水力学第六章ppt课件

第六章 恒定有压管流 6-1 6-1 概概 述述 6-2 6-2 短管的水力计算短管的水力计算 6-3 6-3 长管的水力计算长管的水力计算 第六章 恒定有压管流 6-1 概 述 16-1 6-1 概概 述述有压管流有压管流：如果水流充满整个管路的断面而没：如果水流充满整个管路的断面而没有自由水面，这种管路称为有压管路，有压管有自由水面，这种管路称为有压管路，有压管路中的水流称为有压管流。路中的水流称为有压管流。无压管流无压管流：如果管内存在自由水面，管内表面：如果管内存在自由水面，管内表面压强为零的管路称为无压管路，无压管路中的压强为零的管路称为无压管路，无压管路中的水流称为无压管流。无压管流属于明渠水流。水流称为无压管流。无压管流属于明渠水流。6-1 概 述有压管流：如果水流充满整个管路的断面而没有自2恒定有压管流水力计算的三个主要问题恒定有压管流水力计算的三个主要问题 确定管道的输水能力。确定管道的输水能力。已知管线布置、断面尺寸和必要输送的流量，已知管线布置、断面尺寸和必要输送的流量，确定相应的水头。确定相应的水头。确定流量及相应的作用水头及管径后，计算沿确定流量及相应的作用水头及管径后，计算沿管线各断面的压强。管线各断面的压强。恒定有压管流计算根据恒定有压管流计算根据：能量方程，连续方程以：能量方程，连续方程以及水头损失的计算公式。及水头损失的计算公式。恒定有压管流水力计算的三个主要问题 确定管道的输水能力。3按沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中按沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中所占的比重将管路分为长管和短管。所占的比重将管路分为长管和短管。长管：指管流的流速水头和局部水头损失的总和长管：指管流的流速水头和局部水头损失的总和与沿程水头损失比较起来很小，计算时与沿程水头损失比较起来很小，计算时流速水头流速水头和局部水头损失均可忽略和局部水头损失均可忽略。短管：指管流的流速水头和局部水头损失的总和短管：指管流的流速水头和局部水头损失的总和与沿程水头损失相比占相当比例，计算时与沿程水头损失相比占相当比例，计算时流速水流速水头和局部水头损失均不能忽略头和局部水头损失均不能忽略。管路的分类管路的分类按沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中所占的比重将管路分4说明说明：管流分为长管和短管，不是简单地按管路：管流分为长管和短管，不是简单地按管路的长度来区分而是为了简化水力计算。当不能明的长度来区分而是为了简化水力计算。当不能明确判断是长管还是短管时，按短管计算。确判断是长管还是短管时，按短管计算。根据管路的布置，可分为简单管路和复杂管路。根据管路的布置，可分为简单管路和复杂管路。简单管路：指单一直径没有分支的管路。简单管路：指单一直径没有分支的管路。复杂管路：指由两根或两根以上不同特性的管路复杂管路：指由两根或两根以上不同特性的管路组成的管系。组成的管系。说明：管流分为长管和短管，不是简单地按管路的长度来区分而是为56-2 6-2 短管的水力计算短管的水力计算 短管的水力计算可分为自由出流与淹没出流。短管的水力计算可分为自由出流与淹没出流。如果管路出口水流直接流入大气，这种管流称如果管路出口水流直接流入大气，这种管流称为为自由出流自由出流。6-2 短管的水力计算 短管的水力计算可分为自由出流与淹6以通过管路出口断面中心线的水平面为基准面。选以通过管路出口断面中心线的水平面为基准面。选取上游水池的渐变流断面为取上游水池的渐变流断面为1-11-1断面，管路出口断面断面，管路出口断面为为2-22-2断面。断面。V V0 0:水池中的流速，称为行近流速；水池中的流速，称为行近流速；以通过管路出口断面中心线的水平面为基准面。选取上游水池的渐变7流量系数流量系数短管自由出流流量公式短管自由出流流量公式流量系数短管自由出流流量公式8如果管路出口淹没在水面以下则称为如果管路出口淹没在水面以下则称为淹没出流淹没出流。取下游水池水面为基准面，列取下游水池水面为基准面，列1-11-1断面和断面和2-22-2断面的断面的能量方程能量方程 如果管路出口淹没在水面以下则称为淹没出流。取下游水池水面为基9忽略忽略令令说明：管路的全部水头都消耗于沿程水头损失及说明：管路的全部水头都消耗于沿程水头损失及局部水头损失。局部水头损失。忽略令说明：管路的全部水头都消耗于沿程水头损失及局部水头损失10短管淹没出流流量公式短管淹没出流流量公式短管淹没出流流量公式11 短管自由出流与淹没出流流量计算公式形式上短管自由出流与淹没出流流量计算公式形式上相同：相同：流量系数的表达式形式上虽然不同，淹没出流流量系数的表达式形式上虽然不同，淹没出流的的项却比自由出流的项却比自由出流的项多了一个出口局项多了一个出口局部水头损失系数部水头损失系数出出，在淹没出流情况下，若下，在淹没出流情况下，若下游水池较大，出口局部水头损失系数游水池较大，出口局部水头损失系数出出=1.0=1.0。几点讨论几点讨论 短管自由出流与淹没出流流量计算公式形式上相同：流量系数12 两者的作用水头不同。两者的作用水头不同。两者的作用水头不同。13总水头线与测压管水头线总水头线与测压管水头线 总水头线总水头线是管路各个断面的总水头的连线是管路各个断面的总水头的连线。测压管水头线测压管水头线是各个断面的测压管水头的连线。是各个断面的测压管水头的连线。1.总水头线不是一条直线，而是由几条折线组成，总水头线不是一条直线，而是由几条折线组成，在有局部损失的地方，总水头线出现集中跌落。在有局部损失的地方，总水头线出现集中跌落。跌落的距离等于局部水头损失。跌落的距离等于局部水头损失。关于总水头线和测压管水头线几点规律：关于总水头线和测压管水头线几点规律：总水头线与测压管水头线 总水头线是管路各个断面的总水头的连线142.在管路管径不变的情况下，测压管水头线就在管路管径不变的情况下，测压管水头线就是总水头线平行下移一个管路流速水头的距离。是总水头线平行下移一个管路流速水头的距离。3.当管路中某点出现真空时，即该点的绝对压当管路中某点出现真空时，即该点的绝对压强小于大气压强时，那么该点的测压管水头线强小于大气压强时，那么该点的测压管水头线在该点管轴线之下。在该点管轴线之下。2.在管路管径不变的情况下，测压管水头线就是总水头线平行下15自由出流与淹没出流的总水头线、测压管水头线自由出流与淹没出流的总水头线、测压管水头线在淹没出流的出口在淹没出流的出口处，总水头等于测处，总水头等于测压管水头，都等于压管水头，都等于位置水头。位置水头。在自由出流的出口在自由出流的出口处，总水头不等于处，总水头不等于测压管水头，测压测压管水头，测压管水头等于位置水管水头等于位置水头头;自由出流与淹没出流的总水头线、测压管水头线在淹没出流的出口处16（一）（一）虹吸管虹吸管 虹虹吸吸管管一一部部分分管管线线高高于于上上游游自自由由水水面面。若若在在虹虹吸吸管管内内造造成成真真空空，使使作作用用在在上上游游水水面面的的大大气气压压强强与与虹虹吸吸管管内内的的压压强强之之间间产产生生压压差差，则则水水流流即即能能通通过过虹虹吸吸管管最最高高点点流流向向下下游游。只只要要虹虹吸吸管管内内真真空空不不被被破坏，就能持续输水。破坏，就能持续输水。（一）虹吸管 虹吸管一部分管线高于上游自由水面。若在虹吸17最最大大允允许许真真空空度度：虹虹吸吸管管顶顶部部的的真真空空值值不不能能太太大大，当当虹虹吸吸管管内内压压强强低低于于液液体体温温度度相相应应的的汽汽化化压压强强时时，液体将产生汽化，产生空化现象。液体将产生汽化，产生空化现象。安安装装高高度度：虹虹吸吸管管管管轴轴线线的的最最高高点点到到上上游游水水面面的的高差称虹吸管的安装高度高差称虹吸管的安装高度。工程上虹吸管的最大允许真空度为工程上虹吸管的最大允许真空度为7 78 8米水柱。米水柱。最大允许真空度：虹吸管顶部的真空值不能太大，当虹吸管内压强低18例例6.3.1 6.3.1 某某渠渠道道用用直直径径d d为为0.5m0.5m的的钢钢筋筋混混凝凝土土管管从从河河道道引引水水灌灌溉溉。上上下下游游水水位位差差H H为为1.5m1.5m。虹虹吸吸管管全全长长为为30m30m，其其中中第第二二个个弯弯管管至至出出口口的的管管长长为为15m15m。进进口口装装滤滤水水阀阀,管管的的顶顶部部有有60600 0折折角角弯弯管管两两个个。又又已已知知该该管管的的粗粗糙糙系系数数n n为为0.01380.0138，最最大大允允许许真真空空度度为为7m7m，试求：，试求：(1)(1)虹吸管通过的流量虹吸管通过的流量;(2)(2)虹吸管最大的安装高度。虹吸管最大的安装高度。例6.3.1 某渠道用直径d为0.5m的钢筋混凝土管从河道19（1 1）计算虹吸管流量）计算虹吸管流量 淹没出流淹没出流 计算沿程水头损失系数计算沿程水头损失系数 （1）计算虹吸管流量 淹没出流 计算沿程水头损失系数 20局部水头损失系数局部水头损失系数 无底阀的滤水阀无底阀的滤水阀 60600 0折角弯管折角弯管 出口淹没出口淹没 局部水头损失系数 无底阀的滤水阀 600折角弯管 出口淹没 21水力学第六章ppt课件22（2 2）计算虹吸管最大安装高度）计算虹吸管最大安装高度h hs s虹虹吸吸管管最最大大真真空空度度发发生生在在管管轴轴线线位位置置最最高高且且水水头头损损失失相相对对最大的断面。最大的断面。以上游水面为基准面，列以上游水面为基准面，列1-11-1断面和断面和2-22-2断面的能量方程式断面的能量方程式 （2）计算虹吸管最大安装高度hs虹吸管最大真空度发生在管轴线23说说明明：超超过过这这个个高高度度,最最大大真真空空度度就就要要超超过过允允许许值值,水流的连续条件就受到破坏。水流的连续条件就受到破坏。说明：超过这个高度,最大真空度就要超过允许值,水流的连续条件24（二）（二）离心水泵管路系统离心水泵管路系统 由由吸吸水水管管和和压压水水管管组组成成。取取水水点点到到水水泵泵进进口口断断面面2-22-2之之间间的的管管路路称称为为吸吸水水管管；水水泵泵出出口口断断面面3-3-3 3到到水水塔塔之之间间的的管管路路称称为为压压水水管管。水水泵泵工工作作时时，必必须须在在它它的的进进口口处处形形成成一一定定真真空空，水水池池的的水水在在大大气气压压力力作作用用下下流流向向吸吸水水管管，流流经经水水泵泵时时从从水水泵获得新的能量，然后沿压力水管流入水塔。泵获得新的能量，然后沿压力水管流入水塔。（二）离心水泵管路系统 由吸水管和压水管组成。取水点到水25水水泵泵安安装装高高度度：水水泵泵进进口口断断面面2-22-2的的形形心心点点到到蓄蓄水池水面的高差称为水泵的安装高度水池水面的高差称为水泵的安装高度h hs s。水水泵泵的的扬扬程程：单单位位重重量量的的水水体体通通过过水水泵泵所所获获的的能能量称为水泵的扬程量称为水泵的扬程,以以H H表示。表示。水水泵泵的的装装机机容容量量：即即电电动动机机输输入入功功率率,单单位位为为W W(瓦特瓦特)也常采用马力，也常采用马力，1 1马力马力=735W=0.735kw=735W=0.735kw。为电动机和水泵的总机械效率。为电动机和水泵的总机械效率。水泵安装高度：水泵进口断面2-2的形心点到蓄水池水面的高差称26例例6.3.2 6.3.2 吸水管和压水管均为铸铁管吸水管和压水管均为铸铁管,粗糙系数粗糙系数n n为为0.0110.011，吸水管管径为，吸水管管径为200mm200mm，吸水管长，吸水管长10m10m，进口有滤水，进口有滤水网并附有底阀网并附有底阀,有一个有一个90900 0弯头，进口局部水头损失系数弯头，进口局部水头损失系数为为5.25.2，弯管处局部水头损失系数为，弯管处局部水头损失系数为1.101.10。压水管管径为。压水管管径为150mm150mm，长度为，长度为500m500m，设有二个，设有二个60600 0弯头，每个弯头局部弯头，每个弯头局部损失系数为损失系数为0.550.55；水塔水面与蓄水池水面高差；水塔水面与蓄水池水面高差z z为为20m20m，水泵流量为水泵流量为30L/s30L/s，水泵最大允许真空值为，水泵最大允许真空值为6m6m，电动机效，电动机效率为率为0.90.9，水泵效率为，水泵效率为0.750.75。试确定：试确定：（1 1）水泵安装高度）水泵安装高度h hs s；（2 2）水泵扬程）水泵扬程H H；（3 3）水泵的装机容量）水泵的装机容量N N。例6.3.2 吸水管和压水管均为铸铁管,粗糙系数n为0.027(1)(1)确定水泵安装高度确定水泵安装高度h hs s 选取水池水面为基准面选取水池水面为基准面,列列1-11-1断面和断面和2-22-2断面的能量方程断面的能量方程(1)确定水泵安装高度hs 选取水池水面为基准面,列1-1断28水力学第六章ppt课件29(2)(2)计算水泵扬程计算水泵扬程H H 选选取取水水塔塔水水面面为为4-44-4断断面面,列列1-11-1断断面面和和4-44-4断断面面的的能能量量方方程程,忽略蓄水池的行近流速和水塔内的流速忽略蓄水池的行近流速和水塔内的流速 z z为水泵的提水高度。为水泵的提水高度。(2)计算水泵扬程H 选取水塔水面为4-4断面,列1-1断面30吸水管水头损失计算吸水管水头损失计算压水管水头损失计算压水管水头损失计算吸水管水头损失计算压水管水头损失计算31(3)(3)水泵的装机容量水泵的装机容量 (3)水泵的装机容量 32（三）（三）倒虹吸管倒虹吸管 倒倒虹虹吸吸管管是是穿穿过过道道路路或或者者河河渠渠等等障障阻阻物物的的一一种种输输水水管管道道。倒倒虹虹吸吸管管中中一一般般不不产产生生真真空空，只只是是由于它的外形象倒置的虹吸管。由于它的外形象倒置的虹吸管。倒虹吸管的本质：短管淹没出流。倒虹吸管的本质：短管淹没出流。（三）倒虹吸管 倒虹吸管是穿过道路或者河渠等障阻物的一种输33例例6.3.3 6.3.3 某某道道路路与与一一河河渠渠相相交交,采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土倒倒虹虹吸吸管管横横穿穿路路基基,使使水水流流通通过过该该涵涵管管流流向向下下游游。管管长长为为50m,50m,河河道道上上下下游游水水位位差差H H为为3m,3m,流流量量Q Q为为3m3m3 3/s,/s,沿沿程程水水头头损损失失系系数数为为0.03,0.03,局局部部水水头头损损失失系系数数进进=0.5,=0.5,弯弯=0.65,=0.65,出出=1.0=1.0。试确定管径。试确定管径。例6.3.3 某道路与一河渠相交,采用钢筋混凝土倒虹吸管横穿34由由插插值值法法确确定定管管径径d d=1.015m1.015m由插值法确定管径d=1.015m356-3 6-3 长管的水力计算长管的水力计算长管按管路布置可分为简单管路和复杂管路。长管按管路布置可分为简单管路和复杂管路。简简单单管管路路是是指指管管径径d d、粗粗糙糙系系数数n n（或或沿沿程程水水头头损失系数损失系数）沿管长不变且无分支的管路。）沿管长不变且无分支的管路。6-3 长管的水力计算长管按管路布置可分为简单管路和复杂管36列列1-11-1断面和断面和2-22-2断面的能量方程式断面的能量方程式 v v1 1为为行行近近流流速速，相相对对管管中中流流速速，水水池池断断面面较较大大，可以忽略。可以忽略。因因为为是是长长管管，不不计计流流速速水水头头，水水头头损损失失仅仅考考虑虑沿程水头损失。沿程水头损失。长管的全部水头都消耗于沿程水头损失上。长管的全部水头都消耗于沿程水头损失上。列1-1断面和2-2断面的能量方程式 v1为行近流速，相对管37简单管路的总水头线和测压管水头线简单管路的总水头线和测压管水头线 自自由由出出流流的的总总水水头头线线为为进进口口断断面面处处的的自自由由水水面面到出口到出口2-22-2断面的形心作一直线。断面的形心作一直线。淹淹没没出出流流的的总总水水头头线线为为进进口口处处的的自自由由水水面面与与出出口处的自由水面的连线。口处的自由水面的连线。长长管管的的流流速速水水头头 可可以以忽忽略略，长长管管的的总总水水头头线与测压管水头线重合。线与测压管水头线重合。简单管路的总水头线和测压管水头线 自由出流的总水头线为进口38沿程水头损失的计算沿程水头损失的计算 K K具具有有与与流流量量相相同同的的量量纲纲。综综合合反反映映管管道道断断面面形形状状、尺寸及边壁粗糙对输水能力的影响。尺寸及边壁粗糙对输水能力的影响。不不同同直直径径不不同同糙糙率率输输水水管管所所相相应应的的流流量量模模数数值值见见表表6.3.16.3.1。流量模数流量模数沿程水头损失的计算 K具有与流量相同的量纲。综合反映管道断面39对对于于给给水水工工程程中中的的旧旧钢钢管管和和旧旧铸铸铁铁管管，常常选选用用舍舍维维列列夫夫公公式计算沿程水头损失系数式计算沿程水头损失系数1 1紊流过渡区紊流过渡区 2.2.水力粗糙管区水力粗糙管区 比阻比阻对于给水工程中的旧钢管和旧铸铁管，常选用舍维列夫公式计算沿程40比阻比阻S S0 0的计算公式的计算公式比比阻阻S S0 0可可以以按按舍舍维维列列夫夫公公式式计计算算，也也可可以以按按曼曼宁宁公式计算公式计算比阻S0的计算公式比阻S0可以按舍维列夫公式计算，也可以按曼41简单管路水力计算类型简单管路水力计算类型 输水能力计算输水能力计算 已知管路长度已知管路长度l l、管径、管径d d或流量粗糙系数或流量粗糙系数n n及总水头及总水头H H，确，确定管路通过的流量。定管路通过的流量。确定总水头确定总水头 已知管路长度已知管路长度l l，管径，管径d d和粗糙系数和粗糙系数n n，为保证通过一定流，为保证通过一定流量量Q Q，确定所需要的总水头，确定所需要的总水头H H。确定管路直径确定管路直径 管路长度管路长度l l已确定，已知总水头已确定，已知总水头H H和通过的流量和通过的流量Q Q，确定管，确定管路的直径路的直径d d。简单管路水力计算类型 输水能力计算 已知管路长度l、管径42例例6.3.1 6.3.1 由水塔向某工厂供水。采用旧铸铁管，由水塔向某工厂供水。采用旧铸铁管，管长管长l l为为900m900m，管径，管径d d为为250mm250mm，管路末端所需，管路末端所需要的剩余水头要的剩余水头H H2 2为为25m25m，水塔水面距地面高度，水塔水面距地面高度H H1 1为为18m18m，水塔处地面标高为，水塔处地面标高为61m61m，工厂地面标高，工厂地面标高为为45m45m，即，即z zt t为为16m16m，求通过管路的流量，求通过管路的流量Q Q。例6.3.1 由水塔向某工厂供水。采用旧铸铁管，管长l为9043以工厂地面高程为基准线，列水塔水面与管路末端以工厂地面高程为基准线，列水塔水面与管路末端的能量方程的能量方程 查表查表6.3.16.3.1，当，当d d为为250mm250mm时，正常管的流量模数时，正常管的流量模数K K为为618.5 L/s618.5 L/s。以工厂地面高程为基准线，列水塔水面与管路末端的能量方程 查表44若采用比阻计算，先假设管中水流若采用比阻计算，先假设管中水流v1.2m/sv1.2m/s，查表查表6.3.26.3.2，得，得S S0 0=2.752=2.752。采用流量模数法计算所得结果是很接近的。采用流量模数法计算所得结果是很接近的。若采用比阻计算，先假设管中水流v1.2m/s，查表6.3.45复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算 复杂管路是由多条简单管路组成的。复杂管路是由多条简单管路组成的。按管路布按管路布置的不同置的不同 串联管路串联管路 并联管路并联管路 分叉管路分叉管路 管网等管网等假定流动均在阻力平方区。假定流动均在阻力平方区。复杂管路的水力计算 复杂管路是由多条简单管路组成的。按管46n 串联管路串联管路 由直径不同的管路依次连接而组成的管路由直径不同的管路依次连接而组成的管路。串联管路常用于供水，经过一段距离就有一定串联管路常用于供水，经过一段距离就有一定的流量分出。随着流量的减少，所采用管径也的流量分出。随着流量的减少，所采用管径也相应减小。相应减小。串联管路 由直径不同的管路依次连接而组成的管路。串联管47串联管路水力计算的基本公式串联管路水力计算的基本公式（1 1）总水头损失等于各管段水头损失之和。总水头损失等于各管段水头损失之和。各各管段的管径、流量、流速各不相同，应分段计管段的管径、流量、流速各不相同，应分段计算其沿程水头损失。算其沿程水头损失。或或（2 2）串联管路的流量计算应满足）串联管路的流量计算应满足连续方程连续方程 串联管路水力计算的基本公式（1）总水头损失等于各管段水头损失48串联管路的测压管水头线与总水头线串联管路的测压管水头线与总水头线 串联管路的测压管水头线与总水头线是重合的。串联管路的测压管水头线与总水头线是重合的。由于各管段流速不同。所以水力坡度不相同，由于各管段流速不同。所以水力坡度不相同，因此整个管路的总水头线呈折线形。因此整个管路的总水头线呈折线形。串联管路的测压管水头线与总水头线 串联管路的测压管水头线与总49例例6.3.2 6.3.2 某工厂管路系统如图所示。若水塔某工厂管路系统如图所示。若水塔向工厂供水的流量为向工厂供水的流量为40L/s40L/s，水塔水面距地面，水塔水面距地面的高度的高度H H1 1为为44m44m，水塔与工厂地面标高差，水塔与工厂地面标高差z zt t为为16m16m，管路末端剩余水头，管路末端剩余水头H H2 2为为25m25m，管线全长，管线全长l l为为2500m2500m。为了充分利用水塔的水头和节省钢。为了充分利用水塔的水头和节省钢材，决定采用管径材，决定采用管径d d为为300mm300mm和和d d为为200mm200mm的两种的两种管道串联，求每根管道的长度管道串联，求每根管道的长度l l1 1和和l l2 2。例6.3.2 某工厂管路系统如图所示。若水塔向工厂供水的流50当当d=300mmd=300mm时时 当当d=200mmd=200mm时时 当d=300mm时 当d=200mm时 51n 并联管路并联管路 两条或两条以上管段从一点分叉又在另一点汇两条或两条以上管段从一点分叉又在另一点汇合的管路称为并联管路，管段分叉或汇合点称合的管路称为并联管路，管段分叉或汇合点称为节点。为节点。并联管路 两条或两条以上管段从一点分叉又在另一点汇合的管路52并联管路水力计算的基本公式并联管路水力计算的基本公式（1 1）并联管路中的每一管段两端的水头差都是）并联管路中的每一管段两端的水头差都是相等的。相等的。或或并联管路水力计算的基本公式（1）并联管路中的每一管段两端的水53并联管路水力计算的基本公式并联管路水力计算的基本公式（2 2）并联管路各管段虽然水头损失相同，但通）并联管路各管段虽然水头损失相同，但通过的流量一般是不同的，各管段的流量与总流量过的流量一般是不同的，各管段的流量与总流量应满足连续方程。应满足连续方程。并联管路水力计算的基本公式（2）并联管路各管段虽然水头损失相54例例6.3.3 6.3.3 三根并联铸铁管路由节点三根并联铸铁管路由节点A A分出，在节分出，在节点点B B汇合，如图所示。已知汇合，如图所示。已知Q=280L/sQ=280L/s，d d1 1=300mm=300mm，l l1 1=500m=500m，d d2 2=250mm=250mm，l l2 2=800m=800m，d d3 3=200mm=200mm，l l3 3=1000m=1000m，各管段的粗糙系数，各管段的粗糙系数n n均为均为0.01250.0125。试求：。试求：并联管路各管段的流量并联管路各管段的流量Q Q1 1，Q Q2 2，Q Q3 3及水头损失及水头损失h hfABfAB。例6.3.3 三根并联铸铁管路由节点A分出，在节点B汇合，55由公式由公式 计算或查表计算或查表6.3.16.3.1得流量模数为得流量模数为当当d d1 1=300mm=300mm时时 当当d d2 2=250mm=250mm时时 当当d d3 3=200mm=200mm时时 由公式 计算或查表6.3.1得流量模数为当d56n 分叉管路分叉管路 由主干管段分出两条及两条以上支管，分叉后不由主干管段分出两条及两条以上支管，分叉后不再汇合的管路称为分叉管路。再汇合的管路称为分叉管路。ABAB：主干管路；：主干管路；BCBC、BDBD分别为支管。分别为支管。分叉管路 由主干管段分出两条及两条以上支管，分叉后不再汇合57分叉管路水力计算的基本公式分叉管路水力计算的基本公式（1 1）ABCABC管路和管路和ABDABD管路均为串连管路。分叉管管路均为串连管路。分叉管路的水力计算可按串联管路计算。路的水力计算可按串联管路计算。对对ABCABC管路：管路：对对ABDABD管路：管路：分叉管路水力计算的基本公式（1）ABC管路和ABD管路均为串58分叉管路水力计算的基本公式分叉管路水力计算的基本公式（2 2）满足连续方程。）满足连续方程。分叉管路水力计算的基本公式（2）满足连续方程。59例例6.3.4 6.3.4 水电站引水钢管在点水电站引水钢管在点B B分出两个支管，分出两个支管，供两台水轮机用水，如图所示。干管长供两台水轮机用水，如图所示。干管长l l为为40m40m，直径，直径d d为为400mm400mm，支管长，支管长l l1 1为为55m55m，直径，直径d d1 1为为200mm200mm；支管长；支管长l l2 2为为60m60m，直径，直径d d2 2为为200mm200mm，粗糙，粗糙系数按清洁管考虑取系数按清洁管考虑取n n为为0.0110.011。求各台机组所。求各台机组所通过的流量通过的流量Q Q1 1及及Q Q2 2。例6.3.4 水电站引水钢管在点B分出两个支管，供两台水轮机60水力学第六章ppt课件61n 沿程均匀泄流管路沿程均匀泄流管路 管路单位长度上泄出的流量相等。管路单位长度上泄出的流量相等。距管末端为距管末端为x x的断面的断面M M处的流量处的流量管路末端流出的流量称为转输流量管路末端流出的流量称为转输流量Q Qt t;单位长度均单位长度均匀泄出的流量为匀泄出的流量为q q。沿程均匀泄流管路 管路单位长度上泄出的流量相等。距管末端为62沿程均匀泄流管路水力计算的基本公式沿程均匀泄流管路水力计算的基本公式流量沿程变化，管中水流是非均匀流，不能直接用流量沿程变化，管中水流是非均匀流，不能直接用均匀流公式计算水头损失。均匀流公式计算水头损失。沿程均匀泄流管路水力计算的基本公式流量沿程变化，管中水流是非63折算流量折算流量 若转输流量若转输流量Q Qt t=0=0（流量全部沿程均匀泄出）（流量全部沿程均匀泄出）此时，均匀泄流管路的沿程水头损失，等于全此时，均匀泄流管路的沿程水头损失，等于全部泄出的流量集中在末端泄出时的沿程水头损部泄出的流量集中在末端泄出时的沿程水头损失的三分之一。失的三分之一。折算流量 若转输流量Qt=0（流量全部沿程均匀泄出）此时，64沿程均匀泄流管路的总水头线沿程均匀泄流管路的总水头线 沿程均匀泄流管路流量沿程减少，流速沿程减小，沿程均匀泄流管路流量沿程减少，流速沿程减小，总水头线是一条坡度逐渐变缓的曲线。总水头线是一条坡度逐渐变缓的曲线。沿程均匀泄流管路的总水头线 沿程均匀泄流管路流量沿程减少，流65例例6.3.5 6.3.5 由水塔供水的输水管路由水塔供水的输水管路,如图所示。全管如图所示。全管路包括三段路包括三段,中间中间ABAB为沿程均匀泄流管路为沿程均匀泄流管路,每米长每米长度上连续分泄的流量度上连续分泄的流量q=0.1L/s,q=0.1L/s,第一段和第二段管第一段和第二段管接头处要求泄出流量接头处要求泄出流量Q Q1 1=15L/s,=15L/s,第三段管末端的流第三段管末端的流量量Q Qt t=10L/s,=10L/s,各管段的长度和直径分别为各管段的长度和直径分别为l l1 1=300m,l=300m,l2 2=200m,l=200m,l3 3=100m,d=100m,d1 1=200mm,d=200mm,d2 2=150mm,d=150mm,d3 3=100mm,=100mm,管路均为铸铁管管路均为铸铁管,试求需要的水头试求需要的水头H H。例6.3.5 由水塔供水的输水管路,如图所示。全管路包括三段66由公式由公式 计算或查表计算或查表6.3.16.3.1得流量模数为得流量模数为d d1 1=200mm=200mm,d d2 2=150mm,=150mm,d d3 3=100mm,=100mm,由公式 计算或查表6.3.1得流量模数为d167