总水头线和测压管水头线绘制注意

§5-2-4 总水头线和测压管水头线的绘制

§5-2-4-1绘制总水头线和测压管水头线的具体步骤

测压管水头线与能头线的绘制的具体步骤(观看动画)

绘制管道的测压管水头线，是为了了解管中动水压强沿程变化的情况。

，计算相应的流速υi、沿程水头损失h fi和１、根据和顺利完成的流量Ｑ

ｉ

局部水头损失h ji。

２、自管道进口到出口,算出第一管段两端的总水头值,并绘出总水头线.

３、在绘制测压管水头线之前，常先绘制总水头线，这是因为任一断面的测压管水头等于该断面的总水头与流速水头之差。

在绘制总水头线时，局部水头损失可作为集中损失绘在边界突然变化的断面上，沿程水头损失则沿程逐渐增加的，因此总水头线在有局部水头损失的地方是突然下降的，而在有沿程水头损失的管段中则是逐渐下降的。从总水头线向下减去相应断面的流速水头值，便可绘出测压管水头线。

也可算出各断面的测压管水头值，即可绘出管道的测压管水头线。

管道出口断面压强受到边界条件的控制。

由总水头线，测压管水头线和基准线三者的相互关系可以明确地表示出管道任一断面各种单位机械能量的大小。

§5-2-4-2 绘制总水头线和测压管水头线应注意的问题

沿管长均匀分布。

１、在绘制总水头线和测压管水头线时，等直径管段的ｈ

ｆ

２、在等直径管段中，测压管水头线与总水头线平行。

３、在绘制水头线时，应该注意管道出口的边界条件条件，如图５－６所示。

图５－６

图５－７

当上游行近流速水头时，总水头线的起点在上游液面，如图５－

６（ａ），当时，总水头线在起点较上游液面高出，如图５－６（ｂ）。

４、此外，还应注意管道出口的边界条件，如图５－７所示。

图５－７（ａ）为自由出流，测压管水头线的终点应画在出口断面的形心上；

图５－７（ｂ）为淹没出流，且下游流速水头，测压管水头线的终点应与下游液面平齐；

图５－７（ｃ）亦为淹没出流，且下游流速水头，表示管流出口的动能没有全部损失掉，一部分转化为动能，为尚有一部分转化为下游势能，使下游液面抬高，高于管道出口断面的测压管水头，故测压管水头线的终点应低于下游液面。

５、测压管水头线沿程可以上升或下降，但总水头线沿程只能下降。

§5-2-4-3 负压段的判别

测压管水头高于管轴线的部分其压强水头正，否则为负。

图5-8

§5-2-4-4 调整管道布置避免产生负压

如图5-8知，管道任意断面的压强水头。若H0一定的条件下，影响压强水头的因素为上式中的后三项。较有效的方法是降低管线的高度，以提高管道中压强的大小，避免管道中出现负压

如果液流边界纵向轮廓不变时,就会产生均匀流.(提问) 由均匀流的特性可知:沿程各断面上流速分布及断面平均流速保持不变.所以,均匀流时只有沿程水头损失,而且沿程的水力坡度J 不变,总水头损失应为一直线.又因各过水断面平均流速相等,所以各过水断面上的流速水头也相等.由此可知,均匀流时总水头线和测压管水头线是相互平行的直线.

非均匀流分为渐变流与急变流,渐变流近似于均匀流,急变流与均匀流不同,其沿程各过水断面上的流速及流速分布不相等,所以非均匀流单位长度上的水头损失即水力坡度J也不相等,总水头线和测压管水头线是互不平行的曲线.

我们把水头损失区分为沿程损失与局部损失,对液流本身来说,仅仅在于造成水头损失的外在原因有所不同,这两种水头损失在液流内部的物理作用方面没有任何本质上的区别,都是由于液体的粘滞性作用而引起的.因为沿程和局部阻力之间的范围往往难以划分,因此在不影响总水头损失hw的前提下,假定局部水头损失发生在断面变化的部位上,例如管嘴出流…… .水力学正是在此假定的基础上,对hf和hj的规律进行研究,以最终解决总水头损失h w的计算.以下各节分别对hf和hj进行研究,并得出计算公式.