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1、第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算 知识点管道水力计算管道水力计算第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算一、管道系统分类一、管道系统分类 按能量损失大小按能量损失大小长管：凡局部阻力在总阻力中的比例不足长管：凡局部阻力在总阻力中的比例不足5的管道系的管道系统，称为统，称为“水力长管水力长管”，只考虑沿程损失。，只考虑沿程损失。短管：在水力计算中，同时考虑沿程损失和局部损失的短管：在水力计算中，同时考虑沿程损失和局部损失的管道系统，称为短管。管道系统，称为短管。按管道系统结构按管道系统结构简单管道：管径和粗糙度均相同的一根或数根管子串联简单管道：管径和粗糙度均相同的一根或数根管子串联
2、在一起的管道在一起的管道复杂管道复杂管道串联管道串联管道并联管道并联管道枝状管道枝状管道网状管道网状管道第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算1）串联管道：不同管径或不同粗糙度的数段管子串联联接所组成的管道系统，如图(b)所示。2）并联管道：是指数段管道并列联接所组成的管道系统，如图(c)所示。3）枝状管道：各不相同的出口管段在不同位置分流，形状如树枝，如图(d)所示。4）网状管道：通过多路系统相互连接组成一些环形回路，而节点的流量来自几个回路的管道，图(e)所示。简单管道简单管道第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算二、管道水力计算主要任务二、管道水力计算主要任务(1)根据给定的流量
3、和允许的压强损失确定管道直径和管道布置；根据给定的流量和允许的压强损失确定管道直径和管道布置；(2)根据给定的管道直径、管道布置和流量来验算压强损失；根据给定的管道直径、管道布置和流量来验算压强损失；(3)根据给定的管道直径、管道布置和允许的压强损失，校核流量。根据给定的管道直径、管道布置和允许的压强损失，校核流量。第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算管道水力计算的基本公式：管道水力计算的基本公式：能量损失：连续性方程：或伯努利方程：第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算 由上面管道系统分类可知，管道系统的分类类似于电路系统。因此，管道水力计算类似于电路计算。l 管道中的流量相当于电
4、路中的电流；l 压降相当于电压。下面内容只介绍串联管道和并联管道的水力计算方法。第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算1.串联管道串联管道根据连续性原理，通过串联管道各管段中的流量相等，因而对不可压缩流体有：根据连续性原理，通过串联管道各管段中的流量相等，因而对不可压缩流体有：如果各管段的管径都相同，通常称为简单管道，则各管段的平均流速也相如果各管段的管径都相同，通常称为简单管道，则各管段的平均流速也相等，即等，即串联管道的总能量损失是各段管道中的能量损失之和，即串联管道的总能量损失是各段管道中的能量损失之和，即第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算串联管道示意图串联管道示意图第十二节
5、第十二节 管道水力计算管道水力计算2.并联管道并联管道 从能量平衡观点来看，无论对从能量平衡观点来看，无论对l、2、3中哪一个支管，联节点中哪一个支管，联节点a、b间的能量损间的能量损失都应等于失都应等于a、b两节点之间的压头差，也就是说在两节点之间的压头差，也就是说在a、b之间各并联支管的能之间各并联支管的能量损失都相同，即量损失都相同，即 对于不可压缩流体，根据连续性方程，总流量应等于各支管流量之和，即对于不可压缩流体，根据连续性方程，总流量应等于各支管流量之和，即第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算 【例例6-11】有一串联管道，如图所示。已知 5m，100mm，10m，200mm
6、，20m，若沿程阻力系数 0.02，0.02，试求通过该管道的流量为多少?第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算【解解】列 截面和22的伯努利方程 因容器较大，上式中 ，又因开式水箱中的水沿管道流入大气中，所以 ，而能量损失为：于是有又因对串联管道有，第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算 故将已知数据代入上式 所以通过管道的流量（m/s）（m3/s）第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算 【例例6-12】有一并联管道如图所示。若已知 300m3/h，100mm，40m，50mm，30m，150mm，50m，0.03。试求各支管中的流量 、及并联管道中的水头损失。、第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算【解解】根据并联管道的流动规律（a）因此有第十二节第十二节 管道水力计算管道水力计算所以（b）将式（b）代入式（a）中所以（m3/h）（m3/h）（m3/h）并联管道的水头损失（mH2O）