管道流量、流速壓損計算(精)

1、第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3. 1基本概念3. 2管渠水頭損失計算3.3非滿流管渠水力計算3.4管道的水力等效簡化第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3. 1基本概念43.1.1管道內(nèi)水流特征人流態(tài)流:Rc <2000過渡流：2。< Re < 4000 湍流:Re>4000C給排水管網(wǎng)一般按敝考慮）Re=p vd/p"湍流粗糙去（阻力平力區(qū)）/7OCV2（管徑D較大或管壁較粗糙: 湍流過渡區(qū)h OC嚴2（管徑D較小或管壁較光滑）湍流光滑區(qū)h qc vz 75第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3、1基本概念3. 1. 2有壓流與無壓流仃丿K流：水體沿流程整個周界與固體

2、壁而接觸， 而無自由液面（壓力流、管流） 無爪流：水體沿流程-部分周界與同體住血接觸, 其余與空氣接觸，具有自由液面（重力流、明渠 流）第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3、1基本概念3. 1. 3恒定流與非恒定流恒定流：水體在運動過程中，其齊點的流速與壓力不隨時 間而變化，而與空間位置有關(guān)的流動稱為恒定流非恒疋流：水體在運動過程中，其沆速與壓力不與空間位 置有關(guān)，還隨時間的而變化的流動稱為非恒定流第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3、1基本概念3. 1. 4均勻流與非均勻流均勻流：水體在運動過程中，其各點的流速與方向沿流程 不變的流動稱為均勻流非均勻流：水體在運動過程中，其各點的流速與方向沿流程變化

3、的流動稱為非均勻流6第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3. 1基本概念3. 15水流的水頭與水頭損失水頭：指的是單位質(zhì)最的流體所貝有的能量除以重力加速 度，一般用11或11表示，常用單位為米（m）位置水頭：流體所處的高程，Z壓力水頭：p/Y （Y流體的巫度，”則壓管水頭 單位體積流體的重力，G/V）、單位:in流速水頭:v2 /2g7第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3. 1基本概念 3. 15水流的水頭與水頭損失水頭損矢：流體克服阻力所消耗的機械能沿程阻力：受固足邊界限制做均勻流動局部阻力：固定邊界發(fā)牛變化，引起流速分 布或方向發(fā)生變化，從而集中發(fā)生在較短范 圍的阻力8第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)

4、3. 2管渠水頭損失計算 3. 2. 1沿程水頭損失計算管渠的沿程水頭損失常用謝刀公式計算v=C>Ri10對于関管滿流，沿程水頭損失町用達西公式計算»護）入曙沿程阻力系R為過水斷面的里半徑，及過水斷面面積除以濕周，圓管滿流 時 R=0.25D流體在非圓形直管內(nèi)流動時，其阻力損失也可按照上述公式計 算,但應(yīng)將D以當量直徑d侏代替g第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)v> 1.2m/sv< 1.2m/f3. 2管渠水頭損失計算 3. 2. 1沿程水頭損失計算C、A與水流流態(tài)仃關(guān)，一般采用經(jīng)驗公式或半經(jīng)驗公式計算.1.舍維列夫公式適用：111鑄飲管和III鋼管滿管湍流，水溫10

5、U （壓力管道000214gD030.001824$O.867A03D03 I + 丁丿將上述公式帶入達西公式沿顧力系數(shù)2海曾一威廉公式hf=0.00107&D13v > 1.2m/s0.000912VD130.3v < 12說11第3章給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3、2管渠水頭損失計算3- 2.1沿程水頭損失計算適用：較光滑圓管滿流（壓力管道）13將上述公式帶入達西公式hf =K (m) A =卑沿程阻力系嗚 D 2gC14_10.67(71 8521.852 £4.87第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)133. 2管渠水頭損失計算 3. 2. 1沿程水頭損失計算3.柯爾

6、勃洛克-懷特公式適用：各種湍流（壓力管道第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3. 2管渠水頭損失計算3. 2. 1沿程水頭損失計算4.巴甫洛夫斯基公式適用'明渠流、非滿流管道將上述公式帶入謝才公式15(m)hf17第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3. 2管渠水頭損失計算3- 2.1沿程水頭損失計算5.曼寧公式適用：曼寧公式是巴甫洛夫斯基公式中y=l/6時的特例，適用于明渠 或較相糙的管道訃算將上述公式帶入謝才公式1722kf =疋.333 /或勺= 10.29屆 2£5.333V19第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)203. 2管渠水頭損失計算 3. 2.1沿程水頭損失計算公式名稱適用條

7、件推導(dǎo)公式舍為列夫公式III金屬管，湍流，滿圓管流， 不適用管堆光滑或粗糙達西公式海曾-威廉公式管比較光滑，湍流，岡管滿流達西公式柯爾勃洛克-懷特公式各種湍流（滿與不滿，光滑與 不光滑）謝才公式巴普洛夫斯基公式明流渠和非滿流管道，特別是 較粗糙的管道謝才公式曼寧公式明渠和較粗糙的管道謝才公式19第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3. 2管渠水頭損失計算 3. 2.1沿程水頭損失計算/給水排水管道計算時水流流態(tài)均按照湍流考慮/給水排水管道用得最多的是洌管“給水排水管道計算一般按照恒左流考慮/如果管道截面在-泄距離內(nèi)不變且沒有轉(zhuǎn)彎和交匯，則管內(nèi)流動按照均勻 流考慮，水頭損失按照沿程水頭損失公式計算（謝

8、才公式、達兩公式）；罪 均勻流（即管截面發(fā)生變化、轉(zhuǎn)彎、匯介）采用局部水頭公式計算32. 3局部水頭損失計算式中h'J部水頭損失'm；§局部阻力系數(shù)P50 3-4o給水排水管網(wǎng)中局部水頭損失一般不超過沿程水頭損失的5%,常忽略局部水頭損失的影響,不會造成大的計算誤差。21第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)Q = AQo管徑或穽高Jin200-300350-450500-900>1000最大設(shè)計充滿廈b/d0.550.650. 700.753. 3無壓圓管的水力計算V = Cy/Ri C = *R n計算時給出管徑，可通過P52表3-5査出相應(yīng)的過水斷面積和水力半徑注

9、意：1污水管道按照僅滿流計算，南水管道和 合流制管道按照滿流計笄2.排水管的最小設(shè)計流速：對于污水管當 管徑W500nn為0. 7m/s；當管徑500mn, 為0 8m/s22第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)23第3章 給水排水管則水力學(xué)基礎(chǔ)3. 4非滿流管渠的水力計算非滿流管染內(nèi)的水流狀態(tài)基本匕都處J：阻力T：方I心 接近均勻流, 所以在罪滿流管渠的水力計算屮都采用均勻流公式：v|。=山=46/用=A7K稱為流量模數(shù)上述公式中謝才系數(shù)C如采用曼寧公式計算，則町丐成1 三丄Q= Av= A_R3f2n3. 5管道的水力等效簡化水力等效簡化原則：簡化后，等效的管網(wǎng)對彖勺原來的實際對象 具有相同的水

10、力特性.1串聯(lián)等效為 條直徑為叢 長度為/=/+/尹+/的管道，管道中的流最相 同25第3章給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3. 5管道的水力等效簡化水力等效簡化原則：簡化眉，等效的管網(wǎng)對彖號原來的實際對象 具有相同的水力待性。1并聯(lián)26等效為并聯(lián)管道的氏度長度為，總流量等于各管道中的流量和加25第3章給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3. 5管道的水力等效簡化3. 5. 3局部水頭損失計算的簡化將局部水頭損失等效于一足長度的管道（稱為當量管道心度厶） 的沿程水頭損失即令其局部水頭損失與半量管道長度的沿程水頭損失和等（岡管滿流）局部水頭損失沿程水頭損失第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)課后習(xí)題ESIJ 巴丄Q = Av

11、 = A IV i2 nv = R ' i ' n管徑或渠鬲28 - 3835O-4K500-900>1000最大設(shè)計充滿度2d0. 550.650.700.75嘍沿程阻力系V27第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)在給水排水管網(wǎng)中，沿程水頭損失-般與流速的多少次方成匸比，為什么？対于卄滿流而言，管渠的充滿度越人過流能力越強嗎，為什么？計算：»圓形污水管道H徑600mm,管壁粗糙系數(shù)n=0.014,管底坡度i=0 0024。求最 大設(shè)計充滿度時的流速v和流量q»已知某管道直徑為TOOnini,長度800m,管壁粗糙系數(shù)n=0.013,管道上仃45° 彎頭2個，直流