《流体力学》第五章孔口管嘴管路流动教学文案.ppt

流体力学第五章孔口流体力学第五章孔口管嘴管路流动管嘴管路流动n n收缩断面：收缩断面：收缩断面：收缩断面：C-CC-CC-CC-C断面断面断面断面n n薄壁孔口：出流流股与孔口壁接触仅是一条周线，薄壁孔口：出流流股与孔口壁接触仅是一条周线，薄壁孔口：出流流股与孔口壁接触仅是一条周线，薄壁孔口：出流流股与孔口壁接触仅是一条周线，这种条件的孔口称为薄壁孔口。这种条件的孔口称为薄壁孔口。这种条件的孔口称为薄壁孔口。这种条件的孔口称为薄壁孔口。n n厚壁孔口（管嘴）：若孔壁厚度和形状促使流股收厚壁孔口（管嘴）：若孔壁厚度和形状促使流股收厚壁孔口（管嘴）：若孔壁厚度和形状促使流股收厚壁孔口（管嘴）：若孔壁厚度和形状促使流股收缩后又扩开，与孔壁接触形成面而不是线，这种孔缩后又扩开，与孔壁接触形成面而不是线，这种孔缩后又扩开，与孔壁接触形成面而不是线，这种孔缩后又扩开，与孔壁接触形成面而不是线，这种孔口称为厚壁孔口或管嘴。口称为厚壁孔口或管嘴。口称为厚壁孔口或管嘴。口称为厚壁孔口或管嘴。5.1孔口自由出流孔口自由出流下面讨论薄壁孔口的出流规律下面讨论薄壁孔口的出流规律5.1孔口自由出流孔口自由出流令令5.1孔口自由出流孔口自由出流H0称为作用水头称为作用水头,是促使是促使出流的全部能量。一部出流的全部能量。一部分用来克服阻力而损失，分用来克服阻力而损失，另一部分变成另一部分变成C-CC-C断面上断面上的动能使之出流。的动能使之出流。具有自由液面，自由出具有自由液面，自由出流时流时H H0 0=H=H则有则有5.1孔口自由出流孔口自由出流令令称为速度系数，是实际流体的称为速度系数，是实际流体的速度与理想流体的速度的比值。速度与理想流体的速度的比值。5.1孔口自由出流孔口自由出流A Ac c收缩断面的面积。由于一般情况下给出收缩断面的面积。由于一般情况下给出孔口面积，故引入收缩系数孔口面积，故引入收缩系数称称为流量系数。上式即为流量系数。上式即孔口自由出流的孔口自由出流的基本公式基本公式。收缩系数收缩系数因孔口开设的位置不同而造成收缩因孔口开设的位置不同而造成收缩情况不同，因而有较大的变化。情况不同，因而有较大的变化。非全部收缩时的收非全部收缩时的收缩系数比全部收缩缩系数比全部收缩时的大，其流量系时的大，其流量系数也相应增加。数也相应增加。完善收缩与不完善完善收缩与不完善收缩收缩5.1孔口自由出流孔口自由出流孔口收缩与位置关系孔口收缩与位置关系第二节第二节 孔口淹没出流孔口淹没出流当液体通过孔口出流到另一个充满液体的空间当液体通过孔口出流到另一个充满液体的空间时称为淹没出流。时称为淹没出流。令令5.2 5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流121 1:液体经孔口处的液体经孔口处的局部阻力系数局部阻力系数2 2:液体在收缩断面之后液体在收缩断面之后突然扩大的局部阻力系数突然扩大的局部阻力系数则出流流量为：则出流流量为：1 1：液体经孔口处的局部阻力系数：液体经孔口处的局部阻力系数2 2：液体在收缩断面之后突然扩大的局部阻力系数：液体在收缩断面之后突然扩大的局部阻力系数因为：因为：2 2 约等于约等于1 1，所以淹没出流速度系数，所以淹没出流速度系数 ：与自由出流速度系数相比，其值相等，但含义不同与自由出流速度系数相比，其值相等，但含义不同。5.2 5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流125.2 5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流上式即淹没出流流量公式。与自由出流的公式相上式即淹没出流流量公式。与自由出流的公式相同，但自由出流时上游的速度头全部转化为作用同，但自由出流时上游的速度头全部转化为作用水头，而淹没出流时，仅上下游速度头之差转换水头，而淹没出流时，仅上下游速度头之差转换为作用水头。为作用水头。具有自由液面的淹没出流，作用水头为：具有自由液面的淹没出流，作用水头为：当上下游高度一定时，出流当上下游高度一定时，出流当上下游高度一定时，出流当上下游高度一定时，出流流量与孔口在液面下开设的流量与孔口在液面下开设的流量与孔口在液面下开设的流量与孔口在液面下开设的位置高低无关。位置高低无关。位置高低无关。位置高低无关。12具有表面压强具有表面压强(相对压强相对压强)的有压容器的有压容器,液体经液体经孔口出流孔口出流,流量的计算为流量的计算为:当自由出流时当自由出流时:5.2 5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流当淹没出流时当淹没出流时:孔口孔口淹没淹没出流出流1 1：液体经孔口处的局部阻力系数：液体经孔口处的局部阻力系数2 2：液体在收缩断面之后突然扩大的局部阻力系数：液体在收缩断面之后突然扩大的局部阻力系数孔口孔口自由自由出流出流气体出流一般为淹没出流气体出流一般为淹没出流,但用压强差代替但用压强差代替水头差：水头差：5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔板流量计：在管道中装设孔板，测得孔板流量计：在管道中装设孔板，测得孔板前后渐变断面上的压差，即可求得孔板前后渐变断面上的压差，即可求得管中流量。管中流量。5.2 5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流因为因为:孔板流量计的流量系数是通过实验测定出来孔板流量计的流量系数是通过实验测定出来的，工程中一般通过查图获得。的，工程中一般通过查图获得。5.2 5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流例例例例5-15-15-15-1：有一孔板流量计，测得：有一孔板流量计，测得：有一孔板流量计，测得：有一孔板流量计，测得p=50mmHp=50mmHp=50mmHp=50mmH2 2 2 2O,O,O,O,管道直径管道直径管道直径管道直径为为为为D=200mm,D=200mm,D=200mm,D=200mm,孔板直径为孔板直径为孔板直径为孔板直径为d=80mm,d=80mm,d=80mm,d=80mm,试求水管中流量试求水管中流量试求水管中流量试求水管中流量Q Q Q Q。解：此题为淹没出流解：此题为淹没出流解：此题为淹没出流解：此题为淹没出流5.2 5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流 若认为流动处于阻力平方区，流量系数若认为流动处于阻力平方区，流量系数若认为流动处于阻力平方区，流量系数若认为流动处于阻力平方区，流量系数与雷诺数无关，由图查得流量系数：与雷诺数无关，由图查得流量系数：与雷诺数无关，由图查得流量系数：与雷诺数无关，由图查得流量系数：校核雷诺数校核雷诺数校核雷诺数校核雷诺数Re=210Re=2104例例5-25-2：如上题，孔板流量计装在气体管：如上题，孔板流量计装在气体管路中，测得路中，测得p=50mmHp=50mmH2 2O,O,其其D D、d d尺寸同上尺寸同上例，求气体流量例，求气体流量Q Q。解：此题为气体淹没出流解：此题为气体淹没出流5.2 5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流例例例例5-35-35-35-3：房间顶部设置夹层，把处理过的清洁空气用风：房间顶部设置夹层，把处理过的清洁空气用风：房间顶部设置夹层，把处理过的清洁空气用风：房间顶部设置夹层，把处理过的清洁空气用风机送入夹层中，并使层中保持机送入夹层中，并使层中保持机送入夹层中，并使层中保持机送入夹层中，并使层中保持300Pa300Pa300Pa300Pa的压强。清洁空气的压强。清洁空气的压强。清洁空气的压强。清洁空气在此压强作用下，通过孔板的孔口向房间流出，这就在此压强作用下，通过孔板的孔口向房间流出，这就在此压强作用下，通过孔板的孔口向房间流出，这就在此压强作用下，通过孔板的孔口向房间流出，这就是孔板送风（如图示）求每个孔口出流的流量及速度。是孔板送风（如图示）求每个孔口出流的流量及速度。是孔板送风（如图示）求每个孔口出流的流量及速度。是孔板送风（如图示）求每个孔口出流的流量及速度。孔的直径为孔的直径为孔的直径为孔的直径为1cm1cm1cm1cm。(由手册可知孔板流量系数由手册可知孔板流量系数由手册可知孔板流量系数由手册可知孔板流量系数0.60.60.60.6，速度，速度，速度，速度系数系数系数系数0.97)0.97)0.97)0.97)5.2 5.2 孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流孔口淹没出流解：解：解：解：空气密度取空气密度取空气密度取空气密度取1.2kg/m1.2kg/m1.2kg/m1.2kg/m3 3 3 3孔口流量公式：孔口流量公式：孔口流量公式：孔口流量公式：孔口速度公式：孔口速度公式：孔口速度公式：孔口速度公式：第三节第三节 管嘴出流管嘴出流5.3 5.3 管嘴出流管嘴出流管嘴出流管嘴出流=3-4d=3-4d或外接或外接l=3-4dl=3-4d圆管圆管水流入管嘴时也存在水流入管嘴时也存在收缩断面收缩断面C-CC-C，尔后流，尔后流股逐渐扩张，至出口断股逐渐扩张，至出口断面上完全充满管嘴断面面上完全充满管嘴断面流出。流出。管嘴出现真空现象，管嘴出现真空现象，出流流量大于孔口出流。出流流量大于孔口出流。5.3 5.3 管嘴出流管嘴出流管嘴出流管嘴出流列列A-AA-A及及B-BB-B断面的能量方程，以管嘴中心线为断面的能量方程，以管嘴中心线为基准线基准线：令：令：则：则：5.3 管嘴出流管嘴出流由于出口断面B-B完全充满，=1，则：从局部阻力系数图从局部阻力系数图4-4-2323中查得锐缘进口中查得锐缘进口=0.5=0.5管嘴真空现象及真空值通过管嘴真空现象及真空值通过C-CC-C与与B-BB-B断面列断面列能量方程得到证明：能量方程得到证明：5.3 5.3 管嘴出流管嘴出流管嘴出流管嘴出流h hl l=突扩损失突扩损失+沿程损失沿程损失5.3 5.3 管嘴出流管嘴出流管嘴出流管嘴出流从突然扩大的阻力系数从突然扩大的阻力系数计算公式可得：计算公式可得：当当时时,5.3 5.3 管嘴出流管嘴出流管嘴出流管嘴出流外管嘴正常工作的条件：外管嘴正常工作的条件：n nH H0 0越大，收缩断面上真空值越大，为保证管越大，收缩断面上真空值越大，为保证管嘴的正常出流，真空值必须控制在嘴的正常出流，真空值必须控制在7mH7mH2 2O O以以下，从而决定了作用水头下，从而决定了作用水头H H0 0的极限值为的极限值为7/0.75=9.3m7/0.75=9.3mn n管嘴长度也有一定极限值：管嘴长度也有一定极限值：太长阻力大，太长阻力大，使流量减少。使流量减少。太短则流股收缩后来不及扩大到整个断面而太短则流股收缩后来不及扩大到整个断面而呈非满流流出，仍如孔口一样，因此一般取呈非满流流出，仍如孔口一样，因此一般取管嘴长度为管嘴长度为3-4d.3-4d.其他类型管嘴出流：其他类型管嘴出流：其他类型管嘴出流，速度、流其他类型管嘴出流，速度、流其他类型管嘴出流，速度、流其他类型管嘴出流，速度、流量计算公式与圆柱形外管嘴公量计算公式与圆柱形外管嘴公量计算公式与圆柱形外管嘴公量计算公式与圆柱形外管嘴公式形式相同，但速度系数、流式形式相同，但速度系数、流式形式相同，但速度系数、流式形式相同，但速度系数、流量系数各不相同。工程中常用量系数各不相同。工程中常用量系数各不相同。工程中常用量系数各不相同。工程中常用的几种管嘴有：的几种管嘴有：的几种管嘴有：的几种管嘴有：5.3 5.3 管嘴出流管嘴出流管嘴出流管嘴出流n n流线形管嘴：适用于要求流量大，水头损失小，出口断流线形管嘴：适用于要求流量大，水头损失小，出口断流线形管嘴：适用于要求流量大，水头损失小，出口断流线形管嘴：适用于要求流量大，水头损失小，出口断面上速度分布均匀的情况。面上速度分布均匀的情况。面上速度分布均匀的情况。面上速度分布均匀的情况。n n收缩圆锥形管嘴：适用于要求加大喷射速度场合。收缩圆锥形管嘴：适用于要求加大喷射速度场合。收缩圆锥形管嘴：适用于要求加大喷射速度场合。收缩圆锥形管嘴：适用于要求加大喷射速度场合。n n扩大圆锥形管嘴：适用于要求将部分动能恢复为压能的扩大圆锥形管嘴：适用于要求将部分动能恢复为压能的扩大圆锥形管嘴：适用于要求将部分动能恢复为压能的扩大圆锥形管嘴：适用于要求将部分动能恢复为压能的情况。情况。情况。情况。水流图形演示水流图形演示水流图形演示水流图形演示例例5-45-4：液体从封闭的立式容器中经管嘴流入：液体从封闭的立式容器中经管嘴流入开口水池，管嘴直径开口水池，管嘴直径d=8cm,h=3m,d=8cm,h=3m,要求流量为要求流量为5*105*10-2-2m m3 3/s./s.试求作用于容器内液面上的压强试求作用于容器内液面上的压强是多少？是多少？解：按管嘴出流流量解：按管嘴出流流量公式公式5.3 5.3 管嘴出流管嘴出流管嘴出流管嘴出流PHHa21PHHa21PHH取取=0.82=0.82，则：，则：5.3 5.3 管嘴出流管嘴出流管嘴出流管嘴出流a21PHH5.4 简单管路简单管路第四节第四节 简单管路简单管路5.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路第四节第四节 简单管路简单管路简单管路：简单管路：具有相同管径，相同流量的管段。具有相同管径，相同流量的管段。它是组成各种复杂管路的基本单元。它是组成各种复杂管路的基本单元。112233445.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路当忽略自由液面速度，且出流至大气时，列当忽略自由液面速度，且出流至大气时，列能量方程为：能量方程为：5.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路代入上式：代入上式：令令则：则：因出口局部阻力系数因出口局部阻力系数=1=1，将其包括到，将其包括到中去，则为：中去，则为：对于气体管道，常用压强表示：对于气体管道，常用压强表示：无论是无论是S SH H还是还是S Sp p,对于一定的流体，在对于一定的流体，在d,ld,l已给定时，已给定时，S S只随只随，变化。当流动属于变化。当流动属于紊流粗糙区紊流粗糙区时，时，仅与仅与k/dk/d有关，所以有关，所以在管路的管材已定的情况下，在管路的管材已定的情况下，值可视为常数值可视为常数。项中只有进行调项中只有进行调 节的阀节的阀门的门的可以改变，而其他局部构件已确定局部阻可以改变，而其他局部构件已确定局部阻力系数是不变的。力系数是不变的。5.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路5.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路S SH H、S Sp p对已给定的管路是一个定数，它综合对已给定的管路是一个定数，它综合反映了管路上的沿程和局部阻力情况，称为反映了管路上的沿程和局部阻力情况，称为管路阻抗管路阻抗。简单管路中，总阻力损失与体积流量平方成简单管路中，总阻力损失与体积流量平方成正比。正比。5.4 简单管路简单管路例5-5：某矿渣混凝土板风道，断面积为1m*1.2m,长为50m，局部阻力系数=2.5，流量为14m3/s,空气温度为20，求压强损失。：查莫迪图5.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路如果是闭式水系统水如果是闭式水系统水泵扬程又为多少？泵扬程又为多少？水泵向压力水箱送水简单管路：水泵向压力水箱送水简单管路：5.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路如果是闭式水系统水如果是闭式水系统水泵扬程又为多少？泵扬程又为多少？5.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路虹吸管：虹吸管：管道中一部分高出上游供水液面的管道中一部分高出上游供水液面的简单管路。简单管路。上式即为虹吸管流量计算公式上式即为虹吸管流量计算公式5.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路由于虹吸管的一部分高出上游供水液面，必然在虹吸由于虹吸管的一部分高出上游供水液面，必然在虹吸由于虹吸管的一部分高出上游供水液面，必然在虹吸由于虹吸管的一部分高出上游供水液面，必然在虹吸管中存在管中存在管中存在管中存在真空区段真空区段真空区段真空区段，当真空达到某一限值时，将使溶，当真空达到某一限值时，将使溶，当真空达到某一限值时，将使溶，当真空达到某一限值时，将使溶解在水中的解在水中的解在水中的解在水中的空气分离空气分离空气分离空气分离出来，随着真空度的加大，空气出来，随着真空度的加大，空气出来，随着真空度的加大，空气出来，随着真空度的加大，空气量增加，缩小了有效过流断面阻碍流动，严重时造成量增加，缩小了有效过流断面阻碍流动，严重时造成量增加，缩小了有效过流断面阻碍流动，严重时造成量增加，缩小了有效过流断面阻碍流动，严重时造成气塞气塞气塞气塞。因此，为保证虹吸管正常流动，必须限定管中。因此，为保证虹吸管正常流动，必须限定管中。因此，为保证虹吸管正常流动，必须限定管中。因此，为保证虹吸管正常流动，必须限定管中最大真空高度不得超过允许值（最大真空高度不得超过允许值（最大真空高度不得超过允许值（最大真空高度不得超过允许值（7-8.5m)7-8.5m)7-8.5m)7-8.5m)。取管中真空度最大处与取管中真空度最大处与取管中真空度最大处与取管中真空度最大处与1-11-11-11-1断面列能量方程断面列能量方程断面列能量方程断面列能量方程5.4 5.4 简单管路简单管路简单管路简单管路例例5-65-6：H=2m,lH=2m,l1 1=15m,l=15m,l2 2=20m,d=200mm,=20m,d=200mm,e e=1,=1,b b=0.2,=0.2,0 0=1,=1,=0.025,=0.025,允许真空度为允许真空度为7m,7m,求求流量及管顶最大允许安装高度。流量及管顶最大允许安装高度。5.5 管路的串联与并联管路的串联与并联第五节第五节 管路的串联与并联管路的串联与并联串联管路 Q1=Q2=Q3并联管路 Q=Q1+Q2+Q3串联管路的计算原则：无中途分流或合流，串联管路的计算原则：无中途分流或合流，则流量相等，阻力叠加。总管路的阻抗等于则流量相等，阻力叠加。总管路的阻抗等于各管段的阻抗叠加。各管段的阻抗叠加。5.5 5.5 管路的串联与并联管路的串联与并联管路的串联与并联管路的串联与并联串联管路串联管路5.5 5.5 管路的串联与并联管路的串联与并联管路的串联与并联管路的串联与并联并联各支管上的阻力损失相等。总的阻抗平方并联各支管上的阻力损失相等。总的阻抗平方根倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和。根倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和。并联管路并联管路5.5 5.5 管路的串联与并联管路的串联与并联管路的串联与并联管路的串联与并联此式为此式为并联管路流量分配规律并联管路流量分配规律。5.5 5.5 管路的串联与并联管路的串联与并联管路的串联与并联管路的串联与并联例例5-7:5-7:某两层楼供暖立管，管段的直径为某两层楼供暖立管，管段的直径为20mm,20mm,总长为总长为20m,20m,=15=15，管段，管段2 2的直径为的直径为20mm,20mm,总长为总长为10m,=1510m,=15，管路中的，管路中的=0.025,=0.025,干管中的流量为干管中的流量为1*101*10-3-3m m3 3/s,/s,求两支求两支管中的流量管中的流量.第六节第六节 管网计算基础管网计算基础枝状管网枝状管网环状管网环状管网ABCDGFE5.6 5.6 网管计算基础网管计算基础网管计算基础网管计算基础管网由简单管路、并联、串联管路组合而成，分为：管网由简单管路、并联、串联管路组合而成，分为：5.6 5.6 网管计算基础网管计算基础网管计算基础网管计算基础枝状管网枝状管网风机应具有的风量为风机应具有的风量为:通常以管段最长通常以管段最长,局局部构件最多的一支参部构件最多的一支参与阻力叠加与阻力叠加,其余的进其余的进行阻力平衡计算。行阻力平衡计算。风机应具有的压头为风机应具有的压头为:5.6 5.6 网管计算基础网管计算基础网管计算基础网管计算基础常遇到的水力计算常遇到的水力计算,基本有两类基本有两类:n n管路布置已定管路布置已定,则管长和局部构件的型式则管长和局部构件的型式和数量已定和数量已定,已知已知各用户所需各用户所需流量流量和末端和末端要求的要求的压头压头,求管径和作用压头。求管径和作用压头。n n已有泵或风机已有泵或风机,即即已知作用水头已知作用水头,并知用并知用户所需户所需流量流量及末端及末端水头水头,在管路布置之后在管路布置之后已知已知管长管长,求管径。求管径。限定流速法限定流速法当量长度法当量长度法5.6 5.6 网管计算基础网管计算基础网管计算基础网管计算基础环状管网环状管网n n任一节点流入和流出的流量相等。任一节点流入和流出的流量相等。n n在任一闭合环路中，如规定顺时针方向的在任一闭合环路中，如规定顺时针方向的流动的阻力为正，反之为负，则各管段阻流动的阻力为正，反之为负，则各管段阻力损失的代数和必等于零。力损失的代数和必等于零。ABCDGFEn n1、将管网分成若干环路。按节将管网分成若干环路。按节点流量平衡确定流量，选取限定点流量平衡确定流量，选取限定流速，定出直径。流速，定出直径。n n2、根据流量与损失在环路中的根据流量与损失在环路中的正负值，求出每一环路的总损失。正负值，求出每一环路的总损失。n n3、若计算出的环路总损失不为若计算出的环路总损失不为零，则每段管路应加上校正流量。零，则每段管路应加上校正流量。n n4、用同样的程序算出第二次校用同样的程序算出第二次校正后的流量正后的流量直至环路总损失直至环路总损失满足工程精度要求为止。满足工程精度要求为止。5.6 5.6 网管计算基础网管计算基础网管计算基础网管计算基础GABEFHCDQIIIIII哈迪哈迪.克罗斯法克罗斯法校正流量的计算：校正流量的计算：5.6 5.6 网管计算基础网管计算基础网管计算基础网管计算基础略去二阶微量略去二阶微量对于整个环路应满足对于整个环路应满足 ，则，则5.6 网管计算基础网管计算基础例例5-85-8：如图，求第一次校正后的流量。：如图，求第一次校正后的流量。解解：取：取ABCDABCD为环路为环路1 1，CDEFCDEF为环路为环路2 2，按顺，按顺时针绕行时针绕行（1 1）按）按Q Qi i=0=0分配流量分配流量从从A A点和最远点点和最远点F F点分配，可假设。点分配，可假设。（2 2）计算各管段损失并填表）计算各管段损失并填表注意正负号注意正负号（3 3）计算校正）计算校正流量流量Q注意公共段注意公共段CD5.6 5.6 网管计算基础网管计算基础网管计算基础网管计算基础5.6 5.6 网管计算基础网管计算基础网管计算基础网管计算基础环环环环路路路路管管管管段段段段假定流假定流假定流假定流量量量量Q Qi i S Si ih hi ih hi i/Q/Qi iQQ管段校管段校管段校管段校正流量正流量正流量正流量校正后校正后校正后校正后的流量的流量的流量的流量Q Qi i校正后校正后校正后校正后的的的的h hi i1 1ABAB+0.15+0.1559.7659.76+1.3346+1.33468.8978.897-0.00140.0014-0.0014-0.00140.14860.14861.31961.3196BDBD+0.10+0.1098.2198.21+0.9821+0.98219.8219.821-0.0014-0.00140.09860.09860.95480.9548DCDC-0.01-0.01196.42196.42-0.0196-0.01961.9601.960-0.0014-0.0014-0.0175-0.0175-0.0289-0.0289-0.1641-0.1641CACA-0.15-0.1598.2198.21-2.2097-2.209714.73114.731-0.0014-0.0014-0.1514-0.1514-2.2512-2.2512 0.08740.087435.41035.410-0.1409-0.1409环网计算表环网计算表 5.6 5.6 网管计算基础网管计算基础网管计算基础网管计算基础环环环环路路路路管管管管段段段段假定流假定流假定流假定流量量量量Q Qi i S Si ih hi ih hi i/Q/Qi iQQ管段校管段校管段校管段校正流量正流量正流量正流量校正后的校正后的校正后的校正后的流量流量流量流量Q Qi i校正后校正后校正后校正后的的的的h hi i2 2CDCD+0.01+0.01196.42196.42+0.0196+0.01961.9601.9600.01750.0175+0.0175+0.0175+0.0014+0.00140.02890.02890.16410.1641DFDF+0.04+0.04364.42364.42+0.5830+0.583014.57514.575+0.0175+0.01750.05750.05751.20491.2049FEFE-0.03-0.03911.05911.05-0.8199-0.819927.33027.330+0.0175+0.0175-0.0125-0.0125-0.1424-0.1424ECEC-0.08-0.08364.42364.42-2.3323-2.332329.15429.154+0.0175+0.0175-0.0625-0.0625-1.4235-1.4235-2.5496-2.549673.01973.019-0.1969-0.1969第七节 有压管中的水击有压管中运动着的液体，由于阀门或水泵突然关闭，使得液体速度和动量发生急有压管中运动着的液体，由于阀门或水泵突然关闭，使得液体速度和动量发生急剧变化，从而引起液体压强的骤然变化，这种现象称为剧变化，从而引起液体压强的骤然变化，这种现象称为水击水击，也称，也称水锤水锤。由于水击而产生的压强增加可能达到管中原来正常压强的几十倍甚至几百倍，危由于水击而产生的压强增加可能达到管中原来正常压强的几十倍甚至几百倍，危害性很大，严重时会使管路发生破裂。害性很大，严重时会使管路发生破裂。5.7 5.7 有压管中的水击有压管中的水击5.7 有压管中的水击1.水击的物理过程第一阶段水击波的传递速度c在t=l/c时到达管道口第二阶段在t=2l/c时到达阀门cc5.7 有压管中的水击第三阶段在t=3l/c时到达管道口第四阶段在t=4l/c时到达阀门cc5.7 5.7 有压管中的水击有压管中的水击循环、衰减循环、衰减cccc水击演示水击演示阀门的突然关闭只是水击现象产生的外界条阀门的突然关闭只是水击现象产生的外界条件，液体本身具有可压缩性和惯性才是发生件，液体本身具有可压缩性和惯性才是发生水击现象的内在原因。水击现象的内在原因。理想情况下的水击压强理想情况下的水击压强实际情况下的水击压强实际情况下的水击压强5.7 5.7 有压管中的水击有压管中的水击5.7 5.7 有压管中的水击有压管中的水击最大压强按儒柯夫斯基公式计算。最大压强按儒柯夫斯基公式计算。直接水击直接水击防止水击危害的方法：防止水击危害的方法：n n增加管路关闭时间，使过程延长。增加管路关闭时间，使过程延长。n n过载保护。如安全瓣等。过载保护。如安全瓣等。n n减小管道长度和增加管道弹性。减小管道长度和增加管道弹性。间接水击间接水击1、水平管路直径由、水平管路直径由d1=24cm突然扩大为突然扩大为d2=48cm，在突然扩大的前后各安装一测压管，在突然扩大的前后各安装一测压管，读得局部阻力后的测压管比局部阻力前的测压读得局部阻力后的测压管比局部阻力前的测压管水柱高出管水柱高出h=1cm，试求管中流量，试求管中流量Q。2、管路直径、管路直径d=25mm,l1=8m，l2=1m，H=5m，喷嘴直径为，喷嘴直径为d0=10mm，管道入口管道入口1=0.5，弯头，弯头2=0.1，喷嘴，喷嘴3=0.1，=0.03。试求喷水高度。试求喷水高度h。3、蒸汽机冷却水经过两个串联的区段、蒸汽机冷却水经过两个串联的区段,每个区每个区段由段由250根并联的黄铜管组成根并联的黄铜管组成,，每根黄铜管长，每根黄铜管长为为l=5m,d=16mm,入口和出口的局部阻力系数入口和出口的局部阻力系数为为0.5和和1，并考虑沿程损失，水的运动粘度为，并考虑沿程损失，水的运动粘度为=0.009cm2/s，水的流量，水的流量Q=360m3/h，试求水，试求水头损失。已知黄铜管头损失。已知黄铜管K=0.0015mm。4、两水箱之间用三根不同直径、相同长度、两水箱之间用三根不同直径、相同长度的水平管道的水平管道1、2、3相连接，已知相连接，已知d1=10cm，d2=20cm，d3=30cm，Q1 1=0.1m3/s，三管沿，三管沿程阻力系数相等，试求程阻力系数相等，试求Q2 2，Q3 3。5、用等径直管输送液体，如果流量不变，、用等径直管输送液体，如果流量不变，管长不变，液体粘度不变，将管道直径减小管长不变，液体粘度不变，将管道直径减小一半，试问在层流和紊流平方阻力区两种情一半，试问在层流和紊流平方阻力区两种情况下，其压强损失比原来增大多少倍？况下，其压强损失比原来增大多少倍？6、水泵站用一根直径为、水泵站用一根直径为60cm的输水管时，的输水管时，沿程损失水头为沿程损失水头为27m，为了降低水头损失，为了降低水头损失，取另一根同长度的管道与之并联，并联后水取另一根同长度的管道与之并联，并联后水头损失降为头损失降为9.6m，假定两管的沿程阻力系数，假定两管的沿程阻力系数相同，两种情况下的总流量不变，试求新加相同，两种情况下的总流量不变，试求新加的管道的直径是多少？的管道的直径是多少？结束结束