水头损失及管路水力计算精选PPT.ppt

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1、关于水头损失及管路水力计算第1页，讲稿共42张，创作于星期二第第第第4 4 4 4章章章章 水头损失与管道水力计算水头损失与管道水力计算水头损失与管道水力计算水头损失与管道水力计算本章学习目标n掌握黏性流体的流动型态（层流、紊流）及其判别n掌握沿程水头损失计算和局部水头损失计算n掌握简单管路、串联管路和并联管路的水力计算第2页，讲稿共42张，创作于星期二一、章目解析n从力学观点看，本章研究的是流动阻力。产生流动阻力的原因：n内因粘性+惯性n外因外界干扰n从能量观看，本章研究的是能量损失（水头损失）。第3页，讲稿共42张，创作于星期二二、研究内容n内流（如管流、明渠流等）：研究 的计算（本章重点

2、）；n外流（如绕流等）：研究CD的计算。（本章不讨论）三、水头损失的两种形式nhf：沿程水头损失(由摩擦引起)；nhm：局部水头损失（由局部干扰引起）。总水头损失：第4页，讲稿共42张，创作于星期二第一节第一节 黏性流体的流动型态黏性流体的流动型态黏性流体的流动型态黏性流体的流动型态一、雷诺实验简介 1883年英国物理学家雷诺按图示试验装置对粘性流体进行实验，提出了流体运动存在两种型态：层流和紊流。Osborne Reynolds(1842-1916)第5页，讲稿共42张，创作于星期二 5.2 5.2 黏性流体的流动型态黏性流体的流动型态黏性流体的流动型态黏性流体的流动型态第6页，讲稿共42张

3、，创作于星期二下临界流速v下临界流速上临界流速v上n（a）层流n（b）临界状态n（c）紊流v上v下第7页，讲稿共42张，创作于星期二 二、判别标准1.1.试验发现试验发现结论：用雷诺数判断流态第8页，讲稿共42张，创作于星期二2.2.判别标准判别标准圆管：取非圆管：定义水力半径 为特征长度.相对于圆管有层流紊流第9页，讲稿共42张，创作于星期二故取例题例题1 1例题例题2 2第10页，讲稿共42张，创作于星期二第二节第二节 流体在管路中的水头损失流体在管路中的水头损失水头损失的两种形式nhf：沿程水头损失(由摩擦引起)；nhj：局部水头损失（由局部干扰引起）。nhw：总水头损失第11页，讲稿共

4、42张，创作于星期二n一、沿程水头损失的计算n圆管的计算公式：n式中：沿程阻力系数n非圆管的计算公式：n式中：D当量直径D=4R第12页，讲稿共42张，创作于星期二n沿程阻力系数的确定方法：n1、层流n 对水 n 对油 第13页，讲稿共42张，创作于星期二n2、紊流n 对新钢管n 对新铸铁管n 对旧钢管和旧铸铁管n式中：K1实验室和实际工作条件的差异系数n K2管道接头系数例题例题4-34-3第14页，讲稿共42张，创作于星期二n二、局部水头损失的计算n公计算式式中：局部阻力系数，查表4-1 v流体通过局部管件后的平均流速例题例题4-44-4第15页，讲稿共42张，创作于星期二例题例题例题例题

5、1 1 1 1 例例1 1 水流经变截面管道，已知d2/d1=2，则相应的Re2/Re1=?解解 因故第16页，讲稿共42张，创作于星期二例题例题例题例题2 2 2 2 例例例例2222如图所示管流，已知：如图所示管流，已知：d d、l l、H H、进进、阀门。阀门。求：管道通过能力求：管道通过能力Q Q。解解解解 从从从从12121212建立伯努利方程建立伯努利方程建立伯努利方程建立伯努利方程第17页，讲稿共42张，创作于星期二例题例题例题例题2 2 2 2得流速据连续性方程得流量第18页，讲稿共42张，创作于星期二 例例例例33：应用细管式粘度计测油的粘度，细管应用细管式粘度计测油的粘度，

6、细管d=6mm，l=2m，Q=77cm3/s，水银压差计读值，水银压差计读值h=30cm，水银密度，水银密度m=13600kg/m3，油的密度，油的密度=900kg/m3，求油的运动粘度，求油的运动粘度.例题例题例题例题3 3解：设为层流第19页，讲稿共42张，创作于星期二校核流态计算成立解得运动粘度第20页，讲稿共42张，创作于星期二 例例例例44：给水管长30m，直径d=75mm，材料为新铸铁管，流量Q=7.25L/s，水温t=10，求该管段的沿程水头损失。解：水温t=10时，水的运动粘度=1.3110-6m2/s例题例题例题例题4 4紊流第21页，讲稿共42张，创作于星期二新铸铁管，无接

7、头，取K1=1.15，K2=1例题例题例题例题4 4第22页，讲稿共42张，创作于星期二第三节第三节 管路水力计算管路水力计算n在管路的水力计算中将管路分为：长管、短管在管路的水力计算中将管路分为：长管、短管n长管：长管：局部水头损失和速度水头的总和小于沿程局部水头损失和速度水头的总和小于沿程水头损失的水头损失的5%，管路计算时可直接取他们为沿程，管路计算时可直接取他们为沿程水头损失的某一百分数或忽略不计的管路水头损失的某一百分数或忽略不计的管路。n短管：短管：局部水头损失和速度水头的总和大于沿程局部水头损失和速度水头的总和大于沿程水头损失的水头损失的5%，管路计算时不可忽略的管路。，管路计算

8、时不可忽略的管路。第23页，讲稿共42张，创作于星期二n 长管n 简单管路 短管n管路 串联管路n 复杂管路 并联管路n 管网第24页，讲稿共42张，创作于星期二一、简单管路一、简单管路一、简单管路一、简单管路水力计算水力计算水力计算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：1 1、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）2 2、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）（设计）第25页，讲稿共42张，创作于星期二3、实例分析 1）水泵吸水管的水力计算

9、计算内容：已知 ，求水泵安装高度 。第26页，讲稿共42张，创作于星期二长管的水力计算长管的水力计算 长管的定义：1、计算特点 1.2.2、计算类型（与短管相同）第27页，讲稿共42张，创作于星期二 简单管路简单管路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：全部水头消耗在沿程水头损失上和产生出口速度水头。第28页，讲稿共42张，创作于星期二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：称为管路特性阻力系数称为管路特性阻力系数。

10、第29页，讲稿共42张，创作于星期二n对于短管第30页，讲稿共42张，创作于星期二n对于长管式中：式中：式中：式中：管路特性流量管路特性流量管路特性流量管路特性流量 第31页，讲稿共42张，创作于星期二二、串联管路水力计算第32页，讲稿共42张，创作于星期二1.1.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.水力关系水力关系类比电路第33页，讲稿共42张，创作于星期二例：铸铁管长L=2500m，流量Q=0.25m3/s，作用水头H=25m，为充分利用水头，设计串联管道解：（1）如按简单长管计算水力计算表aH1=0.105

11、d1=450mm浪费水头，投资加大aH2=0.196d2=400mm水头不够第34页，讲稿共42张，创作于星期二（2）设计串联管路d1=450mmL1d2=400mmL2解得第35页，讲稿共42张，创作于星期二三、并联管路1.1.定义定义：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可靠性水的可靠性.第36页，讲稿共42张，创作于星期二2.水力关系类比电路流体的自调性，阻力平衡第37页，讲稿共42张，创作于星期二例1：某两层楼的供暖立管，管段1的d=20mm，总长20m，1=15，管段2的d=20mm，总长10m，2=15，管路=0.025，干管总流量Q=1L/s，求Q1和Q2解：并联第38页，讲稿共42张，创作于星期二解得阻力平衡水平失调异程同程第39页，讲稿共42张，创作于星期二例2：流量Q=4L/s的泵从两个有初始液位差h=0.5m的油箱中吸油，在节点A以前的两条管路有相同的长度l=10m和直径d=50mm，若=0.03，不计局部阻力，求：（1）泵开始吸油时，每个油箱流出的流量q1和q2各为多少？第40页，讲稿共42张，创作于星期二解：A点连续性方程解得（1）第41页，讲稿共42张，创作于星期二感谢大家观看第42页，讲稿共42张，创作于星期二