流体力学讲义-第八章-管道不可压缩流体恒定流汇总【范本模板】

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第八章 管道不可压缩流体恒定流

有压管流是日常生活中最常见的输水方式，本章主要介绍了有压管流的水力特点，计算问题以及简单管道与串联、并联和管网的水力计算原理与应用。

概 述

一、概念

有压管流（penstock）：管道中流体在压力差作用下的流动称为有压管流。 有压恒定管流：管流的所有运动要素均不随时间变化的有压管流. 有压非恒定管流:管流的运动要素随时间变化的有压管流。 观看录像

二、分类

1.有压管道根据布置的不同，可分为：







简单管路：是指管径、流速、流量沿程不变,且无分支的单线管道。 复杂管路：是指由两根以上管道所组成的管路系统。

2.按局部水头损失和流速水头之和在总水头损失中所占的比重，管道可分为

长管：指管道中以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比重小于（5％—10％）的沿程水头损失，从而可予以 忽略的管道.

短管:局部水头损失和流速水头不能忽略的、需要同时计算

的管道。

三、有压管道水力计算的主要问题

1.验算管道的输水能力：在给定作用水头、管线布置和断面尺寸的情况下，确定输送的流量。 2.确定水头：已知管线布置和必需输送的流量，确定相应的水头。

3。绘制测压管水头线和总水头线：确定了流量、作用水头和断面尺寸（或管线）后,计算沿管线各断面的压强、总比能，即绘制沿管线的测压管水头线和总水头线。

第一节 简单管道的水力计算

一、基本公式

1。淹没出流

图8-1中,列断面１－１与２－２的能量方程（4-15），





1




图8—1

令：



且w1>>w, w2>>w ,则有

（8—1）

说明：简单管道在淹没出流的情况下，其作用水头H0完全被消耗于克服管道由于沿程阻力、局部阻力所作负功所产生的水头损失上。即：







管道中的流速与流量为：



（8—2）

式中:

（8-3)

—-管系流量系数，

，它反映了沿程阻力和局部阻力对管道输水能力的影响.

H0-—作用水头,指上、下游水位差加上游行进流速的流速水头.

--局部阻力系数，包含出口损失

。

问题：图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同,两管道的流量关系为：

2


A。Q1<Q2; B。Q1〉Q2； C.Q1=Q2； D.不定。





2。自由出流

图8—2中，列断面1-1，2—2能量方程（4—5）



（8-4)

式中：

（8—5)

（8—6) 图8—2



计算中要多次试设各管段流量和流向，直至满足上述两个原则为止。



3

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