總水頭線和測壓管水頭線繪制[簡版專享]

1、總水頭線和測壓管水頭線的總水頭線和測壓管水頭線的繪制繪制 繪制總水頭線和測壓管水頭線的具體步驟繪制總水頭線和測壓管水頭線的具體步驟 繪制管道的測壓管水頭線，是為了了解管中動水壓強沿程變化的情況。繪制管道的測壓管水頭線，是為了了解管中動水壓強沿程變化的情況。、根據(jù)和順利完成的流量、根據(jù)和順利完成的流量，計算相應的流速，計算相應的流速i、沿程水頭損失、沿程水頭損失hfi和局部和局部水頭損失水頭損失hji。、自管道進口到出口、自管道進口到出口,算出第一管段兩端的總水頭值算出第一管段兩端的總水頭值,并繪出總水頭線并繪出總水頭線.、在繪制測壓管水頭線之前，常先繪制總水頭線，這是因為任一斷面的測壓、在繪制

2、測壓管水頭線之前，常先繪制總水頭線，這是因為任一斷面的測壓管水頭管水頭等于該斷面的總水頭等于該斷面的總水頭與流速水頭與流速水頭之差。之差。 在繪制總水頭線時，在繪制總水頭線時，局部水頭損失局部水頭損失可作為集中損失繪在可作為集中損失繪在邊界突然變化邊界突然變化的斷面上的斷面上，沿程水頭損失則沿程逐漸增加的，因此總水頭線在有局部水，沿程水頭損失則沿程逐漸增加的，因此總水頭線在有局部水頭損失的地方是頭損失的地方是突然下降的突然下降的，而在有沿程水頭損失的管段中則是，而在有沿程水頭損失的管段中則是逐漸下逐漸下降的降的。從總水頭線向下減去相應斷面的流速水頭值，便可繪出測壓管水。從總水頭線向下減去相應斷

3、面的流速水頭值，便可繪出測壓管水頭線。頭線。 均勻流時只有沿程水頭損失均勻流時只有沿程水頭損失, ,而且沿程的水力坡度而且沿程的水力坡度J J不變不變, ,總水頭損失應為一直總水頭損失應為一直線線. .又因各過水斷面平均流速相等又因各過水斷面平均流速相等, ,所以各過水斷面上的流速水頭也相等所以各過水斷面上的流速水頭也相等. .由此可由此可知知, ,均勻流時總水頭線和測壓管水頭線是相互平行的直線均勻流時總水頭線和測壓管水頭線是相互平行的直線. .非均勻流分為漸變流與急變流非均勻流分為漸變流與急變流, ,漸變流近似于均勻流漸變流近似于均勻流, ,急變流與均勻流不同急變流與均勻流不同, ,其其沿程

4、各過水斷面上的流速及流速分布不相等沿程各過水斷面上的流速及流速分布不相等, ,所以非均勻流單位長度上的水頭損所以非均勻流單位長度上的水頭損失即水力坡度失即水力坡度J J也不相等也不相等, ,總水頭線和測壓管水頭線是互不平行的曲線總水頭線和測壓管水頭線是互不平行的曲線. . 繪制總水頭線和測壓管水頭線應注意的問題繪制總水頭線和測壓管水頭線應注意的問題 、在繪制總水頭線和測壓管水頭線時，等直徑管段的、在繪制總水頭線和測壓管水頭線時，等直徑管段的沿管長均勻沿管長均勻分布。分布。、在等直徑管段中，測壓管水頭線與總水頭線平行。、在等直徑管段中，測壓管水頭線與總水頭線平行。、在繪制水頭線時，應該注意管道進

5、口的邊界條件，如圖、在繪制水頭線時，應該注意管道進口的邊界條件，如圖1 1所示。所示。當上游流速水頭當上游流速水頭時，總水頭線的起點在上游液面，如時，總水頭線的起點在上游液面，如圖圖1（）（）當當 時，總水頭線在起點較上游液面高出時，總水頭線在起點較上游液面高出，如，如圖圖1（）（）。、此外，還應注意管道出口的邊界條件，如、此外，還應注意管道出口的邊界條件，如圖圖2所示。所示。 圖圖2（）（）為自由出流，測壓管水頭線的終點應畫在出口斷面的形心上；為自由出流，測壓管水頭線的終點應畫在出口斷面的形心上；圖圖2（）（）為淹沒出流，且下游流速水頭為淹沒出流，且下游流速水頭，測壓管水頭線的終點，測壓管水

6、頭線的終點沒有全部損失掉，一部分轉(zhuǎn)化為動能，為尚有一部分轉(zhuǎn)化為下游勢沒有全部損失掉，一部分轉(zhuǎn)化為動能，為尚有一部分轉(zhuǎn)化為下游勢能，使下游液面抬高，高于管道出口斷面的測壓管水頭，故測壓管水能，使下游液面抬高，高于管道出口斷面的測壓管水頭，故測壓管水頭線的終點應低于下游液面。頭線的終點應低于下游液面。圖圖2（）（）亦為淹沒出流，且下游流速水頭亦為淹沒出流，且下游流速水頭 ，表示管流出口的動能表示管流出口的動能應與下游液面平齊；應與下游液面平齊；、測壓管水頭線沿程可以上升或下降，但總水頭線沿程只能下降。、測壓管水頭線沿程可以上升或下降，但總水頭線沿程只能下降。負壓段的判別負壓段的判別測壓管水頭高于管

7、軸線的部分其壓強水頭正，否則為負。測壓管水頭高于管軸線的部分其壓強水頭正，否則為負。調(diào)整管道布置避免產(chǎn)生負壓調(diào)整管道布置避免產(chǎn)生負壓 如上如上圖圖知，管道任意斷面的壓強水頭知，管道任意斷面的壓強水頭若若H0一定的條件下，影響壓強水頭的因素為上式中的后三項。較有效的方一定的條件下，影響壓強水頭的因素為上式中的后三項。較有效的方法是降低管線的高度，以提高管道中壓強的大小，避免管道中出現(xiàn)負壓。法是降低管線的高度，以提高管道中壓強的大小，避免管道中出現(xiàn)負壓。 伯努利方程實驗思考題伯努利方程實驗思考題1 1測測 壓壓 管管 水水 頭頭 線線 和和 總總 水水 頭頭 線線 的的 變變 化化 趨趨 勢勢 有

8、有 何何 不不 同同 ？為？為 什什 么么 ？測測 壓壓 管管 水水 頭頭 線（線（P-PP-P）沿）沿 程程 可可 升升 可可 降降 。而。而 總總 水水 頭頭 線（線（E-EE-E）沿）沿 程程 只只 降降 不不 升升 。這。這 是是 因因 為為 水水 在在 流流 動動 過過 程程 中中 ，依，依 據(jù)據(jù) 一一 定定 邊邊 界界 條條 件件 ，動，動 能能 和和 勢勢 能能 可可 相相 互互 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換。換。 測測 點點5 5 至至 測測 點點7 7， 管管 收收 縮，縮， 部部 分分 勢勢 能能 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 成成 動動 能，能， 測測 壓壓 管管 水水 頭頭 線線 降降 低。低。 測測 點點

9、7 7至至 測測 點點9 9，管，管 漸漸 擴，部擴，部 分分 動動 能能 又又 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換成換成 勢勢 能能 ，測，測 壓壓 管管 水水 頭頭 線線 升升 高高 。而而 據(jù)據(jù) 能能 量量 方方 程程E1=E2+hw1-2, hw1-2E1=E2+hw1-2, hw1-2為為 損損 失失 能能 量量 ，是，是 不不 可可 逆逆 的的 ，即即 恒恒 有有 hw1-20hw1-20，故，故 E2E2恒恒 小小 于于E1E1，（，（E-EE-E）線）線 不不 可可 能能 回回 升。升。(E-E) (E-E) 線線 下下 降降 的的 坡坡 度度 越越 大大 ，即，即J J越越 大大 ，表，表 明明 單單

10、 位位 流流 程程 上上 的的 水水 頭頭 損損 失失 越越 大大 ，如，如 圖圖2.32.3的的 漸漸 擴擴 段段 和和 閥門閥門 等等 處處 ，表，表 明明 有有 較較 大大 的的 局局 部部 水水 頭頭 損損 失失 存存 在在 。2流流 量量 增增 加加 ，測，測 壓壓 管管 水水 頭頭 線線 有有 何何 變變 化化 ？為？為 什什 么么 ？有有 如如 下下 二二 個個 變變 化化 ：（1）流）流 量量 增增 加加 ，測，測 壓壓 管管 水水 頭頭 線（線（P-P）總）總 降降 落落 趨趨 勢勢 更更 顯著。這顯著。這 是是 因因 為為 測測 壓壓 管管 水水 頭頭， 管管 道道 過過

11、流流 斷斷 面面 面面 積積A為為 定定 值值 時時 ，Q增增 大大 ，就就 增增 大大 ，而，而 且且 隨隨 流流 量量 的的 增增 加加 阻阻 力損力損 失失 亦亦 增增 大大 ，管，管 道道 任任 一一 過過水水 斷斷 面面 上上 的的 總總 水水 頭頭 E E相相 應應 減減 小小 ，故，故 的的 減減 小小 更更 加加 顯顯 著著 。（2）測）測 壓壓 管管 水水 頭頭 線（線（P-P）的）的 起起 落落 變變 化化 更更 為為 顯顯 著著 。因因 為為 對對 于于 兩兩 個個 不不 同同 直直 徑徑 的的 相相 應應 過過 水水 斷斷 面面 有有式式 中中 為為 兩兩 個個 斷斷

12、面面 之之 間間 的的 損損 失失 系系 數(shù)數(shù) 。管。管 中中 水水 流流 為為 紊紊 流流 時時 ， 接接 近近 于于 常常 數(shù)數(shù) ，又，又 管管 道道 斷斷 面面 為為 定定 值值 ，故，故Q Q增增 大大 ，H H亦亦 增增 大大 ，（，（P-P-P P）線）線 的的 起起 落落 變變 化化 就就 更更 為為 顯顯 著著 。 沿程阻力實驗沿程阻力實驗1、為什么壓差計的水柱差就是沿程水頭損失？管道安裝成傾斜，是否影、為什么壓差計的水柱差就是沿程水頭損失？管道安裝成傾斜，是否影響實驗結(jié)果？響實驗結(jié)果？2、根據(jù)實測、根據(jù)實測m值判別實驗流區(qū)。值判別實驗流區(qū)。lghflgv曲線斜率曲線斜率m=1

13、.01.8,即即hf與與v1.01.8成正比，所以流動為層流，紊成正比，所以流動為層流，紊流光滑區(qū)和紊流過渡區(qū)，未達阻力平方區(qū)。流光滑區(qū)和紊流過渡區(qū)，未達阻力平方區(qū)。2、管道當量粗糙度如何測得？、管道當量粗糙度如何測得？當量粗糙度的測量可用實驗的方法測定當量粗糙度的測量可用實驗的方法測定 及及Re,然后用下式求解。然后用下式求解。也可用也可用 Re關系，直接由莫迪圖查得關系，直接由莫迪圖查得 ，進而得出當量粗糙度，進而得出當量粗糙度K。)Re51. 27 . 3lg(21dKdK3、實驗結(jié)果與莫迪圖吻合與否？分析原因。、實驗結(jié)果與莫迪圖吻合與否？分析原因。通常試驗點所繪得的通常試驗點所繪得的

14、Re關系曲線處于光滑管區(qū)，本報告所列的關系曲線處于光滑管區(qū)，本報告所列的試驗值，也是如此。但是，有的實驗結(jié)果相應點落到了莫迪圖中光滑管區(qū)的右下試驗值，也是如此。但是，有的實驗結(jié)果相應點落到了莫迪圖中光滑管區(qū)的右下方。對此須認真分析。方。對此須認真分析。如果由于誤差所致，那么根據(jù)下式分析如果由于誤差所致，那么根據(jù)下式分析d和和Q的影響最大，的影響最大，Q有有2誤差時，誤差時， 就有就有4的誤差，而的誤差，而d有有2誤差時，誤差時， 可產(chǎn)生可產(chǎn)生10的誤差，而的誤差，而Q的誤差可經(jīng)多次測量消的誤差可經(jīng)多次測量消除，而除，而d值是以實驗常數(shù)提供的，由儀器制作時測量給定，一般值是以實驗常數(shù)提供的，由儀器