流体力学第6章.优秀PPT.ppt

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1、第第第第6 6 6 6章章章章 孔口、管嘴孔口、管嘴孔口、管嘴孔口、管嘴及有压管流及有压管流及有压管流及有压管流第第第第6 6 6 6章章章章 孔口、管嘴及有压管流孔口、管嘴及有压管流孔口、管嘴及有压管流孔口、管嘴及有压管流本章所用学问点连续性方程能量方程沿程水头损失局部水头损失重点驾驭孔口、管嘴恒定出流的水力计算有压管路恒定流淌的水力计算离心式水泵的水力计算 6.0 6.0 6.0 6.0 概述概述概述概述 6.0 6.0 6.0 6.0 概述概述概述概述w 孔口小孔口大孔口w 管嘴w 管路短管长管简单管路复杂管路复杂管路串联管路并联管路管网枝状管网环状管网 6.1 6.1 6.1 6.1

2、孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流n工程实例 6.1 6.1 6.1 6.1 孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流一一.孔口出流的计算孔口出流的计算w w 计算特点：计算特点：计算特点：计算特点：w w 出流特点：出流特点：收缩现象1.1.自由式出流自由式出流从 1C 建立伯努利方程，有 6.1 6.1 6.1 6.1 孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流式中：式中：为孔口流速系数，对于小孔口，式中：式中：、分别为孔口收缩系数和流量系数，对于小孔口分别为孔口收缩系数和流量系数，对于小孔

3、口：6.1 6.1 6.1 6.1 孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流2.沉没式孔口出流从从 12 12 建立伯努利方程，有建立伯努利方程，有（与自由式出流公式完全相同）（与自由式出流公式完全相同）（与自由式出流公式完全相同）6.1 6.1 6.1 6.1 孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流3.影响孔口收缩的因素孔口形态孔口位置二、管嘴出流的计算w w 计算特点计算特点:w w 出流特点出流特点:在C-C断面形成收缩，然后再扩大，逐步充满整个断面。6.1 6.1 6.1 6.1 孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口

4、、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流从 12 建立伯努利方程，有式中：式中：为管咀流速系数，6.1 6.1 6.1 6.1 孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流孔口、管嘴恒定出流管嘴正常工作条件管嘴正常工作条件w w 式中：式中：为管咀流量系数，例题例题1 1 6.2 6.2 6.2 6.2 短管水力计算短管水力计算短管水力计算短管水力计算短管的定义短管的定义一一 、计算特点、计算特点1.1.已知已知H H、d d，求，求Q Q（校核）（校核）二二 、计算类型、计算类型2.2.已知已知Q Q、d d，求，求H H（设计）（设计）3.3.已知已知Q Q、H H，求，求d d（设计）

5、（设计）6.2 6.2 6.2 6.2 短管水力计算短管水力计算短管水力计算短管水力计算三、实例分析 1.水泵吸水管的水力计算 计算内容：已知 ，求水泵安装高度 。例题例题2 2 6.2 6.2 6.2 6.2 短管水力计算短管水力计算短管水力计算短管水力计算2.虹吸水力计算虹吸浇灌 6.2 6.2 6.2 6.2 短管水力计算短管水力计算短管水力计算短管水力计算真空输水：世界上最大直径的虹吸管(右侧直径1520毫米、左侧600毫米),虹吸高度均为八米，犹如一条巨龙伴游一条小龙匐卧在浙江杭州萧山区黄石垅水库大坝上，尤为壮丽，已获吉尼斯世界纪录。6.2 6.2 6.2 6.2 短管水力计算短管水

6、力计算短管水力计算短管水力计算我国最大的倒虹吸管 6.2 6.2 6.2 6.2 短管水力计算短管水力计算短管水力计算短管水力计算例题例题3 3 6.3 6.3 6.3 6.3 长管水力计算长管水力计算长管水力计算长管水力计算长管的定义：一、计算特点 1.2.二、计算类型（与短管相同）6.3 6.3 6.3 6.3 长管水力计算长管水力计算长管水力计算长管水力计算三、简洁管路1.1.1.1.定义：定义：d、Q沿程不变的管路，称为简单管路。2.2.水力关系水力关系w 伯努利方程伯努利方程上式说明：上式说明：上式说明：上式说明：全部作用水头均消耗在沿程水头损失上。6.3 6.3 6.3 6.3 长

7、管水力计算长管水力计算长管水力计算长管水力计算w 连续性方程连续性方程3.3.3.3.关于关于关于关于 的计算的计算的计算的计算式中式中式中式中 称为比阻称为比阻。6.3 6.3 6.3 6.3 长管水力计算长管水力计算长管水力计算长管水力计算四、串联管路 6.3 6.3 6.3 6.3 长管水力计算长管水力计算长管水力计算长管水力计算1.1.定义：由定义：由d d不同的若干段管顺次联接的管路，称为串联管路。不同的若干段管顺次联接的管路，称为串联管路。2.2.水力关系水力关系w （能量关系）（能量关系）w （流量关系）（流量关系）6.3 6.3 6.3 6.3 长管水力计算长管水力计算长管水力

8、计算长管水力计算五、并联管路 6.3 6.3 6.3 6.3 长管水力计算长管水力计算长管水力计算长管水力计算1.1.定义：在两节点间并设两条以上的管路，称为并联管路，其目的定义：在两节点间并设两条以上的管路，称为并联管路，其目的是提高供水的牢靠性是提高供水的牢靠性.2.2.水力关系水力关系w （流量关系）（流量关系）w （能量关系）（能量关系）例题例题4 4 6.46.46.46.4离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算泵是把机械能转化为液体能量的一种机械。泵是把机械能转化为液体能量的一种机械。一、泵的构造简介 6.46.46.46.4离心式水泵的水

9、力计算离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算二、主要参数流量Q 扬程H（泵供应单位重量液体的能量）功率输入功率（轴功率）NX 输出功率（有效功率）效率转速n允许真空度 6.46.46.46.4离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算三、工况分析 1.水泵特性曲线 2.管路特性曲线 6.46.46.46.4离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算离心式水泵的水力计算n工作点确定 工作点：水泵特性曲线与管路特性曲线的交点n水泵的选择n电动机的选择 据工作点Q、H计算 据 Nx。例题例题例题例题1 1 1 1 例例11

10、在在 条件下，试分别比较孔口和管嘴出流的条件下，试分别比较孔口和管嘴出流的流速及流量。流速及流量。解解1.1.流速比较流速比较2.2.流量比较流量比较例题例题例题例题2 2 2 2 例例22已知已知，求水泵安装高度 。解解 从 12 建立伯努利方程，有例题例题例题例题2 2 2 2式中：式中：式中：式中：为泵进口真空度，一般为泵进口真空度，一般 实际的安装高度实际的安装高度 只要小于或等于只要小于或等于 ，即可，即可。例题例题例题例题3 3 3 3 例例33如图所示虹吸管，通过虹吸作用将左侧水输至下游。已知如图所示虹吸管，通过虹吸作用将左侧水输至下游。已知 ，试求：，试求：n n通过虹吸管的流量通过虹吸管的流量Q Q；n n虹吸管最高处虹吸管最高处A A点的真空度点的真空度 。例题例题例题例题3 3 3 3 解解1.1.由由1212列伯努利方程列伯努利方程得得流量流量例题例题例题例题3 3 3 32.由1A列伯努利方程得A点真空度例题例题例题例题4 4 4 4 例例33已知图示并联管路的 ，试求 。解解 由由 得得