第七章 有壓管路、孔口和管嘴的水力計算

1第一節(jié)有壓管路的水力計算計算管路流量Q、管路的尺寸（d）與作用水頭(H或者hf)。求解第六章有壓管路、孔口和管嘴的水力計算2管路的分類：按結(jié)構(gòu)：按計算特點長管短管3一、短管水力計算

解：列0-0到1-1兩斷面的伯努利方程簡化45解：列1-1到2-2兩斷面的B.E.6解：1.列0-0，2-2的B.E（有能量輸入的B.E）72.列0-0，1-1的B.E二、長管水力計算在長管水力計算中，根據(jù)管道系統(tǒng)的不同特點，又可分為簡單管路，串聯(lián)管路、并聯(lián)管路、管網(wǎng)等。81.等直徑管路

列1-1，2-2的B.E92.串聯(lián)管路

通過串聯(lián)管道各管段的流量是相同的；串聯(lián)管道的損失應(yīng)等于各管段損失的總和。解：由串聯(lián)管路的總損失=各段損失之和。10113.并聯(lián)管路124.枝狀管路枝狀管路的水力計算，主要確定管段的直徑和水力損失，在此基礎(chǔ)上確定水塔高度（或供水壓力）。13第二節(jié)管路中的水擊在有壓管道中，由于某種原因引起的管路中流速發(fā)生突然變化時，例如閥門突然開、關(guān)，水泵、水輪機機組突然停機等，會引起管道局部壓強急劇升高、降低。這種現(xiàn)象稱為水擊，或稱水錘。一、水擊的物理過程水擊發(fā)生的根本原因在于液體的可壓縮性和管壁的彈性。圖示管道長L，直徑d，其上游B點連接水池，下游出口A處裝有閥門。設(shè)水擊前管中流速，設(shè)水擊前管中壓強為,假設(shè)A處閥門迅速關(guān)閉，即關(guān)閉時間為零。1．升壓過程142.壓強恢復(fù)過程3．壓強降低過程4．壓強恢復(fù)過程閥門A處壓強隨時間的變化規(guī)律：

15二、直接水擊與間接水擊水擊波的相：水擊波的周期：閥門關(guān)閉時間：:直接水擊:間接水擊三、水擊壓強的計算在△t時間內(nèi)，閥門處產(chǎn)生的增壓波向左傳播的距離為△s=c△t，在△s管段內(nèi)液體流速為零。1617四、水擊波的傳播速度——液體體積模量管壁的彈性變形會影響壓力波的傳播，水中的體積模量需要進行修正E：管壁材料的彈性模量；e:管壁厚度；d：管道內(nèi)徑。18五、減小水擊壓強的措施1．延長閥門開閉時間，使閥門開閉平緩。2．改變管道設(shè)計在保證流量的條件下，盡量采用大口徑的管道，目的減小管內(nèi)流速。3．設(shè)立緩沖裝置在管道中設(shè)置空氣蓄能器、調(diào)壓塔、安全閥等緩沖裝置，用以吸收壓力波能量，緩解水擊壓強。19例題：水流速度為3m/s，在直徑為200mm，厚度為6mm，管長為120m的鋼管道內(nèi)流動，試計算管道出口處閥門突然完全關(guān)閉和閥門部分關(guān)閉，速度減小到1.8m/s時，理論上的壓力波動間隔（相長）和最大水擊壓強。20第三節(jié)孔口與管嘴出流一、分類1．薄壁孔口、厚壁孔口（管嘴）2．小孔口、大孔口3．自由孔口出流和淹沒孔口出流二、薄壁孔口出流（定常流）如圖所示，孔口出流時，水流由各方向孔口匯集，由于水流的慣性作用，流體不能轉(zhuǎn)折，收縮形成最小斷面C-C，稱為收縮斷面，而后，在重力的影響下下落2122二、管嘴出流在薄壁孔口上連接一段長L=(3-4)d的短管，稱為管嘴。23出流特點：管嘴出流特點是：當(dāng)液體進入管嘴后，與孔口時相似，同樣形成收縮，在收縮處，液體與管壁分離，形成旋渦區(qū)，然而又逐漸擴大，在管嘴出口斷面上，液面完全充滿整個斷面。實