【文章內(nèi)容簡介】 Ac?gvdlH2)(220 ???? ???????????dlc21gHAQ c 2??23 淹沒出流 管道出口淹沒在水下稱為淹沒出流。 取符合漸變流條件的斷面 11和 22 列能量方程 因 則有 在淹沒出流情況下，包括行進流速的上下游水位差 z0完全消耗于沿程損失及局部損失。 2122222201???? whgvgvz ??02 ?v212110 2 ???? whgvzz ?24 因為 整理后可得管內(nèi)平均流速 通過管道的流量為 式中， 稱為管道系統(tǒng)的流量系數(shù)。 當忽略掉行近流速時，流量計算公式為 021 gzdlv?????02 gzAvAQ c???gvdlhhhjfw 2)(221 ?? ????? ????????dlc1gzAQ c 2??25 c???? 自??? dl?? 淹?? dl 注： 取 則 ??? 淹自 ＝ ??? 水頭 自由出流 H 淹沒出流 Z 相同條件下，淹沒出流與自由出流流量系數(shù)值是相等的。 1??26 以上是按 短管 計算的情況。如按 長管 的情況，忽略局部水頭損失及流速水頭損失。有 水利工程的有壓輸水管道水流一般屬于紊流的水力粗糙區(qū) ， 其水頭損失可直接按謝才公式計算 ， 用 則 令 ， 得 或 在水力學中 K稱為 流量模數(shù) 或特性流量 。 稱為比阻 ， 即單位管長在單位流量下的沿程水頭損失 。 它們綜合反映了管道斷面形狀 、 尺寸及邊壁粗糙對輸水能力的影響 。 gvdlhHf 22???28Cg??lRCA QgAQRC glgvdlC gH 22 222222 24828 ???RACK ? lQSlKQhHf2022 ???JKlhKQ f ??0S27 給水管道中的水流 ， 一般流速不太大 ， 可能屬于紊流的粗糙區(qū)或過渡粗糙區(qū) 。 可近似認為 當 v＜ ， 管流屬于過渡粗糙區(qū) ， hf約與流速 v的 。 故當按常用的經(jīng)驗公式計算謝齊系數(shù) C求 hf應在右端乘以修正系數(shù) k， 即 管道的流量模數(shù) K， 以及修正系數(shù) k可根據(jù)相關手冊資料得到 。 lKQkhH f 22??28 例 71 如圖所示一簡單管道 ， 長 800m， 管徑為 ，水頭為 20m， 管道中間有二個彎頭 ， 每個彎頭的局部水頭損失系數(shù)為 ， 已知沿程阻力系數(shù) λ＝ ， 試求通過管道的流量 。 29 （ 一 ） 先將管道作為短管 ， 求通過管道流量 。 根據(jù)（ 44） 式并且不考慮行近流速水頭 ， 則 局部損失共包括進口損失和彎頭損失 。 進口局部損失系數(shù) 故 gHAQ c 2?????????dlc 11?e?8 000 1??????c? 1 ??smQ /0 1 0 9 7 0 32?????30 (二 )計算沿程損失及局部損失 管中流速 流速水頭 沿程損失 局部損失 故沿程水頭損失占總水頭的百分數(shù)為 所以該管道按長管計算就可以了。 smAQv /40 1 0 9 2 ????mgv 22??mgvdlh f 98 000 2????? ?mgvh f )(22?????? ? ?% 8 ???Hh f31 （ 三 ） 按長管計算管道所通過的流量 根據(jù) 故按長管計算與短管計算所得流量相差 ，相對誤差為 。由此可見，將上述管道按長管計算，誤差很小。 lHKQ ? RACK ?smgC / 21???? ?smQ /01 09 0204 32??????% 1 0 9 0 0 0 ?32 二、 簡單管道水力計算的基本類型 對恒定流，有壓管道的水力計算 主要有下列幾種。 輸水能力計算 已知管道布置 、 斷面尺寸及作用水頭時 ， 要求確定管道通過的流量 。 計算如上節(jié)例題 。 （ 一般需試算 ） 當已知管道尺寸和輸水能力時 ， 計算水頭損失；即要求 確定通過 一定流量時所必須的水頭 。 計算如下例所示。 （直接計算） 33 例 72 由水塔沿長度 L為 3500m，直徑 d為 300mm的新鑄鐵管向工廠輸水（見圖）。設安置水塔處的地面高程zb為 ，廠區(qū)地面高程 zc為 ，工廠所需水頭 Hc為 25m。若須保證工廠供水量 Q為 85l/s，求水塔 高度（即地面至水塔水面的垂直距離）。 34 解 ： 給水管道常按長管計算 。 由表查得 d＝ 300m的新鑄鐵管 K＝ 。 管道內(nèi)流速 故修正系數(shù) k＝ 1。 計算水頭損失 所需水塔高度為 ＝ smsmAQv /410 8 2??????mlKQkh f 4 3 5 0 00 8 2222????? ???????? bfcc zhHzH35 管線布置已定 ， 當要求輸送一定流量時 ，確定所需的斷面尺寸 （ 圓形管道即確定管道直徑 ） 。 這時可能出現(xiàn)下述兩種情況： （ 1） 管道的輸水能力 、 管長 l及管道的總水頭 H均已確定 。 若管道為長管 ， 流量模數(shù) 由表即可查出所需的管道直徑 。 若為短管 流量系數(shù) 與管徑有關 ， 需用試算法確定 。 lHQK ?gHQdc 24???c?36 ( 2） 管道的輸水量 Q， 管長 l已知 ， 要求選定所需的管徑及相應的水頭 。 從技術和經(jīng)濟條件綜合考慮 。 ① 管道使用要求： 管中流速大產(chǎn)生水擊 ， 流速小泥沙 淤積 。 ② 管道經(jīng)濟效益： 管徑小 ， 造價低 ， 但流速大 ， 水頭損失也大 ， 抽水耗費也增加 。 反之管徑大 ， 流速小 ， 水頭損失減少 ， 運轉(zhuǎn)費用少 ，