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1、第 6章 孔口、管嘴 及有壓管流 第 6章 孔口、管嘴及有壓管流 本章所用知識(shí)點(diǎn) 連續(xù)性方程 能量方程 沿程水頭損失 局部水頭損失 重點(diǎn)掌握 孔口、管嘴恒定出流的水力計(jì)算 有壓管路恒定流動(dòng)的水力計(jì)算 離心式水泵的水力計(jì)算 6.0 概述 H l d 6.0 概述 0dl 孔口 10 Hd 10Hd 小孔口 大孔口 43dl 管嘴 4dl 管路 10 004 dl 短管 1000dl 長(zhǎng)管 簡(jiǎn)單管路 復(fù)雜管路 復(fù)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) 6.1 孔口、管嘴恒定出流 工程實(shí)例 6.1 孔口、管嘴恒定出流 一 .孔口出流的計(jì)算 計(jì)算特點(diǎn)： 0fh 出流特點(diǎn)： 收縮現(xiàn)象 1.
2、自由式出流 從 1C 建立伯努利方程，有 0 0 1 1 c c H d l 6.1 孔口、管嘴恒定出流 g v g vH ccc 220000 2 0 2 gHgHv cc 221 0 0 1 c 式中： 為孔口流速系數(shù)，對(duì)于小孔口 ， 97.0 gHAgHAvAQ cc 22 AAc 式中： 、 分別為孔口收縮系數(shù)和流量系數(shù)，對(duì)于小孔口 ： 62.0,64.0 0 0 1 1 c c H d l 6.1 孔口、管嘴恒定出流 2.淹沒(méi)式孔口出流 1H H 2H d l 0 0 2 2 1 1 從 12 建立伯努利方程，有 g v g vHH c sec 220000 22 021 gHHHg
3、v se c 22 1 21 0 （與自由式出流公式完全相同） 21 0 1 HHH se gHAvAQ cc 2 （與自由式出流公式完全相同） 6.1 孔口、管嘴恒定出流 3.影響孔口收縮的因素 孔口形狀 孔口位置 二、管嘴出流的計(jì)算 1 1 0 c 2 2 0 cH d dl )43( 計(jì)算特點(diǎn) : 0fh 出流特點(diǎn) : 在 C-C斷面形成收縮，然后再擴(kuò)大，逐步充滿 整個(gè)斷面。 6.1 孔口、管嘴恒定出流 從 12 建立伯努利方程，有 g v g vH n 220000 22 gHgHv n n 221 n n 1 式中： 為管咀流速系數(shù)， n 82.0n 1 1 0 c 2 2 0 cH
4、 d dl )43( 6.1 孔口、管嘴恒定出流 gHAAvQ n 2 管嘴正常工作條件 dl 43 mH 9 式中： 為管咀流量系數(shù)， n 82.0 nn 例題 1 6.2 短管水力計(jì)算 短管的定義 10 004 dl 一 、計(jì)算特點(diǎn) 1 .已知 H、 d，求 Q（校核） mfw hhh 二 、計(jì)算類型 2 .已知 Q、 d，求 H（設(shè)計(jì)） 3 .已知 Q、 H，求 d（設(shè)計(jì)） 6.2 短管水力計(jì)算 三、實(shí)例分析 1.水泵吸水管的水力計(jì)算 計(jì)算內(nèi)容：已知 ，求水泵安裝高度 。 sH vhldQ 、 彎進(jìn)吸 例題 2 6.2 短管水力計(jì)算 2.虹吸水力計(jì)算 虹吸灌溉 6.2 短管水力計(jì)算 真空
5、輸水： 世界上 最大直徑的虹吸管 (右側(cè)直徑 1520毫 米、左側(cè) 600毫米 ), 虹吸高度均為八米， 猶如一條巨龍伴游 一條小龍匐臥在浙 江杭州蕭山區(qū)黃石 垅水庫(kù)大壩上，尤 為壯觀，已獲吉尼 斯世界紀(jì)錄 。 6.2 短管水力計(jì)算 我 國(guó) 最 大 的 倒 虹 吸 管 6.2 短管水力計(jì)算 例題 3 6.3 長(zhǎng)管水力計(jì)算 長(zhǎng)管的定義 ： 一、計(jì)算特點(diǎn) 1. 2. 二、計(jì)算類型（與短管相同） 1000dl fw hh 02 2 gv 6.3 長(zhǎng)管水力計(jì)算 三、簡(jiǎn)單管路 1 .定義： d、 Q沿程不變的管路，稱為簡(jiǎn)單管路。 H 00 1 1 2 2 ld, 2 .水力關(guān)系 伯努利方程 f f hH
6、 hH 00000 上式說(shuō)明： 全部作用水頭均消耗在沿程水頭損失上。 6.3 長(zhǎng)管水力計(jì)算 連續(xù)性方程 2 4 d Qv 3 .關(guān)于 的計(jì)算 fh 2 2 2 S lQg v d lh f 2 4 d Qv 式中 稱為比阻 。 dfdgS ,8 52 6.3 長(zhǎng)管水力計(jì)算 四、串聯(lián)管路 6.3 長(zhǎng)管水力計(jì)算 1 .定義：由 d不同的若干段管順次聯(lián)接的管路，稱為串聯(lián)管路。 2 .水力關(guān)系 2S lQhH f（能量關(guān)系） iii qQQ 1（流量關(guān)系） 6.3 長(zhǎng)管水力計(jì)算 五、并聯(lián)管路 6.3 長(zhǎng)管水力計(jì)算 1 .定義 ： 在兩節(jié)點(diǎn)間并設(shè)兩條以上的管路，稱為并聯(lián)管路，其目的 是提高供水的可靠性
7、. 2 .水力關(guān)系 ii qQQ （流量關(guān)系） ABffff hhhh 321 （能量關(guān)系） 例題 4 6.4離心式水泵的水力計(jì)算 泵是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體能量的一種機(jī)械。 一、泵的構(gòu)造簡(jiǎn)介 6.4離心式水泵的水力計(jì)算 二、主要參數(shù) 流量 Q 揚(yáng)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(zhuǎn)速 n 允許真空度 gH QN e X e N N vh 6.4離心式水泵的水力計(jì)算 三、工況分析 1.水泵特性曲線 2.管路特性曲線 6.4離心式水泵的水力計(jì)算 工作點(diǎn)確定 工作點(diǎn)：水泵特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn) 水泵的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇 據(jù)工作點(diǎn) Q、
8、 H 計(jì)算 據(jù) Nx。 gH QN e X eNN 例題 1 例 1在 條件下，試分別比較孔口和管嘴出流的 流速及流量。 解 1.流速比較 2.流量比較 nn ddHH , 孔口孔口 1 82.0 97.0 2 2 nnnn gH gH v v 孔口孔口孔口孔口 1 82.0 62.0 2 2 nnnnn gHA gHA Q Q 孔口孔口孔口 孔口孔口 例題 2 例 2已知 vhldQ 、 彎進(jìn)吸 ，求水泵安裝高度 。 sH 解 從 12 建立伯努利方程，有 g v g v g v d l g v g pH s 2222000 2222 2 彎進(jìn) 吸 例題 2 g v d l g pH s 2
9、 2 2 彎進(jìn) 吸 g v d lh v 2 2 彎進(jìn)吸 gvdlhH vs 2 2m a x 彎進(jìn)吸 式中： 為泵進(jìn)口真空度，一般 vh OHm 2 87 hv 實(shí)際的安裝高度 只要小于或等于 ，即可 。 sH maxsH 例題 3 例 3如圖所示虹吸管，通過(guò)虹吸作用將左側(cè)水輸至下游。已知 ，試求： 通過(guò)虹吸管的流量 Q； 虹吸管最高處 A點(diǎn)的真空度 。 bellHHd 、 2121 vh 例題 3 解 1.由 12 列伯努利方程 得 流量 g v d llH sebe 2)(00000 2 21 1 sebed ll gHv 21 12 2 4 dAvQ sebed ll gH 21 12 例題 3 2.由 1A 列伯努利方程 得 A點(diǎn)真空度 g v d l g v g pHH g pH be Aa 2)(20 2 1 2 211 g v d l H g pp h beAav 2 )( 2 1 2 例題 4 例 3已知圖示并聯(lián)管路的 ，試 求 。 解 由 得 321321 2 3 2 3 SSSlllQ 、 321 QQQ 、 QQQQ QlSQlSQlS 321 2 333 2 222 2 111 QQQQQ 73,72 231
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