管流損失和水力計(jì)算

管流損失和水力計(jì)算第一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五第二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五第五章 管流損失和水力計(jì)算§5.1

管內(nèi)流動(dòng)的能量損失§5.2

粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)§5.3

管道入口段中的流動(dòng)§5.4

圓管中流體的層流流動(dòng)§5.5

粘性流體的紊流流動(dòng)§5.6

沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究§5.7

非圓形管道沿程損失的計(jì)算§5.8

局部損失§5.9

綜合應(yīng)用舉例第三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五第五章 管流損失和水力計(jì)算§5.10

管道水力計(jì)算§5.11

液體的出流§5.12

水擊現(xiàn)象§5.13

氣穴和汽蝕現(xiàn)象第四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.1管內(nèi)流動(dòng)的能量損失兩大類流動(dòng)能量損失:1.沿程能量損失2.局部能量損失一、沿程能量損失

發(fā)生在緩變流整個(gè)流程中的能量損失，由流體的粘滯力造成的損失?！獑挝恢亓α黧w的沿程能量損失——沿程損失系數(shù)——管道長度——管道內(nèi)徑——單位重力流體的動(dòng)壓頭（速度水頭）。第五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.1管內(nèi)流動(dòng)的能量損失二、局部能量損失

發(fā)生在流動(dòng)狀態(tài)急劇變化的急變流中的能量損失，即在管件附近的局部范圍內(nèi)主要由流體微團(tuán)的碰撞、流體中產(chǎn)生的漩渦等造成的損失。——單位重力流體的局部能量損失?！獑挝恢亓α黧w的動(dòng)壓頭（速度水頭）?！植繐p失系數(shù)第六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.1管內(nèi)流動(dòng)的能量損失三、總能量損失

整個(gè)管道的能量損失是分段計(jì)算出的能量損失的疊加?！偰芰繐p失。第七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.2粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)一、雷諾實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置顏料水箱玻璃管細(xì)管閥門第八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.2粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)一、雷諾實(shí)驗(yàn)(續(xù))實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象過渡狀態(tài)紊流層流層流：整個(gè)流場呈一簇互相平行的流線。著色流束為一條明晰細(xì)小的直線。紊流：流體質(zhì)點(diǎn)作復(fù)雜的無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。著色流束與周圍流體相混，顏色擴(kuò)散至整個(gè)玻璃管。過渡狀態(tài)：流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。著色流束開始振蕩。第九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.2粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)一、雷諾實(shí)驗(yàn)(續(xù))實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(續(xù))第十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.2粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)二、兩種流動(dòng)狀態(tài)的判定1、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)2、臨界流速——下臨界流速——上臨界流速層流：不穩(wěn)定流：紊流：流動(dòng)較穩(wěn)定流動(dòng)不穩(wěn)定O

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第十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.2粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)二、兩種流動(dòng)狀態(tài)的判定（續(xù)）3、臨界雷諾數(shù)層流：不穩(wěn)定流：紊流：——下臨界雷諾數(shù)——上臨界雷諾數(shù)工程上常用的圓管臨界雷諾數(shù)層流：紊流：雷諾數(shù)第十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.2粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)三、沿程損失與流動(dòng)狀態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置第十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.2粘性流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)三、沿程損失與流動(dòng)狀態(tài)(續(xù))實(shí)驗(yàn)結(jié)果O

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結(jié)論：沿程損失與流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，故計(jì)算各種流體通道的沿程損失，必須首先判別流體的流動(dòng)狀態(tài)。層流：紊流：第十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.3管道入口段中的流動(dòng)一、邊界層

當(dāng)粘性流體流經(jīng)固體壁面時(shí)，在固體壁面與流體主流之間必定有一個(gè)流速變化的區(qū)域，在高速流中這個(gè)區(qū)域是個(gè)薄層，稱為邊界層。第十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.3管道入口段中的流動(dòng)二、管道入口段

當(dāng)粘性流體流入圓管,由于受管壁的影響,在管壁上形成邊界層,隨著流動(dòng)的深入,邊界層不斷增厚,直至邊界層在管軸處相交,邊界層相交以前的管段,稱為管道入口段。層流邊界層紊流邊界層完全發(fā)展的流動(dòng)L*L*第十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.3管道入口段中的流動(dòng)二、管道入口段(續(xù))入口段內(nèi)和入口段后速度分布特征層流邊界層紊流邊界層完全發(fā)展的流動(dòng)L*L*入口段內(nèi):入口段后:各截面速度分布不斷變化各截面速度分布均相同第十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.4圓管中流體的層流流動(dòng)

以傾斜角為的圓截面直管道的不可壓縮粘性流體的定常層流流動(dòng)為例。pp+(p/ll)dlmgrr0xhgdl受力分析：重力:側(cè)面的粘滯力:兩端面總壓力:第十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.4圓管中流體的層流流動(dòng)列力平衡方程pp+(p/l)dlmgrr0xhgdl兩邊同除

r2dl得由于得，一、切向應(yīng)力分布

第十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.4圓管中流體的層流流動(dòng)二、速度分布

將

代入

得，對(duì)r積分得，

當(dāng)r=r0時(shí)vx=0，得

故：

第二十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.4圓管中流體的層流流動(dòng)三、最大流速、平均流速、圓管流量、壓強(qiáng)降1.最大流速管軸處:

2.平均流速3.圓管流量水平管:

第二十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.4圓管中流體的層流流動(dòng)三、最大流速、平均流速、圓管流量、壓強(qiáng)降(續(xù))4.壓強(qiáng)降(流動(dòng)損失)水平管:

結(jié)論：層流流動(dòng)得沿程損失與平均流速得一次方成正比。第二十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)一、紊流流動(dòng)、時(shí)均值、脈動(dòng)值、時(shí)均定常流動(dòng)1.紊流流動(dòng)

流體質(zhì)點(diǎn)相互摻混，作無定向、無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)在時(shí)間和空間都是具有隨機(jī)性質(zhì)的運(yùn)動(dòng),屬于非定常流動(dòng)。第二十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)一、紊流流動(dòng)、時(shí)均值、脈動(dòng)值、時(shí)均定常流動(dòng)(續(xù))2.時(shí)均值、脈動(dòng)值

在時(shí)間間隔t內(nèi)某一流動(dòng)參量的平均值稱為該流動(dòng)參量的時(shí)均值。瞬時(shí)值

某一流動(dòng)參量的瞬時(shí)值與時(shí)均值之差，稱為該流動(dòng)參量的脈動(dòng)值。時(shí)均值脈動(dòng)值第二十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)一、紊流流動(dòng)、時(shí)均值、脈動(dòng)值、時(shí)均定常流動(dòng)(續(xù))3.時(shí)均定常流動(dòng)

空間各點(diǎn)的時(shí)均值不隨時(shí)間改變的紊流流動(dòng)稱為時(shí)均定常流動(dòng)，或定常流動(dòng)、準(zhǔn)定常流動(dòng)。第二十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)二、紊流中的切向應(yīng)力普朗特混合長度層流：摩擦切向應(yīng)力紊流：摩擦切向應(yīng)力附加切向應(yīng)力液體質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng)導(dǎo)致了質(zhì)量交換，形成了動(dòng)量交換和質(zhì)點(diǎn)混摻，從而在液層交界面上產(chǎn)生了紊流附加切應(yīng)力+1.紊流中的切向應(yīng)力第二十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)二、紊流中的切向應(yīng)力普朗特混合長度(續(xù))2.普朗特混合長度(1)空間某點(diǎn)的脈動(dòng)速度與該處的時(shí)均速度的梯度有關(guān),例如x方向的脈動(dòng)速度與速度梯度成正比普朗特假設(shè):同樣y方向也如此:（普蘭特將l稱為混合長度）因此:切應(yīng)力表示為第二十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)二、紊流中的切向應(yīng)力普朗特混合長度(續(xù))2.普朗特混合長度(續(xù))(2)關(guān)于l普朗特認(rèn)為l與壁面距離y成正比這個(gè)假設(shè)對(duì)平壁比較正確,對(duì)管道有一定誤差,但可修正第二十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)三、圓管中紊流的速度分布和沿程損失1.粘性底層、圓管中紊流的區(qū)劃、水力光滑與水力粗糙粘性底層:

粘性流體在圓管中紊流流動(dòng)時(shí)，緊貼固體壁面有一層很薄的流體，受壁面的限制，脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)幾乎完全消失，粘滯起主導(dǎo)作用，基本保持著層流狀態(tài)，這一薄層稱為粘性底層。

圓管中紊流的區(qū)劃:2.紊流充分發(fā)展的中心區(qū)1.粘性底層區(qū)3.由粘性底層區(qū)到紊流充分發(fā)展的中心區(qū)的過渡區(qū)第二十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)三、圓管中紊流的速度分布和沿程損失(續(xù))1.粘性底層、圓管中紊流的區(qū)劃、水力光滑與水力粗糙(續(xù))水力光滑與水力粗糙

粘性底層厚度：

水力粗糙：

<管壁的粗糙凸出的平均高度：

水力光滑：

>紊流區(qū)域完全感受不到管壁粗糙度的影響。

管壁的粗糙凸出部分有一部分暴露在紊流區(qū)中，管壁粗糙度紊流流動(dòng)發(fā)生影響。第三十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)三、圓管中紊流的速度分布和沿程損失(續(xù))2.圓管中紊流的速度分布(1)光滑平壁面假設(shè)整個(gè)區(qū)域內(nèi)

=w=常數(shù)粘性底層內(nèi)粘性底層外因切向應(yīng)力速度(摩擦速度)第三十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)三、圓管中紊流的速度分布和沿程損失(續(xù))2.圓管中紊流的速度分布(續(xù))(2)光滑直管具有與平壁近似的公式速度分布:最大速度:平均速度:第三十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)三、圓管中紊流的速度分布和沿程損失(續(xù))2.圓管中紊流的速度分布(續(xù))(2)光滑直管(續(xù))其它形式的速度分布:(指數(shù)形式)

Re

n

v/vxmax平均速度:第三十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)三、圓管中紊流的速度分布和沿程損失(續(xù))2.圓管中紊流的速度分布(續(xù))(3)粗糙直管速度分布:最大速度:平均速度:第三十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.5粘性流體的紊流流動(dòng)三、圓管中紊流的速度分布和沿程損失(續(xù))3.圓管中紊流的沿程損失(1)光滑直管(2)粗糙直管實(shí)驗(yàn)修正后第三十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

沿程損失:層流:紊流:在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出某些假設(shè)，通過實(shí)驗(yàn)獲得計(jì)算紊流沿程損失系數(shù)λ的半經(jīng)驗(yàn)公式或經(jīng)驗(yàn)公式。代表性實(shí)驗(yàn):尼古拉茲實(shí)驗(yàn)?zāi)蠈?shí)驗(yàn)第三十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究一、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)象:不同直徑圓管不同流量不同相對(duì)粗糙度實(shí)驗(yàn)條件:實(shí)驗(yàn)示意圖:第三十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究一、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)(續(xù))尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線第三十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究一、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)(續(xù))尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線的五個(gè)區(qū)域?qū)恿鲄^(qū)管壁的相對(duì)粗糙度對(duì)沿程損失系數(shù)沒有影響。2.過渡區(qū)

不穩(wěn)定區(qū)域，可能是層流，也可能是紊流。第三十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究一、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)(續(xù))尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線的五個(gè)區(qū)域(續(xù))紊流光滑管區(qū)沿程損失系數(shù)與相對(duì)粗糙度無關(guān)，而只與雷諾數(shù)有關(guān)。勃拉休斯公式：尼古拉茲公式：卡門-普朗特公式：第四十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究一、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)(續(xù))尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線的五個(gè)區(qū)域(續(xù))紊流粗糙管過渡區(qū)沿程損失系數(shù)與相對(duì)粗糙度和雷諾數(shù)有關(guān)。洛巴耶夫公式：闊爾布魯克公式：蘭格公式：第四十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究一、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)(續(xù))尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線的五個(gè)區(qū)域(續(xù))紊流粗糙管平方阻力區(qū)沿程損失系數(shù)只與相對(duì)粗糙度有關(guān)。尼古拉茲公式：

此區(qū)域內(nèi)流動(dòng)的能量損失與流速的平方成正比，故稱此區(qū)域?yàn)槠椒阶枇^(qū)。第四十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究二、莫迪實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)象:不同直徑工業(yè)管道不同流量不同相對(duì)粗糙度實(shí)驗(yàn)條件:第四十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究二、莫迪實(shí)驗(yàn)(續(xù))莫迪實(shí)驗(yàn)曲線第四十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.6沿程損失的實(shí)驗(yàn)研究二、莫迪實(shí)驗(yàn)(續(xù))莫迪實(shí)驗(yàn)曲線的五個(gè)區(qū)域1.層流區(qū)——層流區(qū)2.臨界區(qū)3.光滑管區(qū)5.完全紊流粗糙管區(qū)4.過渡區(qū)——紊流光滑管區(qū)——過渡區(qū)——紊流粗糙管過渡區(qū)——紊流粗糙管平方阻力區(qū)第四十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.7非圓形管道沿程損失的計(jì)算與圓形管道相同之處:沿程損失計(jì)算公式雷諾數(shù)計(jì)算公式上面公式中的直徑d需用當(dāng)量直徑D來代替。與圓形管道不同之處:第四十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.7非圓形管道沿程損失的計(jì)算當(dāng)量直徑為4倍有效截面與濕周之比，即4倍水力半徑。一、當(dāng)量直徑D二、幾種非圓形管道的當(dāng)量直徑計(jì)算1.充滿流體的矩形管道第四十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.7非圓形管道沿程損失的計(jì)算二、幾種非圓形管道的當(dāng)量直徑計(jì)算（續(xù)）2.充滿流體的圓環(huán)形管道d2d13.充滿流體的管束S1S1S2d第四十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.8局部損失局部損失：ζ用分析方法求得，或由實(shí)驗(yàn)測定。局部損失產(chǎn)生的原因：主要是由流體的相互碰撞和形成漩渦等原因造成第四十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.8局部損失一、管道截面突然擴(kuò)大流體從小直徑的管道流往大直徑的管道112v2A2v1A12取1-1、2-2截面以及它們之間的管壁為控制面。連續(xù)方程動(dòng)量方程能量方程第五十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.8局部損失一、管道截面突然擴(kuò)大(續(xù))112v2A2v1A12將連續(xù)方程、動(dòng)量方程代入能量方程，以小截面流速計(jì)算的以大截面流速計(jì)算的第五十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.8局部損失一、管道截面突然擴(kuò)大(續(xù))管道出口損失速度頭完全消散于池水中第五十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.8局部損失二、管道截面突然縮小流體從大直徑的管道流往小直徑的管道v2A2v1A1vcAc流動(dòng)先收縮后擴(kuò)展，能量損失由兩部分損失組成第五十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.8局部損失二、管道截面突然縮小(續(xù))v2A2v1A1vcAc由實(shí)驗(yàn)等直管道隨著直徑比由0.115線性減小到1第五十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.8局部損失二、彎管AA'CBD'D流體在彎管中流動(dòng)的損失由三部分組成:2.由切向應(yīng)力產(chǎn)生的沿程損失1.形成漩渦所產(chǎn)生的損失3.由二次流形成的雙螺旋流動(dòng)所產(chǎn)生的損失第五十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.9綜合應(yīng)用舉例一、集流器集流器是風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)中的測量流量的裝置。對(duì)0-0和1-1截面列總流的伯努利方程---速度系數(shù)第五十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.9綜合應(yīng)用舉例二、堰流液流越過障壁漫溢的流動(dòng)稱為堰流。堰流理想流形的簡化假設(shè)：1.堰板上游所有流體質(zhì)點(diǎn)的速度大小均勻，方向平行。2.液流的自由表面在堰板前保持水平，且所有流體質(zhì)點(diǎn)通過堰板平面時(shí)都作垂直平板的運(yùn)動(dòng)。3.水舌的壓強(qiáng)為大氣壓。4.不計(jì)粘滯力和表面張力的影響。第五十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.9綜合應(yīng)用舉例二、堰流對(duì)1-1和2-2截面列伯努利方程1122v2v1zHz2理想流量實(shí)際流量－－流量系數(shù)第五十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.9綜合應(yīng)用舉例三、虹吸

液體由管道從較高液位的一端經(jīng)過高出液面的管段自動(dòng)流向較低液位的另一端。對(duì)1-1、3-3列總流的伯努利方程B2AHh13第五十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.9綜合應(yīng)用舉例三、虹吸對(duì)1-1、2-2列總流的伯努利方程允許吸水高度第六十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算管道的種類:簡單管道串聯(lián)管道并聯(lián)管道分支管道一、簡單管道

管道直徑和管壁粗糙度均相同的一根管子或這樣的數(shù)根管子串聯(lián)在一起的管道系統(tǒng)。

計(jì)算基本公式連續(xù)方程沿程損失能量方程第六十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算一、簡單管道(續(xù))三類計(jì)算問題（1）已知qV、l、d、、，求hf；（2）已知hf

、l、d、

、，求qV；（3）已知hf

、qV

、l、、，求d。簡單管道的水力計(jì)算是其它復(fù)雜管道水力計(jì)算的基礎(chǔ)。第六十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算一、簡單管道(續(xù))第一類問題的計(jì)算步驟（1）已知qV、l、d、、，求hf；qV、l、d計(jì)算Re由Re、查莫迪圖得計(jì)算hf第六十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算一、簡單管道(續(xù))第二類問題的計(jì)算步驟（2）已知hf

、l、d、

、，求qV；假設(shè)

由hf計(jì)算v

、Re由Re、查莫迪圖得New校核

New=NewNY由hf計(jì)算v

、qV第六十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算一、簡單管道(續(xù))第三類問題的計(jì)算步驟（3）已知hf

、qV

、l、、，求d。hf

qVl

計(jì)算與d的函數(shù)曲線由Re、查莫迪圖得New校核

New=NewNY由hf計(jì)算v

、qV第六十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算二、串聯(lián)管道

由不同管道直徑和管壁粗糙度的數(shù)段根管子連接在一起的管道。ABH21串聯(lián)管道特征1.各管段的流量相等2.總損失等于各段管道中損失之和第六十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算二、串聯(lián)管道(續(xù))兩類計(jì)算問題ABH21（1）已知串聯(lián)管道的流量qV，求總水頭H；（2）已知總水頭H，求串聯(lián)管道的流量qV

。第六十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算三、并聯(lián)管道

由幾條簡單管道或串聯(lián)管道，入口端與出口端分別連接在一起的管道系統(tǒng)。并聯(lián)管道特征1.總流量是各分管段流量之和。2.并聯(lián)管道的損失等于各分管道的損失。AQQ1d1hw1Q2d2hw2Q3d3hw3BQ第六十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算三、并聯(lián)管道(續(xù))兩類計(jì)算問題（1）已知A點(diǎn)和B點(diǎn)的靜水頭線高度（即z+p/g)，求總流量qV；AQQ1d1hw1Q2d2hw2Q3d3hw3BQ假設(shè)

由hf計(jì)算v

、Re由Re、查莫迪圖得New校核

New=NewNY由hf計(jì)算v

、qV

求解方法相當(dāng)于簡單管道的第二類計(jì)算問題。第六十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.10管道水力計(jì)算三、并聯(lián)管道(續(xù))兩類計(jì)算問題(續(xù))（2）已知總流量qV

，求各分管道中的流量及能量損失

。假設(shè)管1的q’V1

由q’V1計(jì)算管1的h’f1

由h’f1求q’V2和

q’V3h’f1=

h’f2=

h’f3q’V1=qV1N結(jié)束計(jì)算按q’V1、q’V2和q’V3的比例計(jì)算qV1、qV2和qV3計(jì)算h’f1、

h’f2和h’f3YAQQ1d1hw1Q2d2hw2Q3d3hw3BQ第七十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流孔口和管嘴孔口小孔口大孔口管嘴第七十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流出流的分類自由出流:淹沒出流:液體流入大氣液體流入液體空間第七十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流出流的分類定常出流:非定常出流:液體流入大氣液體流入液體空間第七十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流一、薄壁孔口定常出流1.薄壁小孔口定常出流孔口面積:A縮頸面積:Ac容器面積:A1第七十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流一、薄壁孔口定常出流(續(xù))1.薄壁小孔口定常出流(續(xù))對(duì)截面1-1和c-c列總流伯努利方程縮頸處平均流速流速系數(shù)第七十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流一、薄壁孔口定常出流(續(xù))1.薄壁小孔口定常出流(續(xù))孔口流量流量系數(shù)第七十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流一、薄壁孔口定常出流(續(xù))1.薄壁小孔口定常出流(續(xù))表征孔口出流性能的系數(shù):流量系數(shù)Cq流速系數(shù)Cv收縮系數(shù)Cc（1）收縮系數(shù)Cc全部收縮完善收縮非完善收縮如：孔口a如：孔口b部分收縮只有部分周界收縮如：孔口c、d所有周界都收縮第七十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流一、薄壁孔口定常出流(續(xù))1.薄壁小孔口定常出流(續(xù))（2）流速系數(shù)Cv實(shí)際流速與理想流速之比理想流體實(shí)驗(yàn)測得:第七十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流一、薄壁孔口定常出流(續(xù))1.薄壁小孔口定常出流(續(xù))（3）流量系數(shù)Cq實(shí)際流量與理想流量之比理想流體實(shí)驗(yàn)測得:第七十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5.11液體的出流一、薄壁孔口定常出流