管道流量流速壓損計(jì)算

1、管道流量流速壓損計(jì)算第1頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3.1 基本概念3.2 管渠水頭損失計(jì)算3.3 非滿(mǎn)流管渠水力計(jì)算3.4 管道的水力等效簡(jiǎn)化第2頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二33.1基本概念管道內(nèi)水流特征第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)Re=vd/第3頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二4有壓流與無(wú)壓流3.1基本概念第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)有壓流：水體沿流程整個(gè)周界與固體壁面接觸，而無(wú)自由液面（壓力流、管流）無(wú)壓流：水體沿流程一部分周界與固體壁面接觸，其余與空氣接觸，具有自由液面（重

2、力流、明渠流）第4頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二5恒定流與非恒定流3.1基本概念第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)恒定流：水體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其各點(diǎn)的流速與壓力不隨時(shí) 間而變化，而與空間位置有關(guān)的流動(dòng)稱(chēng)為恒定流非恒定流：水體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其流速與壓力不與空間位 置有關(guān)，還隨時(shí)間的而變化的流動(dòng)稱(chēng)為非恒定流第5頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二6均勻流與非均勻流3.1基本概念第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)均勻流：水體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其各點(diǎn)的流速與方向沿流程 不變的流動(dòng)稱(chēng)為均勻流非均勻流：水體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其各點(diǎn)的流速與方向沿流 程變化的流動(dòng)稱(chēng)為非均勻流第6頁(yè)

3、，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二7水流的水頭與水頭損失3.1基本概念第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)水頭：指的是單位質(zhì)量的流體所具有的能量除以重力加速度，一般用h或H表示，常用單位為米（m）水頭位置水頭：流體所處的高程，Z壓力水頭：p/ （-流體的重度，單位體積流體的重力，G/V)流速水頭：v2 /2g單位：m測(cè)壓管水頭第7頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二8水流的水頭與水頭損失3.1基本概念第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)水頭損失：流體克服阻力所消耗的機(jī)械能水頭損失沿程阻力:受固定邊界限制做均勻流動(dòng)局部阻力:固定邊界發(fā)生變化，引起流速分布或方向發(fā)生變化

4、，從而集中發(fā)生在較短范圍的阻力第8頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二9沿程水頭損失計(jì)算3.2管渠水頭損失計(jì)算第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)管渠的沿程水頭損失常用謝才公式計(jì)算對(duì)于圓管滿(mǎn)流，沿程水頭損失可用達(dá)西公式計(jì)算R為過(guò)水?dāng)嗝娴睦锇霃?，及過(guò)水?dāng)嗝婷娣e除以濕周，圓管滿(mǎn)流時(shí)R=0.25D流體在非圓形直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其阻力損失也可按照上述公式計(jì)算，但應(yīng)將D以當(dāng)量直徑de來(lái)代替第9頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二10沿程水頭損失計(jì)算3.2管渠水頭損失計(jì)算第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)C、與水流流態(tài)有關(guān)，一般采用經(jīng)驗(yàn)公式或半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。1.舍維列夫公式適用：

5、舊鑄鐵管和舊鋼管滿(mǎn)管湍流，水溫10C0（壓力管道）第10頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二11將上述公式帶入達(dá)西公式第11頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二12沿程水頭損失計(jì)算3.2管渠水頭損失計(jì)算第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)2.海曾威廉公式適用：較光滑圓管滿(mǎn)流（壓力管道）第12頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二13將上述公式帶入達(dá)西公式第13頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二14沿程水頭損失計(jì)算3.2管渠水頭損失計(jì)算第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3.柯?tīng)柌蹇?懷特公式適用：各種湍流（壓力管道）第14頁(yè)

6、，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二15沿程水頭損失計(jì)算3.2管渠水頭損失計(jì)算第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)4.巴甫洛夫斯基公式適用：明渠流、非滿(mǎn)流管道第15頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二16將上述公式帶入謝才公式第16頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二17沿程水頭損失計(jì)算3.2管渠水頭損失計(jì)算第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)5.曼寧公式適用：曼寧公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6時(shí)的特例，適用于明渠或較粗糙的管道計(jì)算第17頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二18將上述公式帶入謝才公式第18頁(yè)，共28頁(yè)，202

7、2年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二19第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3.2管渠水頭損失計(jì)算沿程水頭損失計(jì)算公式名稱(chēng)適用條件推導(dǎo)公式舍為列夫公式舊金屬管，湍流，滿(mǎn)圓管流，不適用管壁光滑或粗糙達(dá)西公式海曾-威廉公式管比較光滑，湍流，圓管滿(mǎn)流達(dá)西公式柯?tīng)柌蹇?懷特公式各種湍流（滿(mǎn)與不滿(mǎn)，光滑與不光滑）謝才公式巴普洛夫斯基公式明流渠和非滿(mǎn)流管道，特別是較粗糙的管道謝才公式曼寧公式明渠和較粗糙的管道謝才公式第19頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二20第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3.2管渠水頭損失計(jì)算沿程水頭損失計(jì)算給水排水管道計(jì)算時(shí)水流流態(tài)均按照湍流考慮給水排水管道用得最多的

8、是圓管給水排水管道計(jì)算一般按照恒定流考慮如果管道截面在一定距離內(nèi)不變且沒(méi)有轉(zhuǎn)彎和交匯，則管內(nèi)流動(dòng)按照均勻流考慮，水頭損失按照沿程水頭損失公式計(jì)算（謝才公式、達(dá)西公式）；非均勻流（即管截面發(fā)生變化、轉(zhuǎn)彎、匯合)采用局部水頭公式計(jì)算第20頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二21323 局部水頭損失計(jì)算式中 hm局部水頭損失，m； 局部阻力系數(shù)P50 表3-4。 給水排水管網(wǎng)中局部水頭損失一般不超過(guò)沿程水頭損失的5%，常忽略局部水頭損失的影響，不會(huì)造成大的計(jì)算誤差。 第21頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二223.3無(wú)壓圓管的水力計(jì)算第3章 給水排水管網(wǎng)水力

9、學(xué)基礎(chǔ)計(jì)算時(shí)給出管徑，可通過(guò)P52 表3-5查出相應(yīng)的過(guò)水?dāng)嗝娣e和水力半徑注意：1.污水管道按照非滿(mǎn)流計(jì)算，雨水管道和合流制管道按照滿(mǎn)流計(jì)算2.排水管的最小設(shè)計(jì)流速：對(duì)于污水管當(dāng)管徑500mm，為0.7m/s；當(dāng)管徑500mm，為0.8m/s第22頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二233.4非滿(mǎn)流管渠的水力計(jì)算第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)上述公式中謝才系數(shù)C如采用曼寧公式計(jì)算，則可寫(xiě)成非滿(mǎn)流管渠內(nèi)的水流狀態(tài)基本上都處于阻力平方區(qū)，接近于均勻流，所以在非滿(mǎn)流管渠的水力計(jì)算中都采用均勻流公式：K稱(chēng)為流量模數(shù)第23頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二243

10、.5管道的水力等效簡(jiǎn)化第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)水力等效簡(jiǎn)化原則：簡(jiǎn)化后，等效的管網(wǎng)對(duì)象與原來(lái)的實(shí)際對(duì)象具有相同的水力 特性。1.串聯(lián)等效為一條直徑為d，長(zhǎng)度為l=l1+l2+ln的管道，管道中的流量相同第24頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二253.5管道的水力等效簡(jiǎn)化第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)水力等效簡(jiǎn)化原則：簡(jiǎn)化后，等效的管網(wǎng)對(duì)象與原來(lái)的實(shí)際對(duì)象具有相同的水力 特性。1.并聯(lián)等效為并聯(lián)管道的長(zhǎng)度長(zhǎng)度為，總流量等于各管道中的流量相加第25頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二263.5管道的水力等效簡(jiǎn)化第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)局部水頭損

11、失計(jì)算的簡(jiǎn)化將局部水頭損失等效于一定長(zhǎng)度的管道（稱(chēng)為當(dāng)量管道長(zhǎng)度ld）的沿程水頭損失即令其局部水頭損失與當(dāng)量管道長(zhǎng)度的沿程水頭損失相等（圓管滿(mǎn)流）局部水頭損失沿程水頭損失=第26頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二27課后習(xí)題第3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)在給水排水管網(wǎng)中，沿程水頭損失一般與流速的多少次方成正比，為什么？對(duì)于非滿(mǎn)流而言，管渠的充滿(mǎn)度越大過(guò)流能力越強(qiáng)嗎，為什么？第27頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期二28計(jì)算：圓形污水管道直徑600mm，管壁粗糙系數(shù)n=0.014，管底坡度i=0.0024。求最大設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度時(shí)的流速v和流量q已知某管道直徑為700mm，長(zhǎng)度800m，管壁粗糙系數(shù)n=0.013，管道上有45彎頭2個(gè)，直流三通3個(gè)，全開(kāi)閘閥2個(gè)，輸水流量為480L/s，計(jì)算沿