文档介绍：能源与机械工程系建筑环境与设备工程教研室
天津城市建设学院
水力学C
第4章有压管中的恒定流
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11/11/2018 水力学土木工程
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①简单管路:管径不变,没有分叉(即流量相同)的管道。
②复杂管路:两根或两根以上的简单管道组合成的管道系统。
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①有压管道:管内表压不等于零( ),供水、煤气、通风、电站引水管。
②无压管道(涵管):管内表压等于零( ),非满管流动(如排水管道,管内存在自由液面的情况)。
一、管道的分类
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水力学
短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损失都不能忽略不计的管道;
长管是指流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失,在计算中可以忽略的管道为,一般认为(局部水头损失+流速水头)<5%的沿程水头损失,可以按长管计算。
需要注意的是:长管和短管不是完全按管道的长短来区分的。将有压管道按长管计算,可以简化计算过程。但在不能判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前,按短管计算不会产生较大的误差。
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简单管道:指管道直径不变且无分支的管道。
简单管道的水力计算可分为自由出流和淹没出流。
列1-1断面和2-2断面的能量方程
4-1 简单管道水力计算的基本公式
一、自由出流
令
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含义:管道的总水头将全部消耗于管道的水头损失和保持出口的动能。
管道自由出流的流量系数
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对断面1-1和2-2
列能量方程
二、淹没出流
管道出口淹没在水下称为淹没出流。
结论:在淹没出流情况下,包括行进流速的上下游水位差z0完全消耗于沿程损失及局部损失。
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当忽略掉行近流速时,流量计算公式:
管道淹没出流的流量系数
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比较
流量
水头
自由出流
H
淹没出流
Z
注:
3. 自由出流和淹没出流的比较
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流量模数
与流量具有相同的量纲
长管的水力计算公式
对水力长管,根据连续方程和谢才公式可知
长管:作用水头全部用于支付沿程损失
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若管道较长时,局部水头损失及流速水头可以忽略,此
时,()式可变为
水利工程中的有压输水管道,水流一般属于紊流的水力粗糙区,其水头损失可直接按谢齐公式计算。用入上式,则
令
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