水頭損失以及管路水力計算

1、關(guān)于水頭損失及管路水力計算第一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第4章 水頭損失與管道水力計算本章學習目標掌握黏性流體的流動型態(tài)（層流、紊流）及其判別掌握沿程水頭損失計算和局部水頭損失計算掌握簡單管路、串聯(lián)管路和并聯(lián)管路的水力計算第二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、章目解析從力學觀點看，本章研究的是流動阻力。 產(chǎn)生流動阻力的原因：內(nèi)因粘性+慣性外因外界干擾從能量觀看，本章研究的是能量損失（水頭損失）。第三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、研究內(nèi)容內(nèi)流（如管流、明渠流等）：研究 的計算（本章重點）；外流（如繞流等）：研究CD的計算。（本章不討論）三、水頭損失的兩

2、種形式hf ：沿程水頭損失(由摩擦引起)；hm ：局部水頭損失（由局部干擾引起）。總水頭損失：第四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 黏性流體的流動型態(tài)一、雷諾實驗簡介 1883年英國物理學家雷諾按圖示試驗裝置對粘性流體進行實驗，提出了流體運動存在兩種型態(tài)：層流和紊流。Osborne Reynolds (1842-1916)第五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月5.2 黏性流體的流動型態(tài)第六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月下臨界流速v下臨界流速上臨界流速v上（a）層流（b）臨界狀態(tài)（c）紊流v上v下第七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、判別標準1.

3、試驗發(fā)現(xiàn)結(jié)論：用雷諾數(shù)判斷流態(tài)第八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.判別標準圓管：取非圓管：定義水力半徑 為特征長度.相對于圓管有層流紊流第九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月故取例題1例題2第十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 流體在管路中的水頭損失水頭損失的兩種形式hf ：沿程水頭損失(由摩擦引起)；hj ：局部水頭損失（由局部干擾引起）。hw ：總水頭損失第十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、沿程水頭損失的計算圓管的計算公式：式中：沿程阻力系數(shù)非圓管的計算公式：式中：D當量直徑D=4R第十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月沿程阻

4、力系數(shù)的確定方法：1、層流 對水 對油 第十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2、紊流 對新鋼管 對新鑄鐵管 對舊鋼管和舊鑄鐵管式中：K1實驗室和實際工作條件的差異系數(shù) K2管道接頭系數(shù)例題4-3第十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、局部水頭損失的計算公計算式式中：局部阻力系數(shù)，查表4-1 v流體通過局部管件后的平均流速例題4-4第十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例題1例1 水流經(jīng)變截面管道，已知d2/d1=2，則相應(yīng)的Re2/Re1=?解因故第十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例題2例2如圖所示管流，已知：d、l、H、進、閥門。 求：管道通過

5、能力Q。解從12建立伯努利方程第十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例題2得流速據(jù)連續(xù)性方程得流量第十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 例3 ：應(yīng)用細管式粘度計測油的粘度，細管d=6mm，l=2m，Q=77cm3/s，水銀壓差計讀值h=30cm，水銀密度m=13600kg/m3，油的密度=900kg/m3，求油的運動粘度.例題3解：設(shè)為層流第十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月校核流態(tài)計算成立解得運動粘度第二十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例4：給水管長30m，直徑d=75mm，材料為新鑄鐵管，流量Q=7.25L/s，水溫t=10，求該管段的沿程水頭

6、損失。解：水溫t=10時，水的運動粘度=1.3110-6m2/s例題4紊流第二十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月新鑄鐵管，無接頭，取K1=1.15，K2=1例題4第二十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 管路水力計算在管路的水力計算中將管路分為：長管、短管長管：局部水頭損失和速度水頭的總和小于沿程水頭損失的5%，管路計算時可直接取他們?yōu)檠爻趟^損失的某一百分數(shù)或忽略不計的管路。短管：局部水頭損失和速度水頭的總和大于沿程水頭損失的5%，管路計算時不可忽略的管路。第二十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 長管 簡單管路 短管管路 串聯(lián)管路 復雜管路 并聯(lián)管路

7、管網(wǎng)第二十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、簡單管路水力計算短管水力計算 短管的定義：1、計算特點1 .已知H、d，求Q（校核）2、計算類型2 .已知Q、d，求H（設(shè)計）3 .已知Q、H，求d（設(shè)計）第二十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3、實例分析 1）水泵吸水管的水力計算 計算內(nèi)容：已知 ，求水泵安裝高度 。第二十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月長管的水力計算 長管的定義：1、計算特點 1. 2.2、計算類型（與短管相同）第二十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 簡單管路1 .定義：d、Q沿程不變的管路，稱為簡單管路。2 .水力關(guān)系 伯努利方

8、程上式說明：全部水頭消耗在沿程水頭損失上和產(chǎn)生出口速度水頭。第二十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 連續(xù)性方程3 .關(guān)于 的計算式中： 稱為管路特性阻力系數(shù)。第二十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月對于短管第三十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月對于長管式中： 管路特性流量 第三十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、串聯(lián)管路水力計算第三十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1 .定義：由d不同的若干段管順次聯(lián)接的管路，稱為串聯(lián)管路。2 .水力關(guān)系類比電路第三十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例：鑄鐵管長L=2500m，流量Q=0.2

9、5m3/s，作用水頭H=25m，為充分利用水頭，設(shè)計串聯(lián)管道解：（1）如按簡單長管計算水力計算表aH1=0.105d1=450mm浪費水頭，投資加大aH2=0.196d2=400mm水頭不夠第三十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）設(shè)計串聯(lián)管路d1=450mmL1d2=400mmL2解得第三十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、并聯(lián)管路1 .定義：在兩節(jié)點間并設(shè)兩條以上的管路，稱為并聯(lián)管路，其目的是提高供水的可靠性.第三十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2 .水力關(guān)系類比電路流體的自調(diào)性，阻力平衡第三十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例1：某兩層樓的供暖立管，管段1的d=20mm，總長20m，1=15，管段2的d=20mm，總長10m，2=15，管路=0.025，干管總流量Q=1L/s，求Q1和Q2解：并聯(lián)第三十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月解得阻力平衡水平失調(diào)異程同程第三十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例2：流量Q=4L/s的泵從兩個有初始液位差h=0.5m的油箱中吸油，在節(jié)點A以前的兩條管路有相同的長度l=