应用流体力学应用流体力学 (56).pdf

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1、8.2 简单管路水力计算第八章本节引言简单管路水力计算 简单管路水力计算问题进行分类 讲解其水力计算方法本节难点流态校正法和流量校正法的核心思想及辨析。8.2.1 简单管路水力计算类型8.2.2 第一类问题计算步骤8.2.3 第二类问题计算步骤本节目录简单管路的三类水力计算问题8.2.1 简单管路水力计算类型已知参数求取参数第一类管道参数管输参数地形参数管件参数水头参数水头损失h作用水头H第三类水头参数管输参数地形参数管件参数管道参数管径d第二类管道参数水头参数地形参数管件参数管输参数流量Q8.2.1 简单管路水力计算类型简单管路的三类水力计算问题已知参数求取参数第一类管道参数 l,d管输参数

2、 Q地形参数 z管件参数 水头参数水头损失 hw作用水头 H已知参数管道沿线泵站布置wh求解参数1z2zdQl简单管路的三类水力计算问题8.2.1 简单管路水力计算类型l管道运行工况变化分析与调节已知参数wh求解参数1z2zQd已知参数求取参数第二类管道参数 l,d水头参数 hw地形参数 z管件参数 管输参数流量 Q简单管路的三类水力计算问题8.2.1 简单管路水力计算类型l在一定的输送任务下设计最优管径(本课程不涉及)已知参数wh求解参数1z2zQd已知参数求取参数第三类水头参数 hw管输参数 Q地形参数 z管件参数 管道参数管径 d第一类问题计算步骤沿程水头损失局部水头损失局部水头损失总水

3、头损失沿程水头损失沿程水头损失1fh1h2fh2h3fhwh25=mmfmQhLd1fh1h2fh2h3fh沿程水头损失2248=Qhgd局部水头损失8.2.2 第一类问题计算步骤8.2.2 第一类问题计算步骤根据给定的流量、管径和液体性质，计算雷诺数，判断管内流态，计算各段沿程水头损失之和1nfiih=计算总水头损失11nmwfijijhhh=+计算各局部水头损失之和1mjjh=计算结束步骤1：步骤2：步骤3：第一类问题计算步骤8.2.2 第一类问题计算步骤已知流量，计算总水头损失。这是水力计算的第一类问题。根据总流伯努利方程即可求出液位差。题干解析:例8.2.1 如图所示，两水箱由一根钢管

4、连通，钢管长为100m、内径为100mm、绝对粗糙度为0.15mm，管路上有一个全开闸阀，两个R/d=4.0的圆弯头。若水温为10时，液面稳定时的管路流量为6.510-3m3/s，求此时的液位差H。8.2.2 第一类问题计算步骤已知参数和待求参数：已知参数管道参数流量 Q6.510-3 m3/s管长 l100 m 管径 d0.100 m粗糙度 1.510-4m物性参数密度 1000 kg/m3运动黏度 1.30810-6 m2/s管件参数局部阻力系数弯头:0.35 全开闸阀:0.4待求参数水头参数总水头损失 hw例8.2.1 如图所示，两水箱由一根钢管连通，钢管长为100m、内径为100mm、

5、绝对粗糙度为0.15mm，管路上有一个全开闸阀，两个R/d=4.0的圆弯头。若水温为10时，液面稳定时的管路流量为6.510-3m3/s，求此时的液位差H。8.2.2 第一类问题计算步骤计算步骤:3.计算总水头损失11nmwfijijhhh=+1.计算雷诺数，判断流态，计算沿程水头损失1nfiih=2.计算局部水头损失1mjjh=A例8.2.1 如图所示，两水箱由一根钢管连通，钢管长为100m、内径为100mm、绝对粗糙度为0.15mm，管路上有一个全开闸阀，两个R/d=4.0的圆弯头。若水温为10时，液面稳定时的管路流量为6.510-3m3/s，求此时的液位差H。8.2.2 第一类问题计算步

6、骤（1）计算沿程水头损失60.828 0.1Re633031.308 10vd=雷诺数：临界雷诺数：7187859.759.7Re4563122 0.15100=d222 0.15665765 lg665765 lg100Re86500122 0.15100=dd可以得到：处于混合摩擦区12ReReRe32244 6.50.828m/s3100.41.1dQv=8.2.2 第一类问题计算步骤混合摩擦区沿程阻力系数：1.1116.81.8lgRed=+221.111.116.86.80.15=1.8lg1.8lg0.0244Re3.7633033.7 100d+=+=221000.8280.02440.853m20.9.8112fl vhdg=得到：沿程水头损失：（1）计算沿程水头损失8.2.2 第一类问题计算步骤总局部阻力系数：()0.0244=+2=+2=0.4+21.220.0220.00.23520.022=闸阀弯头0弯头闸阀0220.8281.220.0426m22 9.81vhg=局部水头损失：（2）计算各局部水头损失之和求得液位差：8.2.2 第一类问题计算步骤（3）计算总水头损失总水头损失：=+0.8530.04260.896mwfhhh=+=22002=+=aawpphHHg实际总流伯努利方程：0.896m=H