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第三章 给水排水管道系统水力计算基.ppt

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Free template from 3.2.3 局部水头损失计算 * 第3章 给水排水管网水力学基础 3.1 基本概念 3.2 管渠水头损失计算 3.3 非满流管渠水力计算 3.4 管道的水力等效简化 3.1基本概念 3.1.1管道内水流特征 第3章 给水排水管网水力学基础 Re=ρvd/μ 3.1.2有压流与无压流 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 有压流:水体沿流程整个周界与固体壁面接触,而无自由液面(压力流、管流) 无压流:水体沿流程一部分周界与固体壁面接触,其余与空气接触,具有自由液面(重力流、明渠流) 3.1.3恒定流与非恒定流 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 恒定流:水体在运动过程中,其各点的流速与压力不随时 间而变化,而与空间位置有关的流动称为恒定流 非恒定流:水体在运动过程中,其流速与压力不与空间位 置有关,还随时间的而变化的流动称为非恒定流 3.1.4均匀流与非均匀流 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 均匀流:水体在运动过程中,其各点的流速与方向沿流程 不变的流动称为均匀流 非均匀流:水体在运动过程中,其各点的流速与方向沿流 程变化的流动称为非均匀流 3.1.5水流的水头与水头损失 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 水头:指的是单位质量的流体所具有的能量除以重力加速度,一般用h或H表示,常用单位为米(m) 水头 位置水头:流体所处的高程,Z 压力水头:p/γ (γ-流体的重度, 单位体积流体的重力,G/V) 流速水头:v2 /2g 单位:m 测压管水头 3.1.5水流的水头与水头损失 3.1基本概念 第3章 给水排水管网水力学基础 水头损失:流体克服阻力所消耗的机械能 水头损失 沿程阻力:受固定边界限制做均匀流动 局部阻力:固定边界发生变化,引起流速分布或方向发生变化,从而集中发生在较短范围的阻力 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 管渠的沿程水头损失常用谢才公式计算 对于圆管满流,沿程水头损失可用达西公式计算 R为过水断面的里半径,及过水断面面积除以湿周,圆管满流时R=0.25D 流体在非圆形直管内流动时,其阻力损失也可按照上述公式计算,但应将D以当量直径de来代替 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 C、λ与水流流态有关,一般采用经验公式或半经验公式计算。 1.舍维列夫公式 适用:旧铸铁管和旧钢管满管湍流,水温10C0(压力管道) 将上述公式带入达西公式 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 2.海曾-威廉公式 适用:较光滑圆管满流(压力管道) 将上述公式带入达西公式 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 3.柯尔勃洛克-怀特公式 适用:各种湍流(压力管道) 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 4.巴甫洛夫斯基公式 适用:明渠流、非满流管道 将上述公式带入谢才公式 3.2.1沿程水头损失计算 3.2管渠水头损失计算 第3章 给水排水管网水力学基础 5.曼宁公式 适用:曼宁公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6时的特例,适用于明渠或较粗糙的管道计算 将上述公式带入谢才公式 第3章 给水排水管网水力学基础 3.2管渠水头损失计算 3.2.1沿程水头损失计算 谢才公式 明渠和较粗糙的管道 曼宁公式 谢才公式 明流渠和非满流管道,特别是较粗糙的管道 巴普洛夫斯基公式 谢才公式 各种湍流(满与不满,光滑与不光滑) 柯尔勃洛克-怀特公式 达西公式 管比较光滑,湍流,圆管满流 海曾-威廉公式 达西公式 旧金属管,湍流,满圆管流,不适用管壁光滑或粗糙 舍为列夫公式 推导公式 适用条件 公式名称 第3章 给水排水管网水力学基础 3.2管渠水头损失计算 3.2.1沿程水头损失计算 给水排水管道计算时水流流态均按照湍流考虑 给水排水管道用得最多的是圆管 给水排水管道计算一般按照恒定流考虑 如果管道截面在一定距离内不变且没有转弯和交汇,则管内流动按照均匀流考虑,水头损失按照沿程水头损失公式计算(谢才公式、达西公式);非均匀流(即管截面发生变化、转弯、汇合)采用局部水头公式计算 式中 hm——局部水头损失,m; ξ——局部阻力系数P50 表3-4。 给水排水管网中局部水头损失一般不超过沿程水头损失的5%,常忽略局部水头损失的影响,不会造成大的计算误差。 3.3无压圆管的水力计算 第3章 给水排水管
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