压力管路孔口和管嘴出流

d
B：管径与设备折旧、维修、保养和管理费用关系
C：管径与以上两种费用之和的关系
§6-2复杂管路的水力计算
1、串联管路 ① 定义： 由不同管径的管道 依次连接而成的管路。
② 水力特征： a、各联结点（节点）处流量出入平衡，即进入节点的总流量等于流 出节点的总流量。
Qi 0
其中，进为正，出为负，它反映了连续性原理。 b、全线水头损失为各分段水头损失之和，即：
A. 试算法
a、先假设一流态，取β， m值，算出Q’
hf
z
p
g
Q
2m
h f d 5m vmL
b、Q’ →V Q A
→
Re
V d
→ β’， m’ ，校核流态
如果从 QRe 和假设一致，则 Q 就是要求的 Q
c、如果由 Q 定出的流态和假设不一致，重复a。
B.绘图法
hf
Q 按第一类问题的计算方法，选取足够多 Q，算出 hf值，然后 绘制图形。使用时由 hf 查找 Q 即可。
为了计算方便，一般以出口速度作为标准，把其它速度化成出口速度表示 的形式，由连续性方程：
V 1A A 1 2V2d d1 22V2,
2
V孔 ＝ d d孔 2V2
其L 中 l当 l，
把
V
Q A
4dQ2
代入上式得：
h wd L V 2 g 2d L 2 1 g 4 d Q 2 2g 82 L d 5Q 2Q 2
把上式绘成曲线得图 hw
Q
简单长管
1、 定义：由许多管径相同的管子组成的长输管路，且沿程损失较 大、局部损失较小，计算时可忽略局部损失和流速水头。
（3） 第三类： 已知： Q ，Δp ，Δz ，Δ，L，μ，ρ 求： 经济管径d 解：考虑两方面的问题 ① d↑，材料费↑，施工费、运输费↑
V↓，损失↓，管理费用↓
② d↓，一次性费用↓ V↑，损失↑，设备（泵）费↑ 如何解决这一矛盾，这是一个管径优选问题。
管路的经济流速
费用
C
B
A
A：管径与动力费用关系dm
解：取1-1、2-2两液面列伯努利方程：
z1z2hf1hf2
hf11d L1 1V 21 g 2
hf22d L2 2V 22 g 2
所以， V12V224.41
（1）
取1-1、3-3两液面列伯努利方程：
z1z3hf1hf3 所以， V12V32 2.94 （2）
又,
Qd11
Q2 d2
Q3 d3
3、分支管路
① 定义：自一点分开不再汇合的管路
② 水力特征：
a、节点处流出与流入的流量平衡 b、沿一条干线上总水头损失为各段水头损失为各段水头损失总和
c、节点处：
h fh fi h f1 h f2 h fn
z p c
4、串、并联管路的水力计算
① 串联管路——属于长管计算第一类问题 已知：Q 求：d 解：确定合理流速 V合理＝？→ 合理d
V1 V2 V3
（3）
解方程（1）、（2）、（3）得
V1 1.67 m /s
V
2
1 .2 8
m /s
V 3 0 .3 9 m /s
所以，
QQ3200.0.2756m 1m533//ss
§6-3 短管的水力计算
许多室内管线，集油站及压水站内管线管件较多，属于短管。 短管计算问题，多涉及到能量方程的利用：
2、分类：
简单管路：等径无分支 按管路的结构特点
复杂管路：串联、并联、分支
按能量比例大小
长 管：和沿程水头损失相比，流速水头和局部水 头损失可以忽略的流动管路。
短 管：流速水头和局部水头损失不能忽略的流动管路
3、管路的特性曲线 定义：水头损失与流量的关系曲线称为管路的特性曲线。
特性曲线方程
h w h j h fV 2 g 2d lV 2 g 2 ld 当 d l V 2 g 2l当 d lV 2 g 2d L V 2 g 2
z1pg 1V 21 g 2z2pg 2V 22 g 2hw
hw hf hj cV2出 2g口
一、综合阻力系数
已知：
大直径管段：直径d1，长l1 小直径管段：直径d2，长l2 孔板直径：d孔 则全管路总水头损失为：
h w h fh j
1d l1 1V 2 1 g 22d l2 2V 2 2 g 21V 2 1 g 2孔 V 2 孔 g 234567V 2 2 g 2
② 并联管路——属于长管计算第二类问题
5、串、并联管路在长输管线上的应用
① 增加输送流量 ② 延伸输送距离 ③ 克服翻越点
例1：某水罐1液面高度位于地平面以上z1＝60m，通过分支管把水引向高于 地平面z2＝30m和z3＝15m的水罐2和水罐3，假设l1=l2=l3=2500m, d1=d2=d3=0.5m, 各管的沿程阻力系数均为λ＝0.04。试求引入每一水罐 的流量。
第六章 压力管路 孔口和管嘴出流
主要内容
长管水力计算 短管水力计算 串并联管路和分支管路 孔口和管嘴出流
§6-1简单长管的水力计算
1、压力管路：液体充满整个过流断面，在一定压差作用下流动的管 路。（管路中的压强可以大于大气压，也可以小于大气压）
气体
压力管路
无压管路
注：输送气体的管路都是压力管路。
2、计算公式：简单长管一般计算涉及公式
V1A1V2A2
z1pg1 z2pg2 hf
hf
L V2
D 2g
说明： 有时为了计算方便，hf 的计算采用如下形式：
hf Q2dm5mmL
流态 层流 水力光滑 紊流混合摩擦区、完全粗糙
β 4.15 0.0246 0.0826λ
m
1
（a）
0.25 （b）
0
（c）
简单长管的三类计算问题
（1）第一类：
已知：输送流体的性质 μ，ρ
பைடு நூலகம்
管道尺寸 d，L，Δ
地形 Δz
流量 Q
求：hf ，Δp，i
解：Q→V→ Re
Vd
→
确定流态 →
β， m
，λ → hf
→
→伯努利方程求Δp
（2） 第二类：
已知：μ，ρ，d，L，Δ，Δz，Δp
求：Q
解：Q未知→流态也未知→ β， m ，λ 无法确定 → 试算法或绘图法
h fh fi h f1 h f2 h fn
2、并联管路
① 定义： 两条以上的管路在同一处分
离，以后又汇合于另一处，这样 的组合管道，叫并联管路。
② 水力特征： a、进入各并联管的总流量等于流出各并联管的总流量之和，即
QQi
b、不同并联管段A→B，单位重量液体的能量损失相同，即：
h f h fi h f1 h f2 C