流体第5章管路管嘴.ppt

1、第5章包括压力管道流和孔、莲蓬头流、5.2管网的水力计算基础、5.1简单管路的水力计算、5.3孔流、5.4莲蓬头流、第5章包括压力管道流和孔以及莲蓬头流。前面几章介绍了流体运动的基本规律，牙齿章节使用这些规律解决了工程中常见的水力计算问题。液压管流动是管道充满液体，没有自由表面的流动。在管道管路计算中，通常按管道管路结构分为简单管道和复杂管道。简单管道可以分为长管道和短管道，复杂管道包括连接管道、平行管道、连续流出管道等。可以将管网配置为多个复杂管道。孔及莲蓬头径流是水处理工程中广泛使用的实际问题，如供水、水利工程中的水闸径流、水力采矿用水枪、通航水闸室的冲水量、径流等。5.1简单管路的水力计

2、算，简单管路：直径保持不变，没有支管，流动是常量。简单管路是管路中最简单的情况，是计算各种管路的基础。管道的能量损失：一定的损失；局部损失。管道分类依据：路径损失和局部损失的百分比。类型：线轴、长管。5.1简单管道的水力计算，短管管路中局部损失和速度水头之和超过一定损失或与一定路径损失没有太大区别，计算时不能忽略局部损失和速度损失。长管路的局部损失可以忽略，因为速度水头总和比一定损失小。5.1.1断管的水力计算，泵的吸水管、虹吸管、液压传动系统的输油管等都属于断管，其局部阻力在水力计算中不可忽视。短管的水力计算没有特殊的原则。主要是使用上一章的公式和图表的方法。示例5.1泵管道具有主管道直径d

3、=150mm、管道长度l=180m、管道上有一个吸收网(无底阀)、一个完整的闭合阀、管道半径与曲率半径比率r/R=0.5的三个弯头和高程H，如图5.1所示。测试泵的输出功率。图5.1泵管道，5.1.1短管的水力计算，解决方案t=20时，通过以下公式得出的近似值：水动粘度，主管道=0.30mm阿里特修因此，局部电阻的当量管长度为5.1.1线轴的水力计算，图5.2简单长官，5.1.2长官的水力计算，以0-0为基准，写1-1，2-2横截面的总流伯努利方程的常识。因为是长管道，所以如果忽略局部阻力和速度水头，则可以用caixi公式计算出管道的恒定阻力：、)也就是说，顶部是项目中长管道水力计算的基本公式

4、，中间流系数(也称为特性流)k是，(5.2)，5.1.2长管道的水力计算，阻力与caixi系数c的关系可以根据巴勃罗夫斯基公式计算c值。经常采用，(5.3)、(5.4)、或，5.1.2长管道的水力学计算，y=1/6表示常规水线。也就是说，曼宁公式管道壁的粗糙系数值取决于管道壁材料、内壁切割条件和放置方法。一般工程在初步估计时可以采用表5.1数字。根据、(5.5)、5.1.2长官的水力计算以及5.1.2长官的水力计算格式(5.2)，可以解决以下三种茄子类型的问题：(1)如果已知流Q、管道长度L、管道壁粗糙度系数N和能量损失，则可以通过流模块K找到管道直径D。(2)如果流量Q、管道长度L和管道直径

5、D已知，则可以获得能量损失。(3)管道长度L、管道直径D和能量损失已知时，可以获得流量Q。、5.1.2长管道的水力计算、示例5.2已知管道的流量、管道长度和作用水头。如果使用新的铸铁管，牙齿管镜多少钱？求解牙齿问题属于上述第一类问题，首先求出流量系数K，然后确定管道直径D。在表5.2，n=0.0111，K=2283 L/s中，所需管道直径介于350mm和400mm之间，可以通过插值方法确定。5.1.2长管道的水力计算也可以使用标准管道创建两个直径(350mm和400mm)牙齿连接的管道。以下部分介绍了。5.2管网的水力学计算基础30；管网：实际管路通常合并许多简单管路以形成一个网格系统。简单管

6、路在组合中成为复杂管路，水力计算通常计算为长管。复杂管道分为以下几个部分：内嵌管道；并行管道连续均匀流出管道；双管齐下。5.2管网的水力计算基础，如图5.3所示，5.2.1连接管道按顺序连接到若干具有不同直径的简单管道，这称为连接管路。内嵌管路的流向可以不沿路径变化，也可以在每个管段的末端有流动分割，因此每个管段的流向可以不同。5.2.1连接管道，连接管道管路中每个管段的长度为Li，直径为di，流为qi，从每个管段的末端引出的流为Qi。根据连续性方程式，流动关系为、(5.6)、5.2.1连接管路、每个管路段的流量和水头损失的关系，是连接管路的总水头损失等于每个管路段的水头损失总和，即联建(5.

7、6)、(5.7)释放管道直径的管道长度为管道直径的管道长度，根据连接管道计算公式(5.8)，连接管道长度为400m，管道长度为2500-400=2100m。5.2.2平行管路、平行管路：两个或多个简单管在同一点断开并在另一点相接的管。图5.4，5.2.2平行管，A，B两点之间有三个管平行，总流量为Q，每个管的直径为D1，D2，D3，长度为L1，L2，L3，流量为Q1，Q2 A，B 2点为每个管共有，每个点有一个也就是说，平行管的特点是每个平行管段的水头损失相等。也就是说，因为每个管段都是简单的管路，所以(5.9)、(5.9)姜潮：每个平行管段的水头损失相同，但显示每个管段单位重量的液体机械能量

8、损失相同。平行各管段的流速不相等，因此各管段总液体重量的机械能损失不相等，流速大的管段总机械能损失也很大。(5.11)，5.2.2并行管道，示例5.4 1并行管道图5.4所示，每个并行管段的直径和长度分别为d1=150mm和l2=500m是。D2=150mm，l2=350m；D3=200mm，l3=1000m。管道管路的总流量Q=80 L/s，所有管段均为正常管道。并行管道中每个管段的流速是多少？并联管道的水头损失是多少？解说表5.2将平行管道解释为总流量，K1=K2=1584，K3=3410段1的流量为Q1，根据样式(5.10)，段2的流量为，5.2.2并行管道，管段3的流量为总流量，沿管段

9、所有单位长度的分叉流，图5.5连续流出管道，5.2.3连续均匀流出管道，起点a处x的m点流量按管路计算的基本公式累积，或近似，(5.12)，(5.13)，5.也就是说，形式(5.13)可以看作是通过流量时(5.12)转变为常识。连续油流管路的能量损失只有通过相同流量损失的三分之一。这是因为沿管道流速减小。(5.14)、(5.15)、(5.2.4管网的类型和水力学计算；管网根据布局分为支管管网环管网、图5.6管网、5.2.4管网的类型和水力学计算；支管管网定义特性：支管管网的总长度短，建筑成本低，但供水的可靠性低。应用：例如，发电站的单位冷却剂。5.2.4管网类型和水力学计算，环管网定义：管道连

10、接闭合回路。特征：管线总长长，供水可靠性高，但这种管网管道多，成本高。应用：通常是比较大、重要的用水单位(例如城市的供水管道)。5.2.4管网类型和水力学计算，以及管网中每个管段的管直径：由流动和平均流速确定。在恒定流条件下，管道直径的大小取决于选定的平均速度大小。管道直径较小，管道价格低，流速大，管道水头损失大，泵功耗大。管道直径选择太大，流速小，水头损失减少，泵常运行成本降低，但管道价格提高。解决牙齿矛盾，只有选择适当的平均流速，才能最小化供水的总成本。牙齿流速称为经济流速，用Ve表示。经济流速选择可以参考相关书籍。计算d=100400mm、Ve=0.6 0.9m/s d=4001000m

11、m、ve=0.9 1.4m/s、5.2.4是从管路的末端支管到主管路的起点。典型的计算步骤如下：(1)已知流量和经济流速，按公式，(2)根据可选管道直径，根据公式计算每个管段的直径，然后根据产品规格选择接近计算结果但满足水要求的管道直径。计算各管段水头损失的同时，根据各水设备的要求，在管网末端保持一定的压力水头。5.2.4.1茄子形了望塔的水力计算，(3)水塔的高度H，(5.16)，典礼中，从水塔到最不利点的总水头损失；最高地形古道；水塔的地形古道。按计算实例(稍)。5.2.4.2环网络的水力学计算、环管网计算，首先根据地形图确定管网的布局，确定每条线段的长度，根据需要确定节点的流。然后，使用

12、经济流速确定每段的通过流，确定每段的管道直径，计算水头损失。环形管网的计算应遵循两个茄子原则：(1)从每个节点流入的流量等于流出的流量。(2)当水从一个闭合回路中的一个节点流向另一个节点时，两个方向的水头损失必须相等。5.3孔流出，孔流出定义：在集装箱侧壁或底部打开孔，孔形状规则，液体从孔流向其他部分。分类自由流出：流体通过孔流出，与大气直接接触，流出。流入充满外流的空间的孔径小于孔的前水头或前水头和后水头差的十分之一。这称为小孔流出。否则是大孔流出。如果洞口具有尖锐边缘，并且墙厚度不影响孔出流形状和出流条件，即墙厚度为3的厚壁洞口将根据莲蓬头出流进行考虑，将在以下部分中进行介绍。5.3.1薄

13、孔正常流出，小孔自由流出和淹没流出0.5.3.1.1小孔自由流出，图5.8薄孔自由流出，C-C剖面称为收缩剖面，将收缩剖面的面积设定为Ac，将孔的面积设定为a，5.3.1.1小孔自由流出，如图5.8所示。孔中心的水头保持不变。孔直径小，因此孔各处的水痘都可以视为H。水流从各个方向集中发射到孔中，由于惯性作用，流的流线不能急剧变化，形成平滑的曲线，C-C截面从孔d/2收缩后流入大气。基于通过孔口中心的水平平面0- 0，上游与缓慢回流匹配的0-0横截面和收缩截面c-c的能量方程(5.19)，Pc=Pa，因为C-C截面中的水与大气接触。由于孔流出是在非常短的过程中进行的，因此只能计算通过孔的局部阻力，即孔流出的局部阻力。由于是小孔，因此流速分布均匀，A0=a c=1.0牙齿所需，因此形式(5.19)可以称为流速系数。(5.20)，5.3.1.1小孔自由流出，食(5.20)牙齿为(5.21)，(5.23)，()，5.3.1.1小孔自由迳流，格式(5.23)，(5.24)是薄壁孔常数头自由迳流计算的预设关系。显示：孔流出能力与作用水头成正比，牙齿规律适用于所有形式的孔流出。但是，不同的孔口形状具有不同的阻力，并且横截面收缩不同的情况下，流动系数不统一。薄圆孔完全收缩时的实