[工學]第五章：孔口、管嘴出流和有壓管路-資料下載頁
2025-01-19 12:13本頁面
【正文】 分配流量 0?? iQ 確定管徑 計算管段的水頭損失 ?? ? 2iif QSh?02 ?? ?? iif QSh Y 輸出，結束！ 環(huán)狀管網(wǎng)的計算 有壓管道中的水擊 水擊 ：有壓管中運動著的液體，由于閥門或水泵突然 關閉，使得液體速度和動量發(fā)生急劇變化，從 而引起液體壓強的驟然變化。 ?由水擊而產(chǎn)生的壓強增加可能達到管中原來正常壓強的幾十倍甚至幾百倍，而且增壓和減壓交替頻率很高，危害性很大。 水擊的傳播過程 第一階段： 開始時，水流 0v? 下游閘門關閉 靠近閥門處水流停止流動 動量瞬間由 變?yōu)榱? 0mv壓強驟然升高至 pp ??0上游水流速度仍為 0v 靠近閘門處 水壓縮及管壁的膨脹 當靠近閥門的第一層水停止運動后，第二層以后的各層都相繼地停止下來，直到靠近水池水層為止。 這種減速增壓的過程，是以增壓 彈性波往上游水池傳遞的，稱此為“ 水擊波 ”。 為水擊波的傳遞速度， 為水管長度，則 后，自閥門開始的水擊波便傳到了水池，這時管內(nèi)的全部液體處在 作用下的受壓縮狀態(tài)。 pp ??0c l clt ?pp ??0第二階段 水池中壓強不變 管路進口處的液體，在壓差 作用下，變?yōu)? p?0v?管中水由受壓縮的狀態(tài)，自進口處逐層地迅速解除。 第三階段 管中的液體仍有往水池方向流動趨勢 閥門處的壓強恢復到 常壓 0p閥門處的壓強急劇降低至 pp ??0閥門處 ，并逐步向水池移動 00 ?v管中液體全處在 的減壓狀態(tài) pp ??0第四階段 進口處壓強為 0p管路中的壓強為 pp ??0水流以 從水池口處以流向管路 0v? 管中的水逐層獲得向閥門方向的 0v?管中的水壓逐層升到 0p水流恢復到水擊未發(fā)生時的起始正常狀態(tài) 水擊波在全管長上來回傳遞一次 為 一個相長，兩個相長的時間 為水擊波的 全周期 。 clt 2?clt 4? 上述的彈性波傳遞、反射、水流方向的來回變動，都將周而復始地進行著，直至水流的阻力損失、管壁和水因變形做功而耗盡了引起水擊的能量時，水擊現(xiàn)象方才終止。 水擊現(xiàn)象 的原因 外界條件：引起管路中速度變化的因素， 如閥門突然關閉等。 內(nèi)在原因：液體本身具有可壓縮性和慣性。 水擊壓強的計算 ⒈ 直接水擊 直接水擊：閥門關閉時間小于一個相長（ ） clT z 2? 由于驟然關閉閥門， 段水的流速由 變?yōu)? ，其密度由 變至 ，因管壁膨脹過水斷面由 變至 ，在 時段內(nèi)，在管軸方向的動量變化為 nm?0v v? ?? ??A AA ??t?? ? ? ?? ? ? ?00 vvtcAAvvm ?????????? ??△ t時段內(nèi)，外力在管軸方向的沖量為： ? ? ? ?? ?? ? ? ? tAAptAAppAAp ?????????????? 00質(zhì)點系在 時段內(nèi)動量的變化，等于該系所受外力在同一時段內(nèi)的沖量 t?得 ? ? ? ?? ? ? ?0vvtcAAtAAp ??????????????? ??? ? ? ?vvcp ????? 0??? ?0p c v v?? ? ?????????? ＜＜當閥門瞬時完全關閉： 0m a x cvp ???這就是直接水擊計算公式。 ⒉ 間接水擊 間接水擊 :閥門關閉時間 clT z 2??特點 ：閥門開始關閉時發(fā)出的水擊波的反射波，在閥門尚未完全關閉前，已到達閥門斷面，隨即變?yōu)樨摰乃畵舨ㄏ蜻M口傳播，此時負水擊壓強和閥門繼續(xù)關閉產(chǎn)生的正水擊壓強相疊加，使閥門處最大水擊壓強小于按直接水擊計算的數(shù)值。 一般直接水擊近似由下式計算 0zTp c vT???或 00 2zzc v vp T lg g T g T?? ??水擊波相長 閥門關閉時間 水擊前管中平均流速 水擊波的傳播速度 由連續(xù)性方程可得水擊波的傳播速度 000142511ccEEDDEE??????管壁厚度 管道直徑 水的彈性模量 管壁的彈性模量 （ 水擊危害的預防 1) 在靠近水擊產(chǎn)生處裝設蓄能器、安全閥等用以緩沖 或減小水擊波的強度和傳播距離。 2) 盡量延長管路閥門的關閉時間。 3) 縮短有壓管路的長度，減少管內(nèi)流速，在可能的條 件下，盡量選用有彈性的管道。 4) 采取必要的附加裝置，以便盡量使水擊波衰減，比 如調(diào)壓器，緩沖調(diào)壓閥。
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