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1、5-14 如圖5-28所示,水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管路。已知d1=150mm,d2=75mm,l=50m,管道的當(dāng)量粗糙度=0.6mm,水溫為20。若管道的出口流速v2=2m/s,求(1)水位H;(2)繪出總水頭線和測(cè)壓管水頭線。 總水頭線H d1 d2 測(cè)壓管水頭線 l l圖5-28 習(xí)題5-14解:(1)取管道軸線所在水平面為基準(zhǔn)面,可列出水箱水面與管道出口間能量方程: H=hf +hj+v22/2g其中 hf=*(l*v2)/(d*2g),包括d1 和d2 兩部分d1段速度v1=v2*A2/A1,d1=2d2,可算得v1=0.5m/s,溫度為20時(shí) 有=0.010cm2/
2、s,d1和d2段雷諾數(shù)Re1=vd/=(50cm/s*15cm/s)/ (0.010cm2/s)=750002300紊流Re2=vd/=(200cm/s*7.5cm/s)/ (0.010cm2/s)=1500002300紊流 用莫迪圖查值,1/d=0.6mm/150mm=0.004,1=0.029 2/d=0.6mm/75mm=0.008,2=0.036(都在粗糙區(qū)) 代入公式,hf= hf1+hf2=0.123m+4.898m=5.021m 局部水頭損失hj=*v2/2g,也分成兩部分,帶入公式hj=hj1+hj2 突然縮小=0.4,v1和v2已知得到hj=0.005m+0.077m=0.0
3、82m H=hf +hj+v22/2g=5.021m+0.082m+0.204m=5.307m (2)總水頭線和測(cè)壓管水頭線畫(huà)在原圖上,如圖5-17 如圖5-31所示為某一水池,通過(guò)一根管徑d=100mm、管長(zhǎng)l=800m的管道,恒定地放水。已知水池水面和管道出口高差H=20m,管道上有兩個(gè)彎頭,每個(gè)彎頭的局部阻力系數(shù)=0.3,管道進(jìn)口是直角進(jìn)口(=0.5)管道全長(zhǎng)的沿程阻力系數(shù)=0.025,試求通過(guò)管道的流量。 d H l圖5-31 習(xí)題5-17解:取管道出口面軸線所在水平面為基準(zhǔn)面,列出水箱水面與管道出口間能量方程:H=hf +hj+v2/2g,v為出口流速。由連續(xù)性方程,管道速度一致,都
4、為v。 其中hf =hf=*(l*v2)/(d*2g) hj有三部分,兩個(gè)彎頭和一個(gè)突然縮小,hj=*v2/2g hj=2*0.3*v2/2g+0.5*v2/2g,H=hf +hj+v2/2g可寫(xiě)為20m=(0.025*800/0.1+2*0.3+0.5+1)*v2/2g計(jì)算出v=1.393m/s,流量Q=A*v=d/4*0.393m/s=0.011m2/s5-18為測(cè)定90彎頭的局部阻力系數(shù),可采用如圖5-32所示的裝置。已知AB段管長(zhǎng)l=10m,管徑d=50mm,=0.03.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為:(1)AB兩斷面測(cè)壓管水頭差h=0.629m;(2)經(jīng)2min流入量水箱的水量為0.329m。求彎頭的局部阻力系數(shù)。 h A B 圖5-32 習(xí)題5-18解:經(jīng)2min流入量水箱的水量為0.329m,V=Q*t,Q=A*v可以算得v=V/(A*t)A=d/4,可知v=1.397m/s取B斷面的軸線所在水平面為基準(zhǔn)面,列AB之間的能力方程 HA+pA/g+vA2/2g=HB+pB/g+vB2/2g+hf +hj其中HB=0,且AB兩斷面測(cè)壓管水頭差h=0.629m,根據(jù)連續(xù)性方程vA=vB 上式改寫(xiě)為h=hf +hj hf=hf=*(l*v2)/(d*2g)=0.03*10/0.05*v2/2g =0.597m hj=hj=*v2/2g,即為所求彎頭的局部
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