水力學第6章有壓管流-資料下載頁
2025-05-10 16:18本頁面
【正文】 Q5 【 解 】 （ 1）初擬流向，分配流量； （ 2）按分配流量，根據(jù) hfi= ailiQi2 計算各段水頭損失； （ 3）計算環(huán)路閉合差； （ 4）調(diào)整分配流量，重新計算水頭損失。 環(huán)號 管 段 初分 流量 hfi hfi/Qi ΔQ 校正流量 二分 流量 hfi I 25 + + + + 53 32 + 和 + + II 12 + + + + 23 + + + + + 34 41 和 + + 有壓管道中的水擊 有壓管流中，由于某種原因（閥門突然關(guān)閉或水泵機組突 然停機等），使得水流速度突然停止所引起的壓強大幅度波動 現(xiàn)象稱為水擊或水錘（ water hammer）。 水擊所引起的壓強升高可達管道正常工作的幾十倍甚至上 百倍，具有極大的破壞性。 以水管末端閥門突然關(guān)閉為例。 當水流以流速 v0 在管道中流動時， Hgp ?? 0v0 閥門突然關(guān)閉時，最靠近閥門處的水速度由 v0 變成 0 ，突然停 Δp 忽略流速水頭與水頭損失，管道 各斷面的壓強水頭均為 ， H 止。根據(jù)質(zhì)點系動量定理，動量變化等于外力（閥門作用力） 的沖量。因外力作用，水流的壓強增至 p0 +Δp。 Δp稱為水擊 壓強。 水擊以波的形式傳播，又稱為水擊波。 第一階段：增壓波從閥門向管道 入口傳播過程。閥門關(guān)閉后，水擊壓 強 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 。 第二階段：減壓波從管道入口向 閥門傳播過程。由于管內(nèi)壓強大于 水池中壓強，管中水在水擊壓強 Δp 作用下向水池中以流速 v0 倒流，管 內(nèi)壓強逐漸恢復，直至 t = 2L / c。 Δp Δp v0 第三階段：減壓波從閥門向管道 入口傳播過程。倒流的水在閥門處停 止，動量變化引起壓強降低 Δp 并以 c 向上游傳播，管內(nèi)為減壓狀態(tài)。 v0 Δp v0 又從第一階段開始，重復這四個階段。 第四階段：增壓波從管道入口向 閥門傳播過程。由于水池中壓強大于 管內(nèi)壓強，池中水在水擊壓強 Δp的 作用下由水池以流速 v0 流入管中， 管內(nèi)壓強逐漸恢復，直至 t = 4L / c。 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。 若閥門的關(guān)閉時間 T ＞ 2L / c ，返回到閥門的負水擊壓強 水擊波經(jīng)兩個階段返回到閥門前（ T ＜ 2L / c ），閥門已 關(guān)閉。這時，閥門處的水擊壓強同閥門瞬間關(guān)閉時相同，這 0cvp ???又稱為儒科夫斯基（ Жуковский）公式。 大水擊壓強，這種情況的水擊稱為間接水擊，即 種水擊稱為直接水擊。 根據(jù)質(zhì)點系動量定理，可求得直接水壓強的最大值，即 將與繼續(xù)關(guān)閥時所產(chǎn)生的正水擊壓強產(chǎn)生疊加，使閥門處的最 z0 TTcvp ???式中 T = 2L / c 稱水擊波相長， Tz 為閥門關(guān)閉時間。 防止水擊危害的措施 。一般給水管網(wǎng)中， v ＜ 3 m/s； ； ； 。 水擊的利用 —水錘泵
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