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1、第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.4 简单管道水力计算的基本类型,1. 输水能力计算,对于恒定流，有压管道的水力计算主要有下列几种：,当管道的布置、断面尺寸d 及作用水头H 已知时，要求确定管道通过的流量。,例 6.1图,例6.1 计算某水电厂由渗水池排入集水井的流量，已知排水管的糙率 ，管径 ，管长 ，其他数据如图所示。,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.4 简单管道水力计算的基本类型,由图可知该排水装置系淹没出流，其计算公式为,在淹没出流情况下，作用水头为上、下游水位差,流量系数,解：,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.4 简单管道水力计算的基本类型,2. 当已知管道的尺寸和输
2、流能力时，计算水头损失，即要求确定通过一定流量所必须的水头。,供水工程中当 时,当 时,这种类型的题一般在输流工程中用到的较多，按长管计算：,或者用查表法。,式中k 查表可得,式中,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.4 简单管道水力计算的基本类型,例6.2 由水塔向工厂供水，如图所示，采用铸铁管，管长2500m，管径400mm。水塔处地形标高为 ，工厂需水量 ，工厂地形标高 ，管路末端需要的自由水头 ，试设计水塔高度H。,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,当管径 ，查表铸铁管,6.4 简单管道水力计算的基本类型,因为管道的长度较大，考虑按照长管计算。,列出水厂断面和工厂断面的能量方程,解：
3、,，所以,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.4 简单管道水力计算的基本类型,3. 管道管线布置已定，当要求输送一定的流量时，确定所需的断面尺寸（圆形管即确定直径）。这时可能出现下列两种情况：,1. 管道的输流能力Q，管长l 及管道的总水头H 均已确定。,对于长管,求得K值后反查表就可得d,对于短管,采用试算法,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.4 简单管道水力计算的基本类型,2. 管道的输流能力，管长已知，要求选定所需的管径及相应的水头。,管道的技术要求。流量一定的条件下，所选管径的大小影响着管中的流速，所选管径应使流速控制在既不会产生过大的压力，降低管道的使用寿命，又不能过小，使泥沙
4、沉积，阻塞管路。一般情况下，水电站引水管中流速不应大于（56）m/s ，给水管中的流速不应大于（2.53）m/s，不应小于0.25m/s 。,管道的经济效益。重要的管道在选取管径时一般应选择几个方案进行比选，选出一种方案，使得管道投资和运转的总费用最小，但是工程中，费用最小的并非各方面最优或可行，往往是选一种经济上合理工程上可行的方案作为最终设计方案，这样选定的流速称为经济流速，对应的直径为经济直径。具体数值可参照有关设计手册。,这是工程中常见的实际问题。通常是从技术和经济两方面综合考虑，确定满足技术要求的经济流速。,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.4 简单管道水力计算的基本类型,4.
5、对于一个管道尺寸、水头和流量已知的管道，要求确定管道各断面的压强的大小,根据能量方程，管路中任意断面处的测压管水头为：,即管路中任意断面i 处的测压管水头等于总水头H0 减去该断面以前的沿程水头损失与局部水头损失，再减去该断面的流速水头。把各断面的测压管水头连接起来，就得到整个管路的测压管水头线。,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,欢 迎 提 问,如果您有任何问题，请毫不犹豫地提出 !,In case of you have any question, DO NOT hesitate to ask me !,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.5 简单管道水力计算特例,1. 虹吸管的水力计算
6、,虹吸管是一种压力输水管道，（如图）顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。若在虹吸管内造成真空，使作用在上游水面的大气压强和虹吸管内压强之间产生压差，水流即能超过虹吸管最高处流向低处。虹吸管顶部的真空理论上不能大于最大真空值，即10米高水柱。实际上当虹吸管内压强接近该温度下的汽化压强时，液体将产生汽化，破坏水流的连续性。故一般不使虹吸管中的真空值大于78米。,虹吸管示意图,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.5 简单管道水力计算特例,虹吸管长度一般不大，故应按短管计算，以例说明。,1. 虹吸管流量的计算,2. 虹吸管安装高度的计算,根据淹没出流的公式计算,以下游断面为基准面，列出上游断面和顶部断
7、面的能量方程,得,式中 为虹吸管的允许真空度,用 表示,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.5 简单管道水力计算特例,2. 水泵装置的水力计算,1. 吸水管的水力计算。 吸水管的计算在于确定吸水管的管径及水泵的最大允许安装高程。,水泵水力计算示意图,吸水管的管径一般按允许流速计算，允许流速约为0.81.25m/s。计算公式为,水泵的最大允许安装高程Zs，主要取决于水泵的最大允许真空度hv和吸水管的水头损失。,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,6.5 简单管道水力计算特例,2. 压水管的水力计算。 压力水管的计算在于决定必需的管径及水泵的装机容量。,水泵水力计算示意图,压力管的管径是由经济流速来确定，重要的工程要对几种可能的方案进行技术经济比选。,水泵的装机容量就是确定动力装置的功率。其计算公式为,第六章 孔口、管嘴出流与有压管流,欢 迎 提 问,如果您有任何问题，请毫不犹豫地提出 !,In case of you have any question, DO NOT hesitate to ask me !,
