工程流體力學 第06章 孔口、管嘴出流及有壓管流

1、第第6 6章章 孔口、管嘴及有壓管流孔口、管嘴及有壓管流工程實例高壓管嘴噴嘴孔口出流孔口出流管嘴恒定出流管嘴恒定出流短管的水力計算短管的水力計算長管的水力計算長管的水力計算離心式水泵及其水力計算離心式水泵及其水力計算知識點與難點知識點與難點本章所用知識點連續(xù)性方程能量方程沿程水頭損失局部水頭損失重點掌握孔口、管嘴恒定出流的水力計算有壓管路恒定流動的水力計算離心式水泵的水力計算概述概述Hldw 0dl孔口10Hd 10Hd 小孔口大孔口w 43dl管嘴w 4dl管路10004dl短管1000dl長管簡單管路復雜管路復雜管路串聯(lián)管路并聯(lián)管路管網(wǎng)枝狀管網(wǎng)環(huán)狀管網(wǎng) 孔口的分類及其與管嘴、管流的關系孔口

2、的分類及其與管嘴、管流的關系小孔口出流、大孔口出流（按小孔口出流、大孔口出流（按H/d 是否大于是否大于10來判定）來判定）恒定出流、非恒定出流恒定出流、非恒定出流淹沒出流、非淹沒出流淹沒出流、非淹沒出流薄壁出流、厚壁出流薄壁出流、厚壁出流如果壁厚達到如果壁厚達到34d，孔口就可以稱為，孔口就可以稱為管嘴管嘴，收縮斷面將會在，收縮斷面將會在管嘴內(nèi)形成，而后再擴展成滿流流出管嘴。管嘴出流的能量損管嘴內(nèi)形成，而后再擴展成滿流流出管嘴。管嘴出流的能量損失只考慮失只考慮局部損失局部損失。如果管嘴再長，以致必須考慮如果管嘴再長，以致必須考慮沿程損失沿程損失時就是短管了。時就是短管了。 液體從孔口以射流液

3、體從孔口以射流狀態(tài)流出，流線不能狀態(tài)流出，流線不能在孔口處急劇改變方在孔口處急劇改變方向，而會在流出孔口向，而會在流出孔口后在孔口附近形成收后在孔口附近形成收縮斷面，此斷面可視縮斷面，此斷面可視為處在漸變流段中，為處在漸變流段中，其上壓強均勻。其上壓強均勻。 61 孔口出流HH0OOCAACDCvCv0gv2200116P0fh收縮現(xiàn)象從 1C 建立伯努利方程，有0011ccHdlgvgvHccc220000202gHgHvcc221001c 為孔口流速系數(shù)，對于小孔口，97. 0gHAgHAvAQcc22AAc 、 分別為孔口收縮系數(shù)和流量系數(shù)分別為孔口收縮系數(shù)和流量系數(shù)0011ccHdl

4、由于邊壁的整流作用，它的存在會影響收縮系數(shù)，故有完全由于邊壁的整流作用，它的存在會影響收縮系數(shù)，故有完全收縮與非完全收縮之分，視孔口邊緣與容器邊壁距離與孔口尺收縮與非完全收縮之分，視孔口邊緣與容器邊壁距離與孔口尺寸之比的大小而定，大于寸之比的大小而定，大于3則可認為完全收縮。則可認為完全收縮。 AAC/流量系數(shù)是流速系數(shù)與小流量系數(shù)是流速系數(shù)與小孔口斷面收縮系數(shù)的乘積孔口斷面收縮系數(shù)的乘積 bl32al311l2lab完全收縮完全收縮非非完完全全收收縮縮無收縮無收縮64.063.0AAAAc孔口面積斷面流束直徑為最小的收縮62.060.02.小孔口淹沒式出流1HH2Hdl002211從從 12

5、 12 建立伯努利方程，有建立伯努利方程，有gvgvHHcsec22000022021gHHHgvsec221210（與自由式出流公式完全相同）2101HHHsegHAvAQcc2（與自由式出流公式完全相同）（與自由式出流公式完全相同） 大孔口出流的流量公式形式不變，只是相應的水頭應近似取大孔口出流的流量公式形式不變，只是相應的水頭應近似取為孔口形心處的值，具體的流量系數(shù)也與小孔口出流不同。為孔口形心處的值，具體的流量系數(shù)也與小孔口出流不同。 由于孔口各點的作用水頭差由于孔口各點的作用水頭差異很大，如果把這種孔口分異很大，如果把這種孔口分成若干個小孔口，對每個小成若干個小孔口，對每個小孔口出流

6、可近似用小孔口出孔口出流可近似用小孔口出流公式，然后再把這些小孔流公式，然后再把這些小孔口的流量加起來作為大孔口口的流量加起來作為大孔口的出流流量的出流流量3. . 大孔口恒定出流大孔口恒定出流02gHAQ大孔口出流的流量系數(shù)，可查表大孔口出流的流量系數(shù)，可查表大孔口形心的水頭大孔口形心的水頭0HF4. . 孔口非恒定出流孔口非恒定出流 孔口非恒定出流一般應考慮液面高度對孔口出流速度的影響?？卓诜呛愣ǔ隽饕话銘紤]液面高度對孔口出流速度的影響。然而當孔口面積遠小于容器面積時，液體在然而當孔口面積遠小于容器面積時，液體在dtdt時段內(nèi)的升降或時段內(nèi)的升降或壓強的變化緩慢，慣性力可忽略不計，此時可

7、把整個變速的流壓強的變化緩慢，慣性力可忽略不計，此時可把整個變速的流動過程劃分為許多小區(qū)間，在每個小區(qū)間仍可按恒定流處理。動過程劃分為許多小區(qū)間，在每個小區(qū)間仍可按恒定流處理。經(jīng)孔口流出的液體體積經(jīng)孔口流出的液體體積容器內(nèi)減少的液體體積容器內(nèi)減少的液體體積hgAFdhdt2FdhdtghA2FdhdVdtghAQdtdV2hgAFdhdt2對上式積分對上式積分若若H H2 2=0,=0,）（2122221HHgAFhgAFdhtHHmax1222QVHgAFtQmax Qmax 開始出流的最大流量開始出流的最大流量變水頭出流的放空時間，等于在起始水頭作用變水頭出流的放空時間，等于在起始水頭作用

8、下流出同體積的液體所需時間的兩倍。下流出同體積的液體所需時間的兩倍。 62 管嘴恒定出流 在容器孔口上連接在容器孔口上連接一段斷面與孔口形狀一段斷面與孔口形狀相似，長度為相似，長度為(3-4)d(3-4)d的短管，這樣的短管的短管，這樣的短管稱為管嘴，液流流經(jīng)稱為管嘴，液流流經(jīng)管嘴且在出口斷面滿管嘴且在出口斷面滿管流出的現(xiàn)象稱為管管流出的現(xiàn)象稱為管嘴出流。嘴出流。119P一、管嘴出流的計算110c220cHddl)43(0fh在C-C斷面形成收縮，然后再擴大，逐步充滿整個斷面。從 12 建立伯努利方程，有gvgvHn22000022gHgHvnn221nn1 為管咀流速系數(shù)，n82. 0n11

9、0c220cHddl)43(gHAAvQn2管嘴正常工作條件管嘴正常工作條件w dl43w mH9 為管咀流量系數(shù)，n82. 0nn 一一. .圓柱形外伸管嘴出流圓柱形外伸管嘴出流02gHvn0022gHAgHAQnn 管嘴出流的局部損失由兩部分組成，即孔口的局部水頭損失管嘴出流的局部損失由兩部分組成，即孔口的局部水頭損失及收縮斷面后擴展產(chǎn)生的局部損失，水頭損失大于孔口出流。及收縮斷面后擴展產(chǎn)生的局部損失，水頭損失大于孔口出流。但管嘴出流為滿流，因此流量系數(shù)仍比孔口大，其出流公式為但管嘴出流為滿流，因此流量系數(shù)仍比孔口大，其出流公式為gvaHH2200082. 0nn82. 05 . 0111

10、an5.0nn圓柱形外管嘴的流量系數(shù)圓柱形外管嘴的流量系數(shù)圓柱形外管嘴的流速系數(shù)圓柱形外管嘴的流速系數(shù)圓柱形外管嘴的局部阻力系數(shù)圓柱形外管嘴的局部阻力系數(shù) 管嘴出流流量系數(shù)的加大也可以從管嘴收縮斷面處存在的真管嘴出流流量系數(shù)的加大也可以從管嘴收縮斷面處存在的真空來解釋，由于收縮斷面在管嘴內(nèi)，壓強要比孔口出流時的零空來解釋，由于收縮斷面在管嘴內(nèi)，壓強要比孔口出流時的零壓低，必然會提高吸出流量的能力。壓低，必然會提高吸出流量的能力。 D34DvCvcC 圓柱形外管嘴的真空度圓柱形外管嘴的真空度列列c-cc-c和和2-22-2斷面的能量方程斷面的能量方程222(1)2w ccAvhAgvvAAvcc

11、102 gHvn22222acccw cppa va vhggg22222cccaw cpa vpa vhgggg又2rch按突擴計算按突擴計算0222) 11(Haagpphncavc對圓柱形外管嘴：由實驗得：對圓柱形外管嘴：由實驗得：;82.064.0n；取取a=1.0, a=1.0, 則得：則得：075.0Hgpphcavc 圓柱形外管嘴收縮斷面的真空度可達作用圓柱形外管嘴收縮斷面的真空度可達作用水頭的水頭的75%75%，管嘴的作用相當于將孔口自由出流的作用，管嘴的作用相當于將孔口自由出流的作用水頭增加了水頭增加了0.750.75倍，這樣就提高了管嘴的出流能力。倍，這樣就提高了管嘴的出流

12、能力。mmH975.070管嘴長度為管嘴長度為(3-4)d(3-4)d 圓柱形外管嘴的正常工作條件圓柱形外管嘴的正常工作條件 有壓有壓管道恒定流動管道恒定流動水力計算主要解決以水力計算主要解決以下幾方面問題：下幾方面問題：63 有壓管道恒定流動的水力計算 計算管道輸水能力；計算管道輸水能力； 確定作用水頭；確定作用水頭； 計算沿程壓強分布。計算沿程壓強分布。2211 1222121 222wpvpvzzhgggg實際流體恒定總流能量方程1 21 2fwjhhh沿程損失沿程損失局部損失局部損失 已能定量分析，原則上已能定量分析，原則上解決了恒定總流能量方程解決了恒定總流能量方程中的粘性損失項。中

13、的粘性損失項。管道管道中的中的滿流滿流121P管道水力計算的基本公式管道水力計算的基本公式 連續(xù)性方程 伯努利方程式中 E為外界（泵、風機等）加給單位重量流體的機械能。能量損失11 1222mqgVAgV A常數(shù)w2222211122hgVgpzEgVgpzjfwhhhgVdlh22fgVh22j一、管道系統(tǒng)分類一、管道系統(tǒng)分類 1按能量損失大小 長管：凡局部阻力和出口速度水頭在總的阻力損失中，其比例不足5的管道系統(tǒng)，稱為水力長管，也就是說只考慮沿程損失。 短管：在水力計算中，同時考慮沿程損失和局部損失的管道系統(tǒng)，稱為短管。 2按管道系統(tǒng)結構 簡單管道：管徑和粗糙度均相同的一根或數(shù)根管子串聯(lián)在

14、一起的管道。 復雜管道：除簡單管道以外的管道系統(tǒng)，稱為復雜管道，又可分成： 1）串聯(lián)管道：不同管徑或不同粗糙度的數(shù)段管子串聯(lián)聯(lián)接所組成的管道系統(tǒng)。 2）并聯(lián)管道：是指數(shù)段管道并列聯(lián)接所組成的管道系統(tǒng)。枝狀管道：各不相同的出口管段在不同位置分流，形狀如樹枝。網(wǎng)狀管道：通過多路系統(tǒng)相互連接組成一些環(huán)形回路，而節(jié)點的流量來自幾個回路的管道。 管道系統(tǒng)分類 有壓管道的進口是淹沒的，出口分自由和淹沒兩種情況，它有壓管道的進口是淹沒的，出口分自由和淹沒兩種情況，它們的作用水頭是不同的。們的作用水頭是不同的。二二. .短管的水力計算短管的水力計算 自由出流自由出流vOO1122H 上 游 總 水上 游 總

15、水頭和下游測管水頭之頭和下游測管水頭之差，用于支付出口速差，用于支付出口速度水頭和全部水頭損度水頭和全部水頭損失（包括沿程損失及失（包括沿程損失及所有局部損失）。所有局部損失）。 2211 122 212w1 222pvpvzzhgggg2211 1222121 2j0()()22fpvpvzzhhHgggg改寫改寫作用水頭作用水頭H H0 0gvdl22gv222211 1222121 2j()()22fpvpvzzhhgggg= H0=0 gv2)(2=vOO1122HgHdlv211gHAvAQc2dlc11管系管系流量流量系數(shù)系數(shù)作用作用水頭水頭 HvOO112233 淹沒出流淹沒出流

16、Hh2211 1222121 2j()()22fpvpvzzhhgggg= H+h0= gvdl22gv22gv2)(2=h作用作用水頭水頭 HvOO112233Hh用用3-3斷面作斷面作下游斷面下游斷面2233 311 1131 21 22 3()()22frrpvpvzzhhhgggg= H+h0= gvdl22gv2)(2=0hgvgvv22)(2232=出口水頭損失出口水頭損失按突擴計算按突擴計算vOO112233HhgHdlv211gHAvAQc2dlc11管系管系流量流量系數(shù)系數(shù) 淹 沒 與 自淹 沒 與 自由 出 流 相由 出 流 相比，作用水比，作用水頭不同，管頭不同，管系流量

17、系數(shù)系流量系數(shù)相同，局部相同，局部損失中不包損失中不包含含2-2斷面斷面出出口損失?？趽p失。 簡單管道水力計算特例簡單管道水力計算特例虹吸管及水泵虹吸管及水泵ZZs虹吸管是一種壓力管，頂部彎曲虹吸管是一種壓力管，頂部彎曲且其高程高于上游供水水面。其頂部且其高程高于上游供水水面。其頂部的真空值一般不大于的真空值一般不大于78m水柱高。水柱高。虹吸管虹吸管安裝高度安裝高度Zs越大，頂部真空值越大，頂部真空值越大。越大。 虹吸管的優(yōu)點在于能跨越高地，虹吸管的優(yōu)點在于能跨越高地，減少挖方。減少挖方。 虹吸管長度一般不長，故按短管虹吸管長度一般不長，故按短管計算。計算。1122 通過水泵轉輪轉動的作用，

18、通過水泵轉輪轉動的作用，在水泵進口端形成真空，使水在水泵進口端形成真空，使水流在池面大氣壓作用下沿吸水流在池面大氣壓作用下沿吸水管上升，流經(jīng)水泵時從水泵獲管上升，流經(jīng)水泵時從水泵獲得新的能量，從而輸入壓力管，得新的能量，從而輸入壓力管，再流入水塔。再流入水塔。安裝高度安裝高度提水高度提水高度安裝高度安裝高度ZZs吸水管吸水管壓水管壓水管水泵向單位重量液體所提供的機械能，稱為水泵的揚程twwHZhh吸水管壓水管返回1 1 水泵的水力計算水泵的水力計算zz241235112233 水泵最大真水泵最大真空度不超過空度不超過6ml2l1水泵允許安裝高度水泵允許安裝高度 水泵揚程水泵揚程 流量流量Q，吸

19、水管長吸水管長l1，壓水，壓水管長管長l2，管徑，管徑d，提水高度提水高度z ，各局部水頭損失系數(shù)，各局部水頭損失系數(shù)，沿程水頭損失系數(shù)沿程水頭損失系數(shù)要求要求確定確定計算計算已知已知zz241235112233l2l122212120()22pvlvzggdg0 . 152122121.0()62lpvzdgggvdlz2)(0 . 1 622112Q，dv水泵允許安裝高度水泵允許安裝高度zz241235112233l2l10 . 15 水泵揚程水泵揚程 = 提水高度提水高度 + 全部水頭損失全部水頭損失gvdllzHm2)(0 . 1 2432121 水泵吸水管的水力計算 計算內(nèi)容：已知

20、，求水泵安裝高度 。sH vhldQ、彎進吸2.虹吸水力計算虹吸灌溉真空輸水：世界上世界上最大直徑的虹吸管最大直徑的虹吸管( (右側直徑右側直徑15201520毫毫米、左側米、左側600600毫米毫米), ),虹吸高度均為八米，虹吸高度均為八米，猶如一條巨龍伴游猶如一條巨龍伴游一條小龍匐臥在浙一條小龍匐臥在浙江杭州蕭山區(qū)黃石江杭州蕭山區(qū)黃石垅水庫大壩上，尤垅水庫大壩上，尤為壯觀，已獲吉尼為壯觀，已獲吉尼斯世界紀錄斯世界紀錄 。我國最大的倒虹吸管如果作用水頭的如果作用水頭的95%以上用于沿程以上用于沿程水頭損失，我們就水頭損失，我們就可以略去局部損失可以略去局部損失及出口速度水頭，及出口速度水頭

21、，認為全部作用水頭認為全部作用水頭消耗在沿程，這樣消耗在沿程，這樣的管道流動稱為水的管道流動稱為水力長管。否則為水力長管。否則為水力短管。力短管。三、長管的水力計算三、長管的水力計算 對水力長管，總水頭線就是測壓管水對水力長管，總水頭線就是測壓管水頭線頭線簡單管路簡單管路126P流量模數(shù)流量模數(shù)與流量具有相與流量具有相同的量綱同的量綱 對水力長管，根據(jù)連續(xù)方程和謝才公對水力長管，根據(jù)連續(xù)方程和謝才公式（式（P107)P107)可知可知lhKJKRJACvAQfHhQKlf22RACK 長管長管: :作用水頭作用水頭全部全部用于支付沿程損失用于支付沿程損失 壓強的沿程分布壓強的沿程分布2200

22、00022ii iilipvpvzzhgggg2200 000()22iiiilippvvzzhgggg入口斷面入口斷面 0-0，任意斷面，任意斷面 i-i 通過有壓管道定常流動的水力計算，容易確定沿程壓強的通過有壓管道定常流動的水力計算，容易確定沿程壓強的分布，分布，得到得到測測壓壓管水頭線。管水頭線。測壓管水頭線低于管軸線，為負測壓管水頭線低于管軸線，為負壓。壓。工程中有時需要避免壓力的低值，為此找出管道中的壓工程中有時需要避免壓力的低值，為此找出管道中的壓力最低點，檢驗其是否滿足要求。如壓力過低，可采取調(diào)整力最低點，檢驗其是否滿足要求。如壓力過低，可采取調(diào)整管道位置高程、降低流速等措施解

23、決。管道位置高程、降低流速等措施解決。1、管道水力計算主要任務、管道水力計算主要任務 管道水力計算的主要任務是：(1)根據(jù)給定的流量和允許的壓強損失確定管道直徑和管道布置；(2)根據(jù)給定的管道直徑、管道布置和流量來驗算壓強損失；(3)根據(jù)給定的管道直徑、管道布置和允許的壓強損失，校核流量。管道水力計算的基本公式有連續(xù)性方程、伯努利方程和能量損失公式等三個。連續(xù)性方程 常數(shù)或 常數(shù)伯努利方程式中 E為外界（泵、風機等）加給單位重量流體的機械能。222111AgVAgVqm2211AVAVqVw2222211122hgVgpzEgVgpz 能量損失 其中 由上面管道系統(tǒng)分類可知，管道系統(tǒng)的分類類似

24、于電路系統(tǒng)。因此，管道水力計算類似于電路計算，管道中的流量相當于電路中的電流；壓降相當于電壓，管道阻力相當于電阻。jfwhhh，gVdlh22fgVh22j2、串聯(lián)管道、串聯(lián)管道321VVVqqqw3w2w1whhhhdlm等值長度等值長度dlm 以沿程損失為主，必要時用等值長度計算局部損失。以沿程損失為主，必要時用等值長度計算局部損失。水頭線中不畫局部損失和速度水頭。水頭線中不畫局部損失和速度水頭。 n 段串聯(lián)管道各段的流量、流速、管徑、長度可不同，各段串聯(lián)管道各段的流量、流速、管徑、長度可不同，各段損失分別計算然后疊加，認為作用水頭全部用于沿程損失，段損失分別計算然后疊加，認為作用水頭全部

25、用于沿程損失，可得一個方程可得一個方程 各段流量間各段流量間的關系由連的關系由連續(xù) 原 理 確續(xù) 原 理 確定，又可得定，又可得 n-1個方程個方程HhQKlf iiiiinin2211)3 , 2(1iqQQiii3、并聯(lián)管道、并聯(lián)管道 321VVVVqqqqb)-w(aw3w2w1hhhh n段并聯(lián)管道的水頭損失是相同的，給出段并聯(lián)管道的水頭損失是相同的，給出n-1個方程個方程 流量之和為流量之和為總流量，又可總流量，又可得一個方程得一個方程 (i=1,n)Q3Q2Q1hf 1=hf 2=hf 3hfABhf CDHABCDq1hQKlf iiii22constQKhlQiif iiini

26、n114 4、沿程均勻泄流管路、沿程均勻泄流管路 沿管長單位長度上泄出相等的流量沿管長單位長度上泄出相等的流量TQpQ通過流量通過流量總途泄流量總途泄流量)31()()(222102221022222ppTTppTMffppTMMfppTMQQQQKldxxlQQQKQdhhdxxlQQQKQdxKQdhxlQQQQ當當0TQ2231KlQhpf距開始泄流斷面距開始泄流斷面x處，取長處，取長度度dx的微小管段，認為通過的微小管段，認為通過的流量的流量QM不變不變 分枝狀管網(wǎng)應按最不利點設計干管，在干管各段的流量分配分枝狀管網(wǎng)應按最不利點設計干管，在干管各段的流量分配給定，管徑由經(jīng)濟流速確定的情

27、況下，可以決定所需作用水給定，管徑由經(jīng)濟流速確定的情況下，可以決定所需作用水頭。此后的支管設計就成為已知水頭和流量求管徑的問題。頭。此后的支管設計就成為已知水頭和流量求管徑的問題。 5 5、枝狀管網(wǎng)、枝狀管網(wǎng) 工程上一般采用迭代法確定各管段流量分配，先給出流量分配工程上一般采用迭代法確定各管段流量分配，先給出流量分配初值，由經(jīng)濟流速確定管徑，計算各閉合環(huán)水頭損失代數(shù)和，初值，由經(jīng)濟流速確定管徑，計算各閉合環(huán)水頭損失代數(shù)和，根據(jù)各閉合環(huán)代數(shù)和的值，推求校正流量，重新進行流量分根據(jù)各閉合環(huán)代數(shù)和的值，推求校正流量，重新進行流量分配，繼續(xù)迭代過程，直至滿足要求。配，繼續(xù)迭代過程，直至滿足要求。 對環(huán)

28、狀管網(wǎng)的每一個節(jié)對環(huán)狀管網(wǎng)的每一個節(jié)點可寫出連續(xù)方程，其點可寫出連續(xù)方程，其中獨立的比總節(jié)點數(shù)少中獨立的比總節(jié)點數(shù)少一個。管網(wǎng)中的每一個一個。管網(wǎng)中的每一個閉合環(huán)水頭損失的代數(shù)閉合環(huán)水頭損失的代數(shù)和為零。方程總個數(shù)恰和為零。方程總個數(shù)恰為管網(wǎng)中的管段數(shù)。為管網(wǎng)中的管段數(shù)。QhhQff26 6、環(huán)狀管網(wǎng)、環(huán)狀管網(wǎng) 例例 管路損失計算：沿程損失管路損失計算：沿程損失+ +局部損失局部損失 已知已知: : 圖圖CE3.7.2CE3.7.2示上下兩個貯水池由直徑示上下兩個貯水池由直徑d d=10cm=10cm，長，長l l=50m=50m的鐵管連接的鐵管連接（= 0.046 mm= 0.046 mm）

29、中間連有球形閥一個（全開時）中間連有球形閥一個（全開時K Kv v=5.7=5.7），），9090彎管兩個彎管兩個（每個（每個K Kb b= 0.64= 0.64），為保證管中流量），為保證管中流量Q Q = 0.04m = 0.04m3 3/s , /s , 求：求： 兩貯水池的水位差兩貯水池的水位差H H（m m）。）。 管內(nèi)平均速度為管內(nèi)平均速度為 解：解：32244 0 04m s5 09m s0 1mQ./V./d.管內(nèi)流動損失由兩部分組成：局部損失和沿程損失。局部損失除閥門和彎頭管內(nèi)流動損失由兩部分組成：局部損失和沿程損失。局部損失除閥門和彎頭損失外，還有入口（損失外，還有入口（K

30、 Kinin= 0.5= 0.5）和出口（）和出口（K Koutout=1.0=1.0）損失）損失 222moutinVbVh(KKKK)g沿程損失為沿程損失為 22fl Vhgd 例例 管路損失計算：沿程損失管路損失計算：沿程損失+ +局部損失局部損失 由穆迪圖確定。設由穆迪圖確定。設=10=10 6 6 m m2 2/ /s s562(5 09m s)(0 1m)5 09 1010m s0 046mm0 00046100mm./.VdRe./.d查穆迪圖可得查穆迪圖可得 = 0.0173 對兩貯水池液面（對兩貯水池液面（1 1）和（）和（2 2）列伯努利方程的第一種推廣形式）列伯努利方程的

31、第一種推廣形式, , 2212()()22LppVVzzhgggg 對液面對液面V V1 1= =V V2 2=0=0，p p1 1= =p p2 2=0=0，由上式可得，由上式可得 21222mveoutinLfl VHzzhhh(KKKK)gd 例例C3.7.2 管路損失計算：沿程損失管路損失計算：沿程損失+ +局部損失局部損失 225 09m s500 5 5 7 2 0 641 0 0 01730 12 9 81m s11 2m 11 4m22 6m.討論：討論：（1 1）本例中盡管在單管中嵌入了多個部件，包括入口和出口，）本例中盡管在單管中嵌入了多個部件，包括入口和出口，有多個局部損

32、失成分，只要正確確定每個部件的局部損失因子，有多個局部損失成分，只要正確確定每個部件的局部損失因子，將其累加起來，按一個總的局部損失處理。將其累加起來，按一個總的局部損失處理。 （2 2）計算結果表明，本例中管路局部損失與沿程損失大小相當，）計算結果表明，本例中管路局部損失與沿程損失大小相當，兩者必須同時考慮兩者必須同時考慮 。 （3 3）本例若改為第三類問題：給定流量和水頭損失計算管徑，）本例若改為第三類問題：給定流量和水頭損失計算管徑，由于許多部件的局部損失因子與管徑有關，除了達西摩擦因子由于許多部件的局部損失因子與管徑有關，除了達西摩擦因子需要迭代計算外，局部損失因子也要迭代，計算的復雜

33、性比不需要迭代計算外，局部損失因子也要迭代，計算的復雜性比不計局部損失時大大提高了。工程上通常將局部損失折算成等效計局部損失時大大提高了。工程上通常將局部損失折算成等效長度管子的沿程損失，使計算和迭代簡化。長度管子的沿程損失，使計算和迭代簡化。 6.46.4離心式水泵的水力計算離心式水泵的水力計算泵是把機械能轉化為液體能量的一種機械。泵是把機械能轉化為液體能量的一種機械。一、泵的構造簡介二、主要參數(shù)流量Q 揚程H（泵供給單位重量液體的能量）功率輸入功率（軸功率）NX 輸出功率（有效功率）效率轉速n允許真空度gHQNeXeNNvh三、工況分析 1.水泵特性曲線 2.管路特性曲線工作點確定 工作點

34、：水泵特性曲線與管路特性曲線的交點水泵的選擇電動機的選擇 據(jù)工作點Q、H計算 據(jù) Nx。gHQNeXeNN水擊水擊（或稱水錘）是有壓管中的一種重要的非恒定（或稱水錘）是有壓管中的一種重要的非恒定流現(xiàn)象。流現(xiàn)象。當有壓管中的流速因某種外界原因而發(fā)生急劇變化時，當有壓管中的流速因某種外界原因而發(fā)生急劇變化時，將引起液體內(nèi)部壓強產(chǎn)生迅速交替升降的現(xiàn)象，這種交替將引起液體內(nèi)部壓強產(chǎn)生迅速交替升降的現(xiàn)象，這種交替升降的壓強作用在管壁、閥門或其它管路元件上好像錘擊升降的壓強作用在管壁、閥門或其它管路元件上好像錘擊一樣，故稱為水擊（或水錘）。一樣，故稱為水擊（或水錘）。這種壓強的交替升降，有時會達到很大的數(shù)

35、值，處理這種壓強的交替升降，有時會達到很大的數(shù)值，處理不當將導致管道系統(tǒng)發(fā)生強烈的振動，管道嚴重變形甚至不當將導致管道系統(tǒng)發(fā)生強烈的振動，管道嚴重變形甚至爆裂。爆裂。6-5 管路中的水錘現(xiàn)象主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：閥門突然關閉時有壓管道中的水擊閥門突然關閉時有壓管道中的水擊閥門逐漸關閉時有壓管道中的水擊閥門逐漸關閉時有壓管道中的水擊v水擊現(xiàn)象的物理過程v水擊壓強的計算v水擊波的傳播速度v水擊壓強的計算v直接水擊與間接水擊v減小水擊壓強的措施閥門突然關閉時有壓管道中的水擊的物理過程閥門突然關閉時有壓管道中的水擊的物理過程V00pgH0ABLpga0Ltta V=0V00pgH0ABLpg2LLttaa V0aV023LLttaa V00pgH0ABLpgV0V0=0pgaV=034LLttaa V00pgH0ABLpgV0V0=0pgV0aV0流速由V00，壓強增加p，管壁