4第四章有压管中的恒定流PPT优秀课件
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14
4-4 解：钢管取n=0.011
R d 0.05 4
C1R1 6
1
1
0.05655.18
n 0.011
VQ 0.05251.67m/s A 3.140.22 4
C 8g2 585.19.882 0.0258
15
hf d lV 2g 20.02583 0 0 .2 02 1 .6 9 7 .2 85.51 m
7
4-2 倒虹吸管采用500mm直径的铸铁管，长 L为125m，进出口水位高程差为5m，根据 地形，两转弯角各为60°和50°，上下游 渠道流速相等。问能通过多大流量？
8
4-2
解：本题按短管淹没出流计算
铸铁管糙率n＝0.0125
R d 0.125m 4
C 1 R 1 /6 1 0 .1 2 5 1 /65 6 .5 7 n 0 .0 1 2 5
第四章习题解答
4-1 管道中整个过水断面均被液体充满，断
面的周界就是湿周，管道过水断面上各点 的压强可以大于大气压，也可以小于大气 压，周界上的各点均受到液体压强的作用， 无自由表面，这种流动称为有压管流。
其主要水力特征就是没有自由表面。
1
4-2
长管是指水头损失以沿程水头损失为主，其 局部水头损失和流速水头在总损失中所占的比重 很小，计算时可以忽略不计的管道。
17
4-5
解：钢管取n＝0.011
A14d120.0314m2 A24d220.0177m2
R1
d1 4
0.05m
R2
d2 4
0.0375m
C1
1 n
R1/ 6 1
55
C2
1 n
R1/6 2
52.6
1
8g C12
0.026
2
8g C22
0.0283
18
hf hf1hf21d l1 1V 21 g 22d l2 2V 22 g 2
加
2
4-3 （1）两管中通过的流量相同。见课本
P169~P170 （2）两管中各对应点的压强是不同的，通过
定性画总水头线和测压管水头线可以明显 地看出来。
3
4-4 三条泄水管的泄流量相同。因为三条管
均为淹没出流，根据淹没出流的流量公式， 在流量系数、面积及上下游水位差均相等 的情况下，泄流量应相等。
12
（2）计算水池与水井的水位差Z 按短管淹没出流计算
QcA 2gZ
c
1
d l
1
0.378
0.032021
0.15
Z
Q2
0.82m
(cA)22g
13
4-4 钢管输水，流量Q为52.5 L/s，管径d为200mm， 管长L为300m，局部水头损失按沿程水头损失的5％计。
问水塔水面要比管道出口高多少？
hj0.055.510.276m
H 2 V g 2 h f h j 1 2 1 .9 6 .7 8 2 5 .4 7 0 .2 7 6 5 .9 m
16
4-5 用水泵提水灌溉，水池水面高程▽179.5m，河 面水位▽155.0m；吸水管为长4m、直径200mm 的钢管，设有带底阀的莲蓬头及45°弯头一个。 压力水管为长50m，直径150mm的钢管，设有逆 止阀（ζ=1.7）、闸阀（ζ=0.1），45°的弯头各 一个，机组效率为80%；已知流量为50000cm3/s， 问要求水泵有多大扬程？
4
第四章习题解答
4-1 坝下埋设一预制混凝土引水管，直径D为lm， 长40m，进口处有一道平板闸门控制流量，引水 管出口底部高程 V62.0m，当上游水位为V70.0m， 下游水位为 V60.5m，闸门全开时能引多大流量？
5
4-1 解：本题按短管自由出流计算
混凝土糙率n＝0.014
作用水头H＝70.0-（62.0+D/2）＝7.5m 不 计 行 进 流 速 水 头 ， 则 H 0 H 7 .5 m
Q cA2gZ0.68m 3/s
V Q 3 .4 6 m /s 1 .2 m /s属 于 阻 力 平 方 区 A
10
4-3 水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接，其 水长位L为均2不0m变，，直如径图d所为示15。0m水m泵；安水装泵高吸度水zs管为长4.L51m为；1自2m流，管 直径d1为150mm；自流管与吸水管的沿程阻力系数 λ=0.03；自流管滤网的局部水头损失系数ζ=2.0；水泵底 阀的局部水头损失系数 ζ=9.0；90°弯头的局部水头损失 系数ζ＝0.3；若水泵进口真空值不超过6m水柱，求水泵的 最大流量是多少？在这种流量下，水池与水井的水位差z 将为若干？
11
4-3 解：（1）计算水泵最大流量
ZS hv(dl11
)v2
2g
v (hvZS)2g (64.5)29.81.52m/s
d l11
10.03129.3 0.15
Q vA
A 4d 1 23 .4 1 4 0 .1 5 20 .0 1 7 7 m 2
Q m a x 1 .5 2 0 .0 1 7 7 0 .0 2 6 8 m 3 /s
8g C2
0.0245
进口＝0.5 出口＝1.0
9
0 .9 4 6 sin 26 0 2 .0 5 sin 46 0 0 .3 6 5
6 0
2
2
0 .9 4 6 sin 25 0 2 .0 5 sin 45 0 0 .2 3 6
5 0
2
2
cd l1 0 .0 2 4 5 1 0 2 .5 5 0 .3 1 6 5 0 .2 3 6 0 .5 1 0 .3 5
短管是指局部水头损失及流速水头在总损失 中占有相当比重，计算实不能忽略的管道。
长管和短管的判别是以ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部水头损失和流速 水头小于沿程水头损失的5%则为短管，否则为长 管，不是简单地以管道的长短而论。
如果是短管，想按长管计算，可将局部阻力
系数 按关系式 入到管长中即可。
li d
换算成某一当量长度 l i
其中
Q V1 A1 1.59m/ s
V2
Q A2
2.84m/
s
h f h f1 h f2 3 .9 1 5 m
19
hj 1V21g2 2V22g2
R D 0.25m 4
C1R 1/6 1 0.251/656.6
n
0.014
8g C2
0.0245
6
取 0.5
c1d l1 10.0241 54 1 00.50.64
Q cA2gH6.25m 3/s
V Q 6 .2 5 7 .9 6 m /s 1 .2 m /s属 于 阻 力 平 方 区 A 0 .7 8 5
4-4 解：钢管取n=0.011
R d 0.05 4
C1R1 6
1
1
0.05655.18
n 0.011
VQ 0.05251.67m/s A 3.140.22 4
C 8g2 585.19.882 0.0258
15
hf d lV 2g 20.02583 0 0 .2 02 1 .6 9 7 .2 85.51 m
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4-2 倒虹吸管采用500mm直径的铸铁管，长 L为125m，进出口水位高程差为5m，根据 地形，两转弯角各为60°和50°，上下游 渠道流速相等。问能通过多大流量？
8
4-2
解：本题按短管淹没出流计算
铸铁管糙率n＝0.0125
R d 0.125m 4
C 1 R 1 /6 1 0 .1 2 5 1 /65 6 .5 7 n 0 .0 1 2 5
第四章习题解答
4-1 管道中整个过水断面均被液体充满，断
面的周界就是湿周，管道过水断面上各点 的压强可以大于大气压，也可以小于大气 压，周界上的各点均受到液体压强的作用， 无自由表面，这种流动称为有压管流。
其主要水力特征就是没有自由表面。
1
4-2
长管是指水头损失以沿程水头损失为主，其 局部水头损失和流速水头在总损失中所占的比重 很小，计算时可以忽略不计的管道。
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4-5
解：钢管取n＝0.011
A14d120.0314m2 A24d220.0177m2
R1
d1 4
0.05m
R2
d2 4
0.0375m
C1
1 n
R1/ 6 1
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C2
1 n
R1/6 2
52.6
1
8g C12
0.026
2
8g C22
0.0283
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hf hf1hf21d l1 1V 21 g 22d l2 2V 22 g 2
加
2
4-3 （1）两管中通过的流量相同。见课本
P169~P170 （2）两管中各对应点的压强是不同的，通过
定性画总水头线和测压管水头线可以明显 地看出来。
3
4-4 三条泄水管的泄流量相同。因为三条管
均为淹没出流，根据淹没出流的流量公式， 在流量系数、面积及上下游水位差均相等 的情况下，泄流量应相等。
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（2）计算水池与水井的水位差Z 按短管淹没出流计算
QcA 2gZ
c
1
d l
1
0.378
0.032021
0.15
Z
Q2
0.82m
(cA)22g
13
4-4 钢管输水，流量Q为52.5 L/s，管径d为200mm， 管长L为300m，局部水头损失按沿程水头损失的5％计。
问水塔水面要比管道出口高多少？
hj0.055.510.276m
H 2 V g 2 h f h j 1 2 1 .9 6 .7 8 2 5 .4 7 0 .2 7 6 5 .9 m
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4-5 用水泵提水灌溉，水池水面高程▽179.5m，河 面水位▽155.0m；吸水管为长4m、直径200mm 的钢管，设有带底阀的莲蓬头及45°弯头一个。 压力水管为长50m，直径150mm的钢管，设有逆 止阀（ζ=1.7）、闸阀（ζ=0.1），45°的弯头各 一个，机组效率为80%；已知流量为50000cm3/s， 问要求水泵有多大扬程？
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第四章习题解答
4-1 坝下埋设一预制混凝土引水管，直径D为lm， 长40m，进口处有一道平板闸门控制流量，引水 管出口底部高程 V62.0m，当上游水位为V70.0m， 下游水位为 V60.5m，闸门全开时能引多大流量？
5
4-1 解：本题按短管自由出流计算
混凝土糙率n＝0.014
作用水头H＝70.0-（62.0+D/2）＝7.5m 不 计 行 进 流 速 水 头 ， 则 H 0 H 7 .5 m
Q cA2gZ0.68m 3/s
V Q 3 .4 6 m /s 1 .2 m /s属 于 阻 力 平 方 区 A
10
4-3 水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接，其 水长位L为均2不0m变，，直如径图d所为示15。0m水m泵；安水装泵高吸度水zs管为长4.L51m为；1自2m流，管 直径d1为150mm；自流管与吸水管的沿程阻力系数 λ=0.03；自流管滤网的局部水头损失系数ζ=2.0；水泵底 阀的局部水头损失系数 ζ=9.0；90°弯头的局部水头损失 系数ζ＝0.3；若水泵进口真空值不超过6m水柱，求水泵的 最大流量是多少？在这种流量下，水池与水井的水位差z 将为若干？
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4-3 解：（1）计算水泵最大流量
ZS hv(dl11
)v2
2g
v (hvZS)2g (64.5)29.81.52m/s
d l11
10.03129.3 0.15
Q vA
A 4d 1 23 .4 1 4 0 .1 5 20 .0 1 7 7 m 2
Q m a x 1 .5 2 0 .0 1 7 7 0 .0 2 6 8 m 3 /s
8g C2
0.0245
进口＝0.5 出口＝1.0
9
0 .9 4 6 sin 26 0 2 .0 5 sin 46 0 0 .3 6 5
6 0
2
2
0 .9 4 6 sin 25 0 2 .0 5 sin 45 0 0 .2 3 6
5 0
2
2
cd l1 0 .0 2 4 5 1 0 2 .5 5 0 .3 1 6 5 0 .2 3 6 0 .5 1 0 .3 5
短管是指局部水头损失及流速水头在总损失 中占有相当比重，计算实不能忽略的管道。
长管和短管的判别是以ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部水头损失和流速 水头小于沿程水头损失的5%则为短管，否则为长 管，不是简单地以管道的长短而论。
如果是短管，想按长管计算，可将局部阻力
系数 按关系式 入到管长中即可。
li d
换算成某一当量长度 l i
其中
Q V1 A1 1.59m/ s
V2
Q A2
2.84m/
s
h f h f1 h f2 3 .9 1 5 m
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hj 1V21g2 2V22g2
R D 0.25m 4
C1R 1/6 1 0.251/656.6
n
0.014
8g C2
0.0245
6
取 0.5
c1d l1 10.0241 54 1 00.50.64
Q cA2gH6.25m 3/s
V Q 6 .2 5 7 .9 6 m /s 1 .2 m /s属 于 阻 力 平 方 区 A 0 .7 8 5