工程流體力學(xué)69管道水力計(jì)算-錄像課件

知識(shí)點(diǎn)管道水力計(jì)算知識(shí)點(diǎn)一、管道系統(tǒng)分類(lèi)

按能量損失大小長(zhǎng)管：凡局部阻力在總阻力中的比例不足5％的管道系統(tǒng)，稱(chēng)為“水力長(zhǎng)管”，只考慮沿程損失。短管：在水力計(jì)算中，同時(shí)考慮沿程損失和局部損失的管道系統(tǒng)，稱(chēng)為短管。按管道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單管道：管徑和粗糙度均相同的一根或數(shù)根管子串聯(lián)在一起的管道復(fù)雜管道串聯(lián)管道并聯(lián)管道枝狀管道網(wǎng)狀管道一、管道系統(tǒng)分類(lèi)按能量損失大小長(zhǎng)管：凡局部阻力在總阻力中1）串聯(lián)管道：不同管徑或不同粗糙度的數(shù)段管子串聯(lián)聯(lián)接所組成的管道系統(tǒng)，如圖(b)所示。2）并聯(lián)管道：是指數(shù)段管道并列聯(lián)接所組成的管道系統(tǒng)，如圖(c)所示。

3）枝狀管道：各不相同的出口管段在不同位置分流，形狀如樹(shù)枝，如圖(d)所示。4）網(wǎng)狀管道：通過(guò)多路系統(tǒng)相互連接組成一些環(huán)形回路，而節(jié)點(diǎn)的流量來(lái)自幾個(gè)回路的管道，圖(e)所示。簡(jiǎn)單管道1）串聯(lián)管道：不同管徑或不同粗糙度的數(shù)段管子串聯(lián)聯(lián)接所組成的二、管道水力計(jì)算主要任務(wù)

(1)根據(jù)給定的流量和允許的壓強(qiáng)損失確定管道直徑和管道布置；(2)根據(jù)給定的管道直徑、管道布置和流量來(lái)驗(yàn)算壓強(qiáng)損失；(3)根據(jù)給定的管道直徑、管道布置和允許的壓強(qiáng)損失，校核流量。二、管道水力計(jì)算主要任務(wù)(1)根據(jù)給定的流量和允許的壓強(qiáng)管道水力計(jì)算的基本公式：

能量損失：

連續(xù)性方程：

或伯努利方程：管道水力計(jì)算的基本公式：能量損失：連續(xù)性方程：或由上面管道系統(tǒng)分類(lèi)可知，管道系統(tǒng)的分類(lèi)類(lèi)似于電路系統(tǒng)。因此，管道水力計(jì)算類(lèi)似于電路計(jì)算。管道中的流量相當(dāng)于電路中的電流；壓降相當(dāng)于電壓。下面內(nèi)容只介紹串聯(lián)管道和并聯(lián)管道的水力計(jì)算方法。由上面管道系統(tǒng)分類(lèi)可知，管道系統(tǒng)的分類(lèi)類(lèi)似于1.串聯(lián)管道根據(jù)連續(xù)性原理，通過(guò)串聯(lián)管道各管段中的流量相等，因而對(duì)不可壓縮流體有：如果各管段的管徑都相同，通常稱(chēng)為簡(jiǎn)單管道，則各管段的平均流速也相等，即串聯(lián)管道的總能量損失是各段管道中的能量損失之和，即1.串聯(lián)管道根據(jù)連續(xù)性原理，通過(guò)串聯(lián)管道各管段中的流量相等，串聯(lián)管道示意圖串聯(lián)管道示意圖2.并聯(lián)管道

從能量平衡觀點(diǎn)來(lái)看，無(wú)論對(duì)l、2、3中哪一個(gè)支管，聯(lián)節(jié)點(diǎn)a、b間的能量損失都應(yīng)等于a、b兩節(jié)點(diǎn)之間的壓頭差，也就是說(shuō)在a、b之間各并聯(lián)支管的能量損失都相同，即

對(duì)于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程，總流量應(yīng)等于各支管流量之和，即2.并聯(lián)管道從能量平衡觀點(diǎn)來(lái)看，無(wú)論對(duì)l、2、3中哪一個(gè)

【例6-11】有一串聯(lián)管道，如圖所示。已知5m，100mm，10m，200mm，20m，若沿程阻力系數(shù)0.02，

0.02，試求通過(guò)該管道的流量為多少?【例6-11】有一串聯(lián)管道，如圖所示。已

【解】列截面和2—2的伯努利方程

因容器較大，上式中，又因開(kāi)式水箱中的水沿管道流入大氣中，所以，而能量損失為：于是有又因?qū)Υ?lián)管道有，【解】列截面和2—2的伯努利方程故將已知數(shù)據(jù)代入上式所以通過(guò)管道的流量

（m/s）

（m3/s）

故將已知數(shù)據(jù)代入上式所以通過(guò)管道的流量（m/s）（

【例6-12】有一并聯(lián)管道如圖所示。若已知300m3/h，100mm，40m，50mm，30m，150mm，

50m，0.03。試求各支管中的流量、、及并聯(lián)管道中的水頭損失。、

【例6-12】有一并聯(lián)管道如圖所示。若已

【解】根據(jù)并聯(lián)管道的流動(dòng)規(guī)律

（a）因此有【解】根據(jù)并聯(lián)管道的流動(dòng)規(guī)律（a）因此有所以（b）將式（b）代入式（a）中所以（m3/h）

（m3/h）

（m3/h）

并聯(lián)管道的水頭損失（mH2O）

所以（b）將式（b）代入式（a）中所以（m3/h）（m3知識(shí)點(diǎn)管道水力計(jì)算知識(shí)點(diǎn)一、管道系統(tǒng)分類(lèi)

按能量損失大小長(zhǎng)管：凡局部阻力在總阻力中的比例不足5％的管道系統(tǒng)，稱(chēng)為“水力長(zhǎng)管”，只考慮沿程損失。短管：在水力計(jì)算中，同時(shí)考慮沿程損失和局部損失的管道系統(tǒng)，稱(chēng)為短管。按管道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單管道：管徑和粗糙度均相同的一根或數(shù)根管子串聯(lián)在一起的管道復(fù)雜管道串聯(lián)管道并聯(lián)管道枝狀管道網(wǎng)狀管道一、管道系統(tǒng)分類(lèi)按能量損失大小長(zhǎng)管：凡局部阻力在總阻力中1）串聯(lián)管道：不同管徑或不同粗糙度的數(shù)段管子串聯(lián)聯(lián)接所組成的管道系統(tǒng)，如圖(b)所示。2）并聯(lián)管道：是指數(shù)段管道并列聯(lián)接所組成的管道系統(tǒng)，如圖(c)所示。

3）枝狀管道：各不相同的出口管段在不同位置分流，形狀如樹(shù)枝，如圖(d)所示。4）網(wǎng)狀管道：通過(guò)多路系統(tǒng)相互連接組成一些環(huán)形回路，而節(jié)點(diǎn)的流量來(lái)自幾個(gè)回路的管道，圖(e)所示。簡(jiǎn)單管道1）串聯(lián)管道：不同管徑或不同粗糙度的數(shù)段管子串聯(lián)聯(lián)接所組成的二、管道水力計(jì)算主要任務(wù)

(1)根據(jù)給定的流量和允許的壓強(qiáng)損失確定管道直徑和管道布置；(2)根據(jù)給定的管道直徑、管道布置和流量來(lái)驗(yàn)算壓強(qiáng)損失；(3)根據(jù)給定的管道直徑、管道布置和允許的壓強(qiáng)損失，校核流量。二、管道水力計(jì)算主要任務(wù)(1)根據(jù)給定的流量和允許的壓強(qiáng)管道水力計(jì)算的基本公式：

能量損失：

連續(xù)性方程：

或伯努利方程：管道水力計(jì)算的基本公式：能量損失：連續(xù)性方程：或由上面管道系統(tǒng)分類(lèi)可知，管道系統(tǒng)的分類(lèi)類(lèi)似于電路系統(tǒng)。因此，管道水力計(jì)算類(lèi)似于電路計(jì)算。管道中的流量相當(dāng)于電路中的電流；壓降相當(dāng)于電壓。下面內(nèi)容只介紹串聯(lián)管道和并聯(lián)管道的水力計(jì)算方法。由上面管道系統(tǒng)分類(lèi)可知，管道系統(tǒng)的分類(lèi)類(lèi)似于1.串聯(lián)管道根據(jù)連續(xù)性原理，通過(guò)串聯(lián)管道各管段中的流量相等，因而對(duì)不可壓縮流體有：如果各管段的管徑都相同，通常稱(chēng)為簡(jiǎn)單管道，則各管段的平均流速也相等，即串聯(lián)管道的總能量損失是各段管道中的能量損失之和，即1.串聯(lián)管道根據(jù)連續(xù)性原理，通過(guò)串聯(lián)管道各管段中的流量相等，串聯(lián)管道示意圖串聯(lián)管道示意圖2.并聯(lián)管道

從能量平衡觀點(diǎn)來(lái)看，無(wú)論對(duì)l、2、3中哪一個(gè)支管，聯(lián)節(jié)點(diǎn)a、b間的能量損失都應(yīng)等于a、b兩節(jié)點(diǎn)之間的壓頭差，也就是說(shuō)在a、b之間各并聯(lián)支管的能量損失都相同，即

對(duì)于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程，總流量應(yīng)等于各支管流量之和，即2.并聯(lián)管道從能量平衡觀點(diǎn)來(lái)看，無(wú)論對(duì)l、2、3中哪一個(gè)

【例6-11】有一串聯(lián)管道，如圖所示。已知5m，100mm，10m，200mm，20m，若沿程阻力系數(shù)0.02，

0.02，試求通過(guò)該管道的流量為多少?【例6-11】有一串聯(lián)管道，如圖所示。已

【解】列截面和2—2的伯努利方程

因容器較大，上式中，又因開(kāi)式水箱中的水沿管道流入大氣中，所以，而能量損失為：于是有又因?qū)Υ?lián)管道有，【解】列截面和2—2的伯努利方程故將已知數(shù)據(jù)代入上式所以通過(guò)管道的流量

（m/s）

（m3/s）

故將已知數(shù)據(jù)代入上式所以通過(guò)管道的流量（m/s）（

【例6-12】有一并聯(lián)管道如圖所示。若已知300m3/h，100mm，40m，50mm，30m，150mm，

50m，0.03。試求各支管中的流量、、及并聯(lián)管道中的水頭損失。、