水力學第6章有壓管流(參考版)
2025-05-14 16:18本頁面
【正文】 一般給水管網(wǎng)中， v ＜ 3 m/s； ； ； 。 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 為閥門關閉時間。這時，閥門處的水擊壓強同閥門瞬間關閉時相同，這 0cvp ???又稱為儒科夫斯基（ Жуковский）公式。 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。 第四階段：增壓波從管道入口向 閥門傳播過程。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)。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。閥門關閉后，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 。 水擊以波的形式傳播，又稱為水擊波。因外力作用，水流的壓強增至 p0 +Δp。 當水流以流速 v0 在管道中流動時， Hgp ?? 0v0 閥門突然關閉時，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。 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。 水塔 0 環(huán)號 管段 管長 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。各管段均為鑄鐵管，尺寸詳見下表。 ，重新計算水頭損失，即 將上式展開，取前兩項，得 、逆時針流向為負，將校正流 ，即 ? ? ? ? 022 ffff ????????? ???? lahlahhh iiiiiiiiiilaQlaQlahhiiiiiiiiiiii ??????????? ????? 221 22ff因此有 ?????? ???????iiiiiiiiiiiiQhhlahQlahQff2ff222量加入第一次分配的流量中進行第二次流量分配，然后重復上 述步驟，直至閉合差滿足所要求精度。然后驗算每一環(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。然后根據(jù)經(jīng)濟 流速確定各管段直徑，未知數(shù)等于方程數(shù)，方程可解。根據(jù)并聯(lián)管道兩節(jié)點間各支 若設順時針水流引起的水頭損失為正，逆時針水流引起的水 頭損失為負，對于該環(huán)則有 02f ?? ?? iii Qlah 根據(jù)條件（ 2）可列出 nl 個方程。在一個環(huán)內(nèi)， 根據(jù)條件（ 1）可列出（ nj1）個方程。 （ 1）連續(xù)性條件，即
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