0.33两端相等故得Q =0.7m /sQ =0.37m /sQ =0.33m /s2021/7/2425 4.13 水由封闭容器水由封闭容器A沿沿垂直变直径管道流入下垂直变直径管道流入下面的水池，容器内面的水池，容器内p0=2N/cm2且液面保持且液面保持不变，若不变，若d1=50mm,d2=75mm,容容器内液面与水池液面的器内液面与水池液面的高差高差H1m，只计局部，只计局部水头损失，试求：水头损失，试求： 管道通过的流量管道通过的流量Q

18、； 距水池液面距水池液面h=0.5m处的处的管道内管道内B点的压强点的压强pB=?12212021/7/24264-13解解：（：（1）whgp000010vAQ jwhh以以2-2断面为基准面，列断面为基准面，列1-1、2-2断面的能量方程：断面的能量方程：按题意只计局部水头损失，得：按题意只计局部水头损失，得：2021/7/24270.51进口出口局部水头损失有：，22211222110.309AdAd扩突然扩大 （） （）21210.278AA缩突然缩小 0.5（） gvgvgvgvAAgvhhjw2087. 2212278. 02)1 (25 . 02121212122121smAvQsmggpv/0105. 0/35. 5087. 22)1 (311012021/7/2428 （2）求求B点得压强点得压强 以水池水面为基准面，写以水池水面为基准面，写B-B与水池水面得能量与水池水面得能量方程，得方程，得221000(22BBBpVVhggg进口缩）2210.278 122BBpVVhggg（）22.38/BQVm sA29800 1.07910.57/BpKN m2021/7/24294.15 4.15 一串联管连接一串联管连接A A