流体力学第十一章讲解

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计算方法与步骤：
（5）计算主管线上各管段能量损失及总损失。(工程上有简 便方法)
（6）确定系统所需的作用压力 （根据能量方程确定）。
开式系统： H0 hw Hy z 闭式系统： H0 hw
通风管路： p0 pw
（7）选择动力设备
qv设 1.1qv系统
H设 1.1H系统 ( pv设 1.1 pv系统 )
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2. 新建枝状管网支线（或枝状管网扩建）的计算
新建管网支线的计算与主管线计算的不同之处是，除管网布置已 定、用户流量和用户所需作用压力已知外，支线上的资用压力已定， 只需确定各管段直径。(属于第二类计算任务)
计算方法与步骤：
（1）按节点流量平衡条件，确定支线各管段流量； （2）初定支线各管段管径； （3）根据初定的管径，计算支线各管段的损失； （4）计算支线上的总损失和支线的实际作用压力；
在一定流量下：
{d d
v v
损失 损失
造价 ，运行费用 造价 ，运行费用
经济流速——使造价与运行费用之和最小时的流速。 工程上，一般根据节省工程造价和运行费用以及建筑对噪声 的要求等因素，经技术经济比较后，确定出管道内的流速。
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工程上遇到的水力计算任务可归纳为如下四种：
√1、已知各管段流量，确定各管段管径和系统作用压力
第十一章 流体力学在流体输 配管网中的应用
第一节 流体输配管网水力计算 第二节 管网水力工况与水力稳定性分析
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§11-1 流体输配管网水力计算
一、管网水力计算的目的与任务
水力计算目的： 合理地确定管网中各管段的管径和系统所需的作用水头 或动力设备，使系统安全可靠、经济有效的完成输送任务。
实际作用压力-资用压力
%
资用压力
100%
如不在允许的范围内，重新选择管径进行计算。
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例1：通风系统水平放置，已知qv1=2500m3/h， qv2=5000m3/h， qv3=2500m3/h，各管段参数如下表。确定各管段管径，选择合适 风机（出口风压不计，限定流速6~10m/s，ρ=1.29kg/m3）。
4
1 qv1=2500m3/h
2 qv2=5000m3/h
2、确定各管段流量： qv1-4=2500m3/h qv4-5=5000m3/h qv5-8=10000m3/h 3、确定主干线各管段管径
以1-4段为例: qv1-4=2500m3/h=0.695m3/s，取限定流速为 6m/s，
d 4qv 4 0.695 0.384m
缺点
可靠性差
呈闭合环路 可可靠靠性性较较高高 管线长，造价高
运用 采暖的室外管道， 通风管路系统
采暖室内管网、 城镇配水管网
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三、枝状管网计算
遵循原则：
节点上 qv 0
各并联管路阻力平衡（损失相等）。
1．新建枝状管网主管线的计算
即：管路布置已定（包括各管段长度l、管壁粗糙度∆、局部构件的 型式和数量），已知用户所需流量qv和末端预留压头 Hy（pv )，要求确 定各管段管径d 和系统所需的作用压力进而为系统选择合适的动力设备。 （第一类计算任务）
根据样本选择：
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风机
3 qv3=2500m3/h
4
1 qv1=2500m3/h
2 qv2=5000m3/h
6、确定支线的流量: q v3-4=2500m3/h q v2-5=5000m3/h
7、确定支线的管径
以3-4段为例： pw 34 SP qv2 pw14
8( L34
支线的实际作用压力包括支线上的总损失、支线末 端用户所需的作用压力和位压等。
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计算方法与步骤：
（5）根据并联管路流动规律，计算支线上的资用压力；
（6）校核节点阻力是否平衡。
由于工程上的管材有一定的规格，因此节点阻力很难 完全平衡。一般允许有一定的不平衡率。
根据支线的实际作用压力与资用压力，按下式计算不 平衡率：
8
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风机
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
3
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计算方法与步骤：
（1）划分管段，标管段号; （2）确定主管线（或最不利环路）; （3）按节点流量平衡条件，由末梢节点逐步计算各管段 流量qv; （4）确定主管线上各管段的管径;
一般是由 d 4qv
ve
初算管径，然后根据规格选择标准管径( 假定流速法）
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2、已知各管段流量和系统作用压力，确定各管段管径 3、已知各管段管径和系统作用压力，确定管段流量 4、已知各管段流量和管径，确定所需系统作用压力
二、管网系统型式及其特点
枝状管网
用户支线闭 合回路
风 机
排风系统
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环状管网 城市配水管网
枝状管网与环状管网比较：
特点
呈树枝状
优点
管线总长度较短， 建设费用低
ve
3.14 6
根据管材规格：取 d1-4=380mm，
实际流速：
v14
4qv
d 2
6.15m
/
s
管径合适
同理： 4-5 段 d 4-5=470mm； 5-6-7-8段 d 5-8=600mm；
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风机
3 qv3=2500m3/h
4
1 qv1=2500m3/h
2 qv2=5000m3/h
管段长度(m )
局部阻力系数
摩擦阻力系数
1-4
6
1.5
0.02
4-5
8
1.0
0.02
5-6
4
7-8
10
2-5
12
3-4
5
1.15
0.02
0.5
0.02
1.6
0.02
1.6
0.02
8
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风机
3
4
1
2
8
7 65
风机
解：1、确定主干线1-4-5-6-7-8
3 qv3=2500m3/h
Sp
d34 2d 434
34 )
d34
根据管材规格确定3-4段的标准直径 d 34 并计算实际损失 pw3-4
8、校核不平衡率是否满足要求
计算不平衡率：
pw14 pw 34 100% pw 1 4
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4、计算主干线各管段的损失
以1-4为例：
8( L14
Sp
d14
d2 4 14
14 ) 90.99kg / m5
pw14 Spqv2 43.95N / m2
同理可算出 pw4-5 , pw5-8
5、确定风机理论风量和压头 ，选择机器型号
风量：q v风=1.1(qv1+qv2+qv3 ) 压头：p风 =1.1(p w1-4+pw4-5 +pw5-8 )