水力学第六章 第三节.ppt

'6有压管道的恒定流 6.1概述6.2简单管道的水力计算6.3虹吸管及水泵的水力计算6.4串联管道的水力计算6.5并联管道的水力计算6.6沿程均匀泄流管道的水力计算6.7分叉管道的水力计算 虹吸管是一种压力输水管道，顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。在虹吸管内造成真空，使作用虹吸管内产生真空，水流则能通过虹吸管最高处引向其他处。6.3虹吸管及水泵的水力计算6.3.1虹吸管的水力计算虹吸管的优点在于能跨越高地，减少挖方。虹吸管长度一般不长，故按照短管计算。 pa1122zzs虹吸管顶部 虹吸管顶部的真空压强理论值不能大于最大真空值（10mH2O）。当虹吸管内压强接近该温度下的汽化压强时，液体将产生汽化，破坏水流连续性，可能产生空蚀破坏，故一般虹吸管中的真空值7～8mH2O。 例有一渠道用两根直径为1.0m的混凝土虹吸管来跨越山丘，渠道上游水位为▽1＝100.0m，下游水位为▽2＝99.0m，虹吸管长度l1=8ml2=15m；l3=15m，中间有60°的折弯两个，每个弯头的局部水头损失系数为0.365，若进口局部水头损失系数为0.5；出口局部水头损失系数为1.0。试确定：当虹吸管中的最大允许真空度为7mH2O时，虹吸管最高安装高程zs为多少？ 00BBzszl1l3l2 虹吸管为淹没出流00BBzszl1l3l2 求流量00BBzszl1l3l2 虹吸管中最大真空一般发生在管道最高位置。本题最大真空发生在第二个弯头前的B-B断面。考虑0-0断面和B-B断面的能量方程，则00BBzszl1l3l2 00BBzszl1l3l2v d1ζ1ζ5λζ4d2λ22ζ3ζ2l1h1Hl200h211 一个抽水系统通过水泵转动转轮的作用，在水泵进水口形成真空，使水流在池面大气压强的作用下沿吸水管上升，流经水泵时从水泵获得新的能量，进入压力管，再流入水塔。6.3虹吸管及水泵的水力计算6.3.1虹吸管的水力计算6.3.2水泵的水力计算 1100223344z测压管水头线zs吸水管压水管 水泵的水力计算吸水管和压力水管吸水管:短管压力水管:长管 吸水管的水力计算确定管径和水泵最大允许安装高程吸水管的管径一般是根据允许流速计算，通常吸水管的允许流速约为0.8～1.25m/s，或根据有关规范确定。流速确定后，管径可按下式计算 水泵的最大允许安装高程，取决于水泵的最大允许真空度hv以及吸水管水头损失hw。计算方法和虹吸管允许安装高程的计算方法相同。 1100223344z测压管水头线zs吸水管压水管考虑断面1-1和水泵进口断面2-2的能量方程，则 压力管的水力计算确定管径和水泵装机容量压力管管径一般是根据经济流速确定，重要工程应选择几个方案，进行技术经济比较。对于给排水管道可按公式确定式中，x为系数，一般取x＝0.8～1.2；d为管径（m）；Q为流量(m3/s)。 考虑1-1断面和4-4断面的能量方程，注意两者之间存在水泵。考虑两个断面之间的能量方程时，应考虑有水力机械对水流所作功。水泵的装机容量 1100223344z测压管水头线zs吸水管压水管考虑1-1断面和4-4断面的能量方程，注意两者之间存在水泵。考虑两个断面之间的能量方程时，应考虑有水力机械对水流所作功。水泵的装机容量 1100223344z测压管水头线zs吸水管压水管 式中，Ht为水泵向单位液体所提供的机械能，称为水泵的水头或者扬程（m）；ηP为水泵和动力机械的总效率。 上式表明：水泵向单位重量液体所提供的机械能将水流提高一个几何高度克服全部水头损失水泵的输入功率 例题：4-5用离心泵将湖水抽到水池中去，流量为0.2（m3/s），湖面高程为85.0m，水池水面高程为105.0m，吸水管长度为10.0m，水泵的允许真空hv=4.5m，吸水管底阀的局部水头损失系数为2.5；弯管的局部水头损失系数0.3，水泵入口前的渐变收缩段局部水头损失系数为0.1；吸水管沿程水头损失系数为0.022，压力管道采用铸铁管，其直径为500mm，长度为1000m，n=0.013。 1100223344z测压管水头线zs例用离心泵将湖水抽入水池，流量为0.2m3/s，湖面高程为85.0m 1100223344z测压管水头线zs水池水面高程为105m，吸水管长度为10.0m，水泵允许真空hv=4.5m 1100223344z测压管水头线zs吸水管底阀局部水头损失系数为2.5；弯管的局部水头损失系数0.3，水泵入口前的渐变收缩段局部水头损失系数0.1； 1100223344z测压管水头线zs吸水管沿程水头损失系数为0.022，压力管用铸铁管，直径500mm，长度1000m，n=0.013 1100223344z测压管水头线zs试确定：吸水管直径水泵安装高度水泵功率 解：（2）安装高程（1）吸水管直径考虑断面1-1和水泵进口断面2-2的能量方程，则1100223344zzs 1100223344zzs 解：（3）水泵功率考虑断面1-1和水泵进口断面4-4的能量方程，则1100223344zzs '