第三章 管路,孔口和管嘴的水力计算(3)

例题4：试求：管路中的流量？的坡度。：沿流动方向有，内表面涂沥青，管段长管径粘度路所送的油液密度如图所示：一段输油管10130080,10,mkg900263mlcmdsmlH1p2pakppp1021vq解：lHKq:根据式中H应为所选两参考断面之间的高度差，故有：,301030010mlH,10130030KKlHKq852dgK:,02.0,Re,,,Re则有先假设故须采用试算法无法确定但流量不知道时和壁面状况取决于由于1.142.088.014.38.952KsmKq/46.41011.141013根据试算的流量来计算雷诺数：另外，涂沥青的钢管的当量粗糙度662101.78.01014.346.4444Redqdqddv00015.080012.0d:,013.000015.0101.7Re6Kd重新计算查莫迪图得和根据47.17013.088.014.38.952K)/(52.510147.173smq流量的第二次近似值与前次的差别比较大，故还须再次试。根据流量再次计算Re：66108.88.01014.352.54Re再由莫迪图查得：再次计算K值：0132.033.170132.088.014.38.952K)/(48.510133.173smq例题5：泵的功率应为多大？的流量时，当想保证管路中有。试问：度粘油的重度直径总长钢管管路，自由液面差为油箱，两油箱均为敞口入高位来将油液从低位油箱打如图所示：带泵管路用smqsmmNcmdmlmv32632.010,4.9221,30,150,10112m102阀泵解：泵的功率应等于：HqPoil式中：H----泵的扬程；q----管路流量（不记泵内部泄漏）管路需用扬程为：hgvpzgvpzH22211122220,,10:212112vvpppmzza已知hH10为整个管路的水力损失，可按长管计算：h4228dgqdlhhf:Re,需知值为求556101085.03.01014.32.044Redq:算值应用布拉修斯公式计可见0185.01085.03164.0Re3164.025.0525.04228dgqdlhm9.183.014.38.92.083.01500185.0422所以泵的扬程为：所以泵的功率为：mH9.289.1810KWHqPoil3.532.09.284.9221例题6：?,20,10,20,50,8.15.1250,5.0:2;200,6.0:1;1508.0210212211qqCtmzmzmzmmmlmdmlmdmlmd求两个支管中的流量。水温与出水口高度如图：进水口其当量粗糙度凝土管，干管与支管都是钢筋混，三通的局部阻力系数；直径支路直径支路，已知：干管水库取水，如图所示为分叉管路自三211233dlq,,111,,dlq222,,dlqm50m20m10解：对干管和支管1列能量方程，取过支管1出口的水平面为基准面，取水库自由表面为1-1断面，支管1出口断面为2-2断面。211233dlq,,111,,dlq222,,dlqm50m20m100,302050,11水库表面vpppmzza14122114122112181621230hdgqhdqghgva式中：4122111142221211112188222dgqdldgqdlgvgvdlgvdlh三三b将(b)代入(a)得：4122111142281830dgqdldgqdl三由此式得：818304121114221dgdldgqdlq三5.16.0200186.014.38.98.014.38.988.015030142422q12133.2136.182.3730qqc（C）式给出了干管流量q与支管1流量q1之间的关系。再列干管与支管2之间的能量方程，用同样的方法求干管流量q与支管2流量q2之间的关系，此时有：2422222228240hdgqhgv211233dlq,,111,,dlq222,,dlqm50m20m10d4222222242222222222288222dgqdldgqdlgvgvdlgvdlh三三e将(e)代入(d)得：4222222242281840dgqdldgqdl三由此式得：818404222224222dgdldgqdlq三2226603.382.3740qqf代入已知数据得：根据流动的连续性有：21qqqg将（C）与(f)代入(g)得：12126603.382.374033.2136.182.3730qqqh采用逐次逼近法求解，假设smq/1,02.021解得第一次近似值为：smqsmqsmq/54.1,/233.2,/77.3323132121ReReRe,,,和的为此先计算近似和再来计算一次近似的661068.01014.377.344Redq661111072.46.01014.3233.244Redq662221091.35.01014.354.144Redq各管段的相对粗糙度为：0036.05008.1;003.06008.1;00225.08008.121ddd由莫迪图查得：0275.0,0265.0,024.021这几个系数与零次近似值相差较大，故还须作下一次近似，由的一次近似值计算它们的二次近似值。反复进行三次近似计算，最后结果为：2121,,,,和qqqsmqqqsmqsmq/933.2/213.1/72.13213231例题7：?.2?.1:2045,200,3000,150,5000:2,150,20001,250,10002133221100THqqsLDsLBmmdmlCDmmdmlmmdmlmmdmlAB水塔高度与并联支路中流量分配试求。的流量为口，干管出水口的取水处有一流量为点段长支路长支路并联段长已知管道为铸铁管，系统，如图所示为一水塔供水THDqBqBAC00,dl22,dl11,dl33,dlD解：因为整个管路系统中局部阻力所占比重较小，故水力计算按长管进行。21)1(qq与求根据流动的连续性有：DBBqqqqq30由并联管路计算公式：512252113222211011//1dldlqklklqqqB同理可得：52115122321dldlqq:02.0,,,21212121的一次近似值与来计算可取零次近似作为故须采用逐次逼近法有关及分别与与因为qqqqsmq/1025.1215.0500002.015.0200002.011020335531smq/1075.715.0200002.015.0500002.011020335532根据此近似的流量值来计算雷诺数：10367015.01014.31025.1244Re63111dq6558715.01014.31075.744Re63222dq:,103~10Re1651用尼古拉兹公式计算故之间在因为0193.0Re221.00032.0237.011:,10~4000Re252用布拉修斯公式计算故之间在因为0197.0Re3164.025.022:2121的二次近似值及计算与用新的qqsmq/10276.1215.050000197.015.020000193.011020335531smq/10724.715.020000193.015.050000197.011020335532二次近似值与一次的值已经相当接近，可作为本题的答案。TH求)2(列从A断面到D断面的干管能量方程：hgvpgvpHDaAaT2222:,0:为整个管路的沿程损失式中fAhva432233334122111140220000888dgqdldgqdldgqdlhhhhhCDBCABfb将(b)代入(a)得：4322333341221111402200008188dgqdldgqdldgqdlHT根据各管段流量计算雷诺数，以求相应的阻力系数：33005225.01014.310452044Re63000dq1269432.01014.3102044Re63333dq:,103~10Re,Re306530公式计算用尼古拉兹与故之间在因为0117.0Re221.00032.0237.0330097.0Re221.00032.0237.000于是可计算水塔高度：mdqdldqldqlgHT6.131843233335121115020002带入已知数据作业:3-113-123-13第八节管路中的水击内容：1、水击的物理过程；2、直接水击与间接水击；3、最大水击压力的计算；4、水击波速；5、减少水击压力的措施。[以上内容自学]第九节孔口与管嘴出流一、孔口出流CCAcⅠⅠ在盛有液体的容器的侧壁或底部开一孔口，液体经孔口流出，称孔口出流；在孔口上装一段长度为3~4倍孔径的短管，称为管嘴，液体经管嘴流出，称管嘴出流。孔口与管嘴出流有一个共同特点，在水力计算中局部水头损失起主要作用，沿称损失可以略去不计。用能量方程和连续方程导出计算流速和流量的公式，并由实验确定式中的系数。当液体从孔口出流时，由于水流惯性作用，流线不可能成折角的改变方向，因此形成了收缩端面C，其面积用Ac来表示。小孔口出流、大孔口出流：D/H＞10为小孔口，D/H＜10为大孔口，D/H为孔口直径与水头的比值。恒定出流、非恒定出：自由出流、淹没出流：在大气中的出流为自由出流；在水面下的出流为淹没出流。薄壁出流、厚壁出流：薄壁出流确切地讲就是锐缘孔口出流，流体与孔壁只有周线上接触，孔壁厚度不影响射流形态，否则就是厚壁出流，如孔边修圆的情况，此时孔壁参与了出流的收缩，但收缩断面还是在流出孔口后形成。如果壁厚达到3～4D，孔口就可以称为管嘴，收缩断面将会在管嘴内形成，而后再扩展成满流流出管嘴。管嘴出流的能量损失只考虑局部损失，如果管嘴再长，以致必须考虑沿程损失时就是短管了。1、孔口出流的分类2、薄壁孔口出流HH0OOCAACDCgv2200cv0v液体从孔口以射流状态流出，流线不能在孔口处急剧改变方向，而会在流出孔口后在孔口附近形成收缩断面，此断面可视为处在渐变流段中，其上压强均匀。收缩断面面积Ac与孔口面积A的比值用ε表示，即：ε称为收缩系数，它是无量纲数，由实验确定。AAcbl32al311l2lab完善收缩不完善收缩无收缩如果沿孔口的所有周界上液体都有收缩，称为全部收缩，反之称为部分收缩。全部收缩又分为完善收缩和不完