水力學(xué)第6章有壓管流(完整版)
【正文】 基本問(wèn)題 第一類為已知作用水頭、管長(zhǎng)、管徑、管材與局部變 化，求流量，見(jiàn) p117 [例 61]。除特殊點(diǎn)外， 管中液體的相對(duì)壓強(qiáng)一般不為零，故名。 短管出流有自由出流和淹沒(méi)出流之分。 fhH ? 對(duì)于長(zhǎng)管來(lái)說(shuō)，局部水頭 損失（包括流速水頭）可忽略 1 1 2 2 H 不計(jì)，于是有 簡(jiǎn)單管道 引入達(dá)西公式 式中 s = al 稱為管道的阻抗， a 則稱為比阻。 格。 段所共有， A、 B兩點(diǎn)的水 A、 B 兩點(diǎn)滿足節(jié)點(diǎn)流量平衡 432A1 QqQ ???? 由于 A、 B兩點(diǎn)為各管 頭差也就為各管段所共有，而且 A、 B兩點(diǎn)之間又為全部并聯(lián)系 統(tǒng)，說(shuō)明并聯(lián)管道系統(tǒng)各管段水頭損失相等且等于系統(tǒng)總損失。管長(zhǎng)分別為 l1 = 500m， l2= 150m ， l3= 200m；管徑 D1 = 200mm ， D2 = 150mm， D3 = 100mm ， 節(jié)點(diǎn) B分出流量 q = ，通過(guò)流量 Qp = ，途泄 流量 Qs = ，試求所需作用水頭 H。 算，因此采用平均水力坡度來(lái)計(jì)算管徑，即 然后按上式計(jì)算水源的作用水頭。 環(huán)狀管網(wǎng)上管段數(shù)目 np 、環(huán)數(shù) nl 以及節(jié)點(diǎn)數(shù)目 nj 之間存 在著如下關(guān)系： np = nl+ nj1 。然后根據(jù)經(jīng)濟(jì) 流速確定各管段直徑，未知數(shù)等于方程數(shù)，方程可解。 水塔 0 環(huán)號(hào) 管段 管長(zhǎng) 管徑 比阻 I 25 220 200 53 210 200 32 90 150 II 12 270 200 23 90 150 34 80 200 41 260 250 1 2 3 4 5 I II Q4 Q5 【 解 】 （ 1）初擬流向，分配流量； （ 2）按分配流量，根據(jù) hfi= ailiQi2 計(jì)算各段水頭損失； （ 3）計(jì)算環(huán)路閉合差； （ 4）調(diào)整分配流量，重新計(jì)算水頭損失。 水擊以波的形式傳播，又稱為水擊波。 第四階段：增壓波從管道入口向 閥門(mén)傳播過(guò)程。一般給水管網(wǎng)中， v ＜ 3 m/s； ； ； 。 Δp 式中 c0—聲波在水中的傳播速度， c0= 1435m/s； K—水的體積模量， K = 109 Pa； E—管壁材料的彈性模量； D— 管道直徑； v0 ?DEKcc??10δ— 管壁厚度。閥門(mén)關(guān)閉后，水擊壓 強(qiáng) Δp以速度為 c 的波向上游，管內(nèi)為 增壓狀態(tài)，直至 t = L / c， L 為管長(zhǎng) 。 水擊所引起的壓強(qiáng)升高可達(dá)管道正常工作的幾十倍甚至上 百倍，具有極大的破壞性。然后驗(yàn)算每一環(huán)的水頭損 失是否滿足條件（ 2） 如不滿足，調(diào)整流量重新分配，直至滿足，或 0f ?? hff hh ???小于規(guī)定值。 （ 1）連續(xù)性條件，即節(jié)點(diǎn)流量平衡條件。設(shè)水塔與管網(wǎng)端點(diǎn) 7地形標(biāo) 高相同，兩點(diǎn)的最小服務(wù)水頭均為 Hs = 12m，各管段均為 鑄鐵管其他已知條件見(jiàn)表，試求各管段的直徑、水頭 損失及水塔高度。對(duì)水 枝狀管網(wǎng)的計(jì)算 t0sf zzHhH ???? ? 枝狀管網(wǎng) 由多條串聯(lián)而成的具有分支結(jié)構(gòu)的管網(wǎng)系統(tǒng)稱為枝狀管網(wǎng) 。試求各支 管流量及 AB 間的水頭損失。合理的辦法是分部分采用，然后將二者串聯(lián)起來(lái)。 可按曼寧公式計(jì)算比阻。 設(shè)一短管，列 12斷面伯努利方
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