压力管路孔口和管嘴出流1分解.pptx

第六章 压力管路 孔口和管嘴出流主要内容长管水力计算短管水力计算串并联管路和分支管路孔口和管嘴出流气体压力管路无压管路§6-1简单长管的水力计算1、压力管路：液体充满整个过流断面，在一定压差作用下流动的管路。（管路中的压强可以大于大气压，也可以小于大气压） ?注：输送气体的管路都是压力管路。2、分类： 简单管路：等径无分支按管路的结构特点复杂管路：串联、并联、分支长 管：和沿程水头损失相比，流速水头和局部水头损失可以忽略的流动管路。按能量比例大小 短 管：流速水头和局部水头损失不能忽略的流动管路 3、管路的特性曲线 定义：水头损失与流量的关系曲线称为管路的特性曲线。 hwQ特性曲线方程 把 代入上式得：把上式绘成曲线得图 简单长管 1、? 定义：由许多管径相同的管子组成的长输管路，且沿程损失较大、局部损失较小，计算时可忽略局部损失和流速水头。2、计算公式：简单长管一般计算涉及公式说明： 有时为了计算方便，hf 的计算采用如下形式：流态βm?层 流4.151（a）水力光滑0.02460.25（b）紊流混合摩擦区、完全粗糙0.0826λ0（c）简单长管的三类计算问题（1）第一类：已知：输送流体的性质 μ，ρ管道尺寸 d，L，Δ地形 Δz 流量 Q 求：hf ，Δp，i解：Q→V→→ 确定流态 → β， m ，λ → hf →→伯努利方程求Δpb、Q’ → → → β’， m’ ，校核流态如果从 和假设一致，则 就是要求的（2） 第二类：已知：μ，ρ，d，L，Δ，Δz，Δp 求：Q解：Q未知→流态也未知→ β， m ，λ 无法确定 → 试算法或绘图法 A.试算法a、先假设一流态，取β， m值，算出Q’c、如果由 定出的流态和假设不一致，重复a。hfQB.绘图法按第一类问题的计算方法，选取足够多 Q，算出 hf值，然后绘制图形。使用时由 hf 查找 Q 即可。（3） 第三类：已知： Q ，Δp ，Δz ，Δ，L，μ，ρ求： 经济管径d解：考虑两方面的问题 ① d↑，材料费↑，施工费、运输费↑ 费用CBAdmdV↓，损失↓，管理费用↓ ② d↓，一次性费用↓V↑，损失↑，设备（泵）费↑如何解决这一矛盾，这是一个管径优选问题。管路的经济流速A：管径与动力费用关系B：管径与设备折旧、维修、保养和管理费用关系C：管径与以上两种费用之和的关系§6-2复杂管路的水力计算1、串联管路① 定义：由不同管径的管道依次连接而成的管路。② 水力特征：a、各联结点（节点）处流量出入平衡，即进入节点的总流量等于流出节点的总流量。其中，进为正，出为负，它反映了连续性原理。 b、全线水头损失为各分段水头损失之和，即：2、并联管路① 定义：两条以上的管路在同一处分离，以后又汇合于另一处，这样的组合管道，叫并联管路。② 水力特征：a、进入各并联管的总流量等于流出各并联管的总流量之和，即b、不同并联管段A→B，单位重量液体的能量损失相同，即：3、分支管路① 定义：自一点分开不再汇合的管路② 水力特征：a、节点处流出与流入的流量平衡b、沿一条干线上总水头损失为各段水头损失为各段水头损失总和c、节点处： 4、串、并联管路的水力计算① 串联管路——属于长管计算第一类问题已知：Q求：d解：确定合理流速 V合理＝？→ 合理d② 并联管路——属于长管计算第二类问题5、串、并联管路在长输管线上的应用① 增加输送流量② 延伸输送距离③ 克服翻越点例1：某水罐1液面高度位于地平面以上z1＝60m，通过分支管把水引向高于地平面z2＝30m和z3＝15m的水罐2和水罐3，假设l1=l2=l3=2500m, d1=d2=d3=0.5m, 各管的沿程阻力系数均为λ＝0.04。试求引入每一水罐的流量。解：取1-1、2-2两液面列伯努利方程： （1）所以，取1-1、3-3两液面列伯努利方程：所以， （2）又 ,（3） 解方程（1）、（2）、（3）得 所以， §6-3 短管的水力计算许多室内管线，集油站及压水站内管线管件较多，属于短管。 短管计算问题，多涉及到能量方程的利用： 一、综合阻力系数 已知：大直径管段：直径d1，长l1小直径管段：直径d2，长l2孔板直径：d孔则全管路总水头损失为：为了计算方便，一般以出口速度作为标准，把其它速度化成出口速度表示的形式，由连续性方程： ζc ——综合阻力系数 二、短管实用计算通式由图A→B，1－1～2－2断面列能量方程：令，——称之为作用水头。 则，所以，令，——为流量系数， 则，§6-4 孔口和管嘴出流基本概念：自流管路：完全靠自然位差获得能量来输送或排泄液体的管路。孔 口：储液罐壁或底部打开的小孔。管 嘴：在孔口处接出短管。 定水头出流（稳定流）：液流流经孔口与管嘴时，液面位置保持不