孔口等有压管流

孔口等有压管流第1页/共35页§6.1概述

孔口小孔口大孔口

管嘴第2页/共35页

管路短管长管简单管路复杂管路复杂管路串联管路并联管路管网枝状管网环状管网第3页/共35页第4页/共35页工程实例第5页/共35页真空输水：世界上最大直径的虹吸管(右侧直径1520毫米、左侧600毫米),虹吸高度均为八米，犹如一条巨龙伴游一条小龙匐卧在浙江杭州萧山区黄石垅水库大坝上，尤为壮观，已获吉尼斯世界纪录。第6页/共35页我国最大的倒虹吸管第7页/共35页§6.2孔口及管咀恒定出流一.孔口出流的计算

计算特点:

出流特点:收缩断面1.自由式出流从1→c建立伯努利方程，有第8页/共35页式中：

为孔口流速系数，对于小孔口，第9页/共35页式中：

、分别为孔口收缩系数和流量系数，对于小孔口：2.淹没式出流从1→2建立伯努利方程，有第10页/共35页（与自由式出流完全相同）第11页/共35页3.影响收缩的因素

形状

位置二.管嘴出流的计算

计算特点:

出流特点:在c-c断面形成收缩，然后再扩大，逐步充满整个断面。第12页/共35页从1→2建立伯努利方程，有式中：

为管嘴流速系数，第13页/共35页式中：

为管嘴流量系数，

在H、d

分别相同情况下，与孔口出流比较：，但

管嘴正常工作条件①②第14页/共35页一.计算特点1.已知H、d，求Q（校核）§6.3短管的水力计算二.计算类型2.已知Q、d，求H（设计）3.已知Q、H，求d（设计）第15页/共35页

水泵吸水管的水力计算三.实例分析计算内容：水泵的安装高度从1→2建立伯努利方程，有第16页/共35页式中：为允许真空度，一般实际的安装高度只要小于或等于，即可。第17页/共35页虹吸管的水力计算

计算内容:流量Q的确定及顶部断面真空度的校核。从1→3建立伯努利方程，有第18页/共35页Q=Av

从1→2建立伯努利方程，有工程上规定：虹吸管中最大真空度不能超过7~8m水柱。第19页/共35页一.计算特点§6.4长管的水力计算二.计算类型（与短管相同）1.2.可略去不计三.简单管路第20页/共35页1.定义：d、Q沿程不变的管路，称为简单管路。2.水力关系

伯努利方程上式说明：全部作用水头均消耗在沿程水头损失上。第21页/共35页

连续性方程3.关于的计算式中称为比阻。第22页/共35页四.串联管路1.定义：由d不同的若干段管顺次联接的管路，称为串联管路。2.水力关系

（能量关系）

（流量关系）第23页/共35页第24页/共35页五.并联管路1.定义：在两节点间并设两条以上的管路，称为并联管路，其目的是提高供水的可行性.2.水力关系

（流量关系）

（能量关系）第25页/共35页第26页/共35页例求通过图示管道A、B、C中的流量和D点的压强。其中dA=dB=150mm，lA=680m，lB=550m，dC=200mm，lC=1300m，λ=0.028，Z1=60m，Z2=40m，Z3=17m。第27页/共35页例如图所示长管串联管路ac、cb与串联管路ad、db并联，已知流入此管路系统的流量Q=15cm3/s，液体的运动黏度ν=0.0131cm2/s，内径Dac=Dad=5mm，Dcb=Ddb=10mm，长度Lac=Lad=1000cm，Lcb=Ldb=500cm。试求ab段的沿程水头损失hf。第28页/共35页

§6-6离心式水泵及其水力计算1．离心式水泵的工作原理2．离心泵性能参数

流量Q；扬程H；功率N，水泵的功率又分为轴功率Nx和有效功率Ne；效率η；

转速n；允许吸水真空度[hv]。第29页/共35页3．水力计算

工程中有关水泵的水力计算问题包括：水泵安装高度计算（见§6-3节）；水泵扬程计算及水泵轴功率的确定；水泵工况分析。（1）水泵扬程的确定由伯努利方程可得水泵扬程计算式上式表明，在管路系统中，水泵的扬程H用于使水提升几何给水高度和克服管路中的水头损失。第30页/共35页

计算出水泵扬程后，可根据水泵特性曲线求得水泵实际抽水量Q，则水泵的有效功率可由式（6-50）求得，轴功率为（2）水泵工况分析水泵的工况分析即是确定水泵的工作点。水泵工作点是水泵特性曲线与管路特性曲线的交点。水泵性能曲线：在转速n一定的情况下，水泵的扬程H、轴功率Nx、效率η与流量Q的关系曲线。管路特性曲线：

第31页/共35页令则上式可表示为以Q为自变量，绘出H~Q关系曲线，即为管路特性曲线。

工作点的确定：将水泵性能曲线和管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，两条曲线的交点即为水泵的工作点。第32页/共35页

本章重点掌握

1.孔口、管咀恒定出流的水力计算。

2.有压管路恒定流动的水力计算。3.离心式水泵的水力计算复习题：若有压并联长管1、2的管径、沿程阻力系数相同，管长l2=3l1，则通过的流量()。A.Ｑ1＝Ｑ2；B.Ｑ1＝1.5Q2；C.Ｑ1＝1.73Ｑ2；D.Ｑ1=3Ｑ2图示抽水机吸水管断面A─A动水压强随抽水机安装高度

h

的增大而()。A.增大B.减小C.不变D.不定第33页/共35页下列关于长管水力计算的说法中，正确的有（）。A、并联管路的总水头损失等于各支路的水头损失B、并联管路各支路的水头损失相等C、并联管路的总流量等于各支路的流量之和D、串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和E、串联管路的总流量等于各支路的流量之和在孔口外接一管嘴，管嘴的出流量比同样断面积的孔口出流量大，其主要原因是（）。A、管嘴阻力增加