短管水力计算

注意
1 长管和短管不按管道绝对长度决定。 2 当管道存在较大局部损失管件，例如局部开启闸 门、喷嘴、底阀等。即使管道很长，局部损失也 不能略去，必须按短管计算。
3 长管：忽略局部水头损失和流速水头（沿程损 失不能略去），计算工作大大简化，其对结果又 没有多大影响。
简单管道的水力计算
1.短管的水力计算:（自由出流、淹没出流）
练一练
H和H’一样吗？
Sp或SH对给定管路一般可认为是一个常数。它综合反 映了管路上沿程阻力和局部阻力情况。
简单管路中，总能量损失与流量的平方成正比。这一 规律在管路计算中广为应用。由于该公式反映了流体在 管路中的构造特性和流动特性规律，故可称为管路特性 方程。
（3） 虹吸管的水力计算 虹吸管是一种压力输
d 1C
l1 l2
H
hv 7 ~ 8m
d
12
最大安装高度
1 l1
hmax zC z1
hv
d
l1 l2
d
1C
12
H
hv
（3）水泵管路的水力计算 结构组成：吸水管、水泵、压水管 任务：确定水泵的安装高度和扬程
(1)自由出流 a、液体管路 短管的作用水头
Pa 2
v0
H
H0
1
l d
'
v2 2g
2
0
2
0 2
出口阻力损失：当液体从管道流入断面很大的容器 中或气体流入大气时产生的阻力损失。
1→突扩ξ0=1，令∑ξ= ∑ξ’+ ξ0
H
l d
v2 2g
v2
4Q
d
2
2
代入，得
出口局部阻力系数 重复了吗？
H
8
l d
2d4g
Q2
SH——管路阻抗 S2/m5
H SHQ2
b、气体管路
p
8
l
d
2d4
Q2
Sp kg/m7
p SpQ2
类比电路：S→R H(p)→U Q2→I
非圆管
SH
l de
2A2 g
Sp
l
de
2 A2
(2)淹没出流
H
'
8
l
d 2d 4g
Q2
SH s2/m5
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。
1 pa
1
虹吸管顶部
zs
2z
2
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。
虹吸管的最大理论高度是多少？
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。
短管的水力计算
两种水头损失大小比重
短管 长管
局部水头损失、流速水头占 总水头损失比例较大（大于 10%），计算时不能忽略
沿程水头损失为主，局部 损失和流速水头损失在总 水头损失中所占比重很小，
计算时可忽略。
管道按布置分
简单管道：直径始终不变，无分支的管路（基础） 串联管道
复杂管道 并联管道 分枝管道
虹吸现象
流速 v 2gH0
1
l1 l2
d
12
2gH
流量 Q vA d 2
4
1
l1 l2
2
12
2gH
虹吸管正常工作条件 最大真空度 列1-1和最高断面C-C 的能量方程
z1
pa
g
zC
pC
g
1
l1 d
1C
v2 2g
pa pC
g
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
zC
z1
1 l1