第3章管网水力学PPT课件

1、第1页,第3章 管网水力学,3.1 给排水管网水流特征 3.1.1 恒定流与非恒定流 3.1.2 均匀流与非均匀流 3.1.3 压力流与重力流 3.2 管渠水头损失计算 3.2.1 水头损失计算公式 3.2.2 水头损失计算实例 3.3 管道的水利等效简化 3.4 水泵和泵站,第2页,第3章 管网水力学3.1 给排水管网水流特征,流态特征（层流、紊流、过渡流） 紊流流态分为阻力平方区、过渡区以及水力光滑区。 管径大小和管壁粗糙度。 水流基本处于紊流过渡区和阻力平方区，故取值在1.75-2之间,前言,第3页,第3章 管网水力学 3.1 给排水管网水流特征3.1.1 恒定流与非恒定流,给排水管网中

2、水的流态不可能为恒定流；但是设计中按照恒定流进行计算,第4页,第3章 管网水力学 3.1 给排水管网水流特征3.1.2均匀流与非均匀流,管网中水的流态也不可能为均匀流；但当管道截面在一定距离内不发生变化和转弯时可认为是均匀流；当管道局部出现三通、转弯或变径时则为非均匀流,第5页,第3章 管网水力学 3.1 给排水管网水流特征3.1.3压力流与重力流,水头（位置水头、压力水头、流速水头组成势能和动能） 水头损失（沿程阻力、沿程水头损失、局部阻力、局部水头损失,第6页,第3章 管网水力学 3.2 管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式,分为沿程水头损失和局部水头损失 计算沿程水头损失可采用谢才

3、公式或采用达西公式。 局部水头损失计算采用公式,第7页,第3章 管网水力学 3.2 管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式,谢才公式 达西公式,注意谢才公式与达西公式的应用范围,第8页,第3章 管网水力学 3.2 管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式,谢才系数或沿程阻力系数的求解 谢才系数或沿程阻力系数的求解可选择舍维列夫公式（原苏联）、海曾-威廉公式（德国）、科尔波洛克-怀特公式（英国）、巴甫洛夫斯基公式（原苏联）或曼宁公式（英国,第9页,第3章 管网水力学 3.2 管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式,局阻与沿程水头损失的指数形式 沿程水头损失的指数形式 局阻水头损失公式的

4、指数形式 管道水头损失的指数形式,第10页,第3章 管网水力学 3.2 管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式,局阻与沿程阻力的关系 局阻一般只占沿程阻力的5%以内，可以忽略不计,第11页,第3章 管网水力学 3.2 管渠水头损失计算3.2.2水头损失计算实例,例题,某管道直径为700mm，长度为800m，海曾-威廉姆粗糙系数为105，管道上有90度弯头2个、直流三通6个、全开闸阀2个，输水流量为480L/s。计算沿程水头损失和局部水头损失并计算局阻与沿程阻力之比,第12页,分析,本题已知流量可以确定流速（？）。 已知粗糙系数可求沿程阻力系数（？） 已知上述两项可求沿程水头损失 局阻系数已

5、知可求局阻水头损失,第3章 管网水力学 3.2 管渠水头损失计算3.2.2水头损失计算实例,第13页,第3章 管网水力学 3.2 管渠水头损失计算3.2.2水头损失计算实例,计算过程,1.q=480L/s，D=700mm=0.7m，则v=1.248m/s。 2. 3.=0.9*2+0.1*6+0.19*2=2.78 4. 5.0.22/2.25=0.10=10,第14页,第3章 管网水力学 3.2 管渠水头损失计算3.2.3非满管流水力计算,水力计算图表 等比例简化 已知公式中的三项求解其余两项 这部分自学,第15页,第3章 管网水力学 3.3 管道的水力等效简化,水力等效简化原则：等效后管网

6、与原系统具有相同的水力特性,第16页,第3章 管网水力学 3.3 管道的水力等效简化3.3.1串联和并联管道的简化,串联管道的简化,L,l1,d1,l2,d2,lN,dN,串联管道,当串联管段管径相同时呢,第17页,并联管道的简化,d1,q1,d2,q2,dN,qN,d,q,并联管道,第3章 管网水力学 3.3 管道的水力等效简化3.3.1串联和并联管道的简化,当并联管段管径相同时呢,第18页,第3章 管网水力学 3.3 管道的水力等效简化3.3.2沿线均匀出流的简化,ql+qt,qt,ql,简化思路 假定沿线出水均匀（实际呢？） 把沿线流量折算为起端与末端流量（与实际是否相符？） 由两项假定

7、推导出如下公式,第19页,第3章 管网水力学 3.3 管道的水力等效简化3.3.2沿线均匀出流的简化,令n=2，转输系数=qt/ql，则,对上式进行等价变换，即,0时,时， 0.5,第20页,第3章 管网水力学 3.3 管道的水力等效简化3.3.3局部水头损失计算的简化,说明：简化为需要的计算管径,第21页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,叶片式水泵图,第22页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,IS型单级单吸离心泵,第23页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,产品概述 S型泵是单级双吸，卧式中开离心泵，供输送清水或物理化学性质类似

8、于水的其它液体之用。输送液体的温度不超过80，适合于工厂、矿山、城市、电站、农田排灌和各种水利工程。 型号意义： 200S63A 200 泵吸入口直径为200mm； S单级双吸离心泵； 63 扬程为63m； A 叶轮外径第一次切割,第24页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,离心泵,离心泵的抽水装置,底阀和莲蓬头,弯管,离心泵,动力机,压力管道,出水池,第25页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,立式轴流泵结构图,第26页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线,某S型水泵性能曲线,第27页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和

9、泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线,工频泵水力特性公式,调速泵水力特性公式,水泵静扬程与转速有关，而水泵内阻保持不变,第28页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线,考虑吸、压水管路的水泵水力特性公式,Q,第29页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线,泵站水力特性公式,同型号水泵并联水力特性公式,同型号水泵并联，每台泵流量相同；等效为一台泵即为泵站水力特性曲线,假定泵站中有n台同型号水泵并联，每台泵水力特性曲线为,当不计管路水头损失时，则有如下流量与扬程对应关系，见下表,第30页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和

10、泵站特性曲线,得同型号水泵并联水力特性公式,第31页,第3章 管网水力学 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线,不同型号水泵泵站水力特性曲线,由于型号不同，故工作流量不等，采用最小二乘法进行计算确定 方法：1）从水泵样本中查出其水力特性曲线公式，确定每台泵高效扬程段进而确定共同高效扬程段。2）确定若干高效扬程段中的扬程，根据特性曲线求出流量。3）根据扬程、流量采用最小二乘法进行计算he、sp。 水泵串联特性曲线,第32页,第3章 管网水力学,问题： 1.进行管段均匀出流简化时，把管道划分为若干较短小管道时，能否减小计算误差？ 2.未确定管径时能否进行局阻等效简化？ 3.多台水泵并联工作，泵站