水力学第五章有压管流与孔口、管嘴出流

'第五章有压管流与孔口、管嘴出流§5-1有压管路水力计算*§5-2孔口出流（选讲选学内容，略）*§5-3管嘴出流（选讲选学内容，略）1 5-1有压管路水力计算定义——满管流动（断面上无自由表面）的水流。其管道又称管路。特征管中流量变化，只引起过水断面的p，v变化。水头线呈阶梯状沿程下降的折线。可有恒定流与非恒定流，均匀流与非均流之分。2 5-1有压管路水力计算类型按管路组成分类简单管路——管径沿程不变的管路复杂管路——两根以上管道组成的管路串联管路——管段首尾串接的管路并联管路——多根管段首尾并接的管路管网——多种管路组合而成的管系（其组成又可有技状或环状两类）3 5-1有压管路水力计算类型按水力计算方法分类短管——沿程水头损失与局部水头损失都必须计算的管路。长管——局部水头损失可忽略不计的管路。4 5-1有压管路水力计算短管水力计算（简单管路）水力计算图式（图5-1）5 5-1有压管路水力计算自由出流计算公式计算图式——图5-1a公式推导方法——列1-1、2-2断面能量方程(5-1)(5-2a)6 5-1有压管路水力计算当管道材料一致时（如全为钢管）得（5-2b)（5-3）（5-4a）（5-4b）（5-4c）μc—自由出流流量系数7 5-1有压管路水力计算淹没出流计算公式计算图式——图5-1b公式推导方法——列1-1和2-2断面能量方程（5-5a）（5-5b）（5-5c）μs—淹没出流流量系数8 5-1有压管路水力计算短管水力计算（简单管路）流量系数比较自由出流淹没出流9 5-1有压管路水力计算短管水力计算（简单管路）作用水头H0计算比较自由出流H0起算零点——水管出口中心淹没出流H0起算零点——下游水面10 5-1有压管路水力计算计算问题及解法1、已知解法：∵行近流速v0的断面解算步骤如图5-2示意：（图5-2）11 5-1有压管路水力计算2、已知解法法一：选定管材或衬砌方案，查△或n，计算λ（一般多为阻力平方区）代公式(5-4c)或(5-5c)法二：试算λ求Q，再由λ选用管材，步骤见图5-3（图5-3）12 5-1有压管路水力计算3、已知解：见图5-4（图5-4）13 5-1有压管路水力计算例5-1如图5-5所示ab段为路基倒虹吸有压涵和，长l=50m，上下游水位差z=3m，沿程阻力系数λ=0.03，局部阻力系数：进口ζ1=0.5，折弯ζ2=0.65，出口ζ3＝1.0（淹没出流），流量Q=3m3/s，求管径d。（图5-5）14 5-1有压管路水力计算解例5-1：计算图式见图5-5忽略上下游流速水头，列断面1-1、2-2能量方程有：得：解之得：d=0.98m，采用标准管径d=1m（偏安全）。15 5-1有压管路水力计算例5-2如图3-12a)所示水泵抽水系统。已知吸水管直径d1=250mm，长l1=20m，压水管直径d2=200mm，长l2=260m，局部阻力系数：底阀ζ1=5，弯头ζ2=0.2；阀门ζ3=0.5；出口ζ4=1，沿程阻力系数λ=0.03，吸水高度hs=3m，压水高度h=17m，水泵扬程Hm=25m，求抽水量Q。16 5-1有压管路水力计算（图3-12a）17 5-1有压管路水力计算解例5-2：水力计算图3-12a作用水头另有18 5-1有压管路水力计算∴19'