流體力學(xué)11講-(參考版)
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【正文】 2022/10/23 51 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 —— 管網(wǎng)計算要點 環(huán)狀管網(wǎng)： 環(huán)狀管網(wǎng)計算步驟： （ 1） 確定各節(jié)點分流量 qi； （ 2） 假定各管段的流動方向，由各節(jié)點連續(xù)方程（ ）初步分配各管道流量 Qi； （ 3） 選定經(jīng)濟流速，確定各管道的水頭損失 hfi； （ 4） 驗算各環(huán)的閉合差方程（ 6）是否滿足； （ 5） 若不滿足，在滿足連續(xù)方程的條件下校正流量 Qi； 返回（ 3）； 計算采用的是迭代法，可編制程序用計算機計算。 對于每一節(jié)點 j， 有連續(xù)方程： ? ? ? ? jji NjqQ , . . . ,2,1,0 ??????各管段的水頭損失 piiiifi NiLSh , . . . ,2,1, ??（ 631） （ 632） 由下式計算供流總水頭： ? ?ejjfi hzhH ???? ?（ 633） 其中 zj、 hej分別表示控制節(jié)點 j的高程和要求的自由水頭； 2022/10/23 48 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 —— 管網(wǎng)計算要點 樹狀管網(wǎng)： Q 4 Q 1 Q 3 Q 5 Q 2 q 4 q 3 q 1 q 2 q 5 泵或水塔 其中 zj、 hej分別表示控制節(jié)點 j的高程和要求的自由水頭； —— 供流源至控制點 j之間的總水頭損失 ? ??? fih2022/10/23 49 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 —— 管網(wǎng)計算要點 環(huán)狀管網(wǎng)： 計算環(huán)狀管網(wǎng)應(yīng)有以下條件： （ 1）根據(jù)能量方程，環(huán)狀管網(wǎng)任一閉合環(huán)路上各管段水頭損失總和為零：即各閉合環(huán)路應(yīng)滿足： 0)()( ???? ?? iiiifi LSh177。 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q A B 2022/10/23 44 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 —— 串聯(lián)、并聯(lián)管道流動 例： P211 66 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q A B 解 ：由阻力方程 2444233322222111 QLSQLSQLSQLSH AB ????1122112 LS LSQ ??1133113 LS LSQ ?? 1144114 5 0 LS LSQ ??2022/10/23 45 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 —— 串聯(lián)、并聯(lián)管道流動 例： P211 66 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q A B 根據(jù)連續(xù)條件： Q=Q1+Q2+Q3+Q4= smsL /1 0 ???所以， 代回到上述方程，可得 Q Q Q4 2022/10/23 46 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 —— 管網(wǎng)計算要點 管網(wǎng)設(shè)計步驟： （ 1） 根據(jù)用戶位置、地形條件等，確定管網(wǎng)布置方式 —— 樹狀、環(huán)狀或混合狀、管線位置、各管段長度 Li； （ 2） 根據(jù)用戶的流量需求確定各管段的流量 Qi； 選擇各管段的經(jīng)濟流速 Vi， 并根據(jù)流量分配方案確定各管徑 di； （ 3） 計算各管段水頭損失 hfi， 并根據(jù)水頭控制點上要求的供流水頭確定供水水頭 —— 水泵揚程、水塔高度；一般選取最遠(yuǎn)供水端為控制點水頭；當(dāng)用戶要求一定的供流壓強水頭 —— 自由水頭時，應(yīng)滿足 ； （ 4） 對于環(huán)狀管網(wǎng)，需假定初步流量分配，并經(jīng)調(diào)整來滿足各閉合環(huán)的水頭損失為零的要求。 （ 629） （ 630） 2022/10/23 43 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 —— 串聯(lián)、并聯(lián)管道流動 例： P211 66 輸水管道系統(tǒng) ， 由 A用 4條管道供水至 B處 。 2022/10/23 42 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 —— 串聯(lián)、并聯(lián)管道流動 結(jié)論： 無論是 串聯(lián) 還是 并聯(lián)管道 ，其流動均需滿足兩個基本方程： （ 1）管段阻力方程 ： 任一管段 i的沿程水頭損失可表示為 2iiifi QLSh ?i=1,2,3,… ..,Np—— 管段數(shù) （ 2）滿足節(jié)點 連續(xù)方程 ： ? ? ? ? 0????? ji qQ j=1,2,3,… ..,Nj Nj 節(jié)點總數(shù)， Qi為與節(jié)點 j連接的管段 i的流量， qj為節(jié)點 j分流的流量，177。 管道恒定流計算的幾個問題： （ 1） 計算管道的輸水能力 ， 確定管道斷面尺寸：已知作用水頭 、管線布置和管道斷面尺寸 ， 或：已知管線布置 、 要輸送的流量 ，確定管道斷面尺寸； （ 2） 確定水頭： 已知管線布置、需輸送的流量； （ 3） 計算管段各斷面壓強，已知流量、作用水頭、斷面尺寸 2022/10/23 25 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 短管流動 長管流動 串聯(lián)、并聯(lián)管道流動 管網(wǎng)計算原理要點 2022/10/23 26 流 體 力 學(xué) 流 體 力 學(xué)Ch. 6 有壓恒定管流 A 短管： 局部損失和流速水頭均不能忽略 ，能量損失 =局部 +沿程 自由出流 淹沒出流 1 1 2 2 H H 0 1 1 2 2 H H 0 V 2 V 1 V 自由出流與淹沒出流的含義同孔口出流的解釋 2022/10/23 27 流 體 力
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