水力学_有压管流测压管水头线的绘制
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天津农学院高职升本科专业课考试大纲水文水资源工程专业《水力学》辅导大纲水力学课程的主要任务是使学生掌握水流运动的一般规律和专业必需的基础知识,学会一般水力分析计算方法和实验技术,具有运用所学知识分析和解决问题的能力。
1.具有一定的理论基础:能正确理解水力学中的一些基本概念及其物理意义;正确区分流动类型,流动形态和局部流动现象;正确理解和运用恒定流的连续方程、能量方程、动量方程。
2.掌握基本的水力学计算方法。
如静水总压力的计算;堰闸过水能力的计算;管道的水力计算;明渠水流水力计算等。
第一章绪论1-1 水力学的定义、任务及其在专业中的应用。
1-2 液体的基本特征和主要物理性质:惯性(质量与密度);万有引力特性(重量与容量),粘滞性。
1-3 液体作为连续介质和理想液体的概念。
说明:1.本章的重点是液体的主要物理力学性质,着重掌握密度、容重概念、计算及其关系,粘滞性要弄清概念及定义。
2.要强调单位的重要性,一律采用国际单位制,指出国际单位制与工程单位制两者之间换算关系。
3.理解水力学的定义和任务以及液体的主要物理性质。
第二章静水压强与静水总压力(一)目的要求:明确静水压强及其分布规律,理解静水压强基本方程式的物理意义和几何意义。
掌握平面壁和曲面壁上静水总压力的计算方法。
(二)内容:2-1 静水压强及其特性。
2-2 静水压强的分布规律。
一、静水压强的基本方式。
二、绝对压强、相对压强和真空值。
三、测压管水头与单位势能。
四、压强的计算单位。
2-3 等压面及静水压强的测算。
2-4 静水总压力的计算。
一、静水压强分布图。
二、作用在平面上的静水总压力计算。
三、作用在曲面上静水总压力计算。
(三)说明:1.本章的重点是静水压强及其基本方程式、静水压强分布图的绘制以及作用在平面和园柱形曲面上的静水总压力。
2.绝对压强、相对压强、真空度等概念,应认真掌握。
3.作用在平面上静水总压力计算,主要掌握矩形平面上图解法,任意平面壁上解析法着重讲计算总压力的公式的意义及应用,推导可从简进行,压力中心的计算公式可不进行推导。
§5-2-4 总水头线和测压管水头线的绘制§5-2-4-1绘制总水头线和测压管水头线的具体步骤测压管水头线与能头线的绘制的具体步骤(观看动画)绘制管道的测压管水头线,是为了了解管中动水压强沿程变化的情况。
,计算相应的流速υi、沿程水头损失h fi和1、根据和顺利完成的流量Qi局部水头损失h ji。
2、自管道进口到出口,算出第一管段两端的总水头值,并绘出总水头线.3、在绘制测压管水头线之前,常先绘制总水头线,这是因为任一断面的测压管水头等于该断面的总水头与流速水头之差。
在绘制总水头线时,局部水头损失可作为集中损失绘在边界突然变化的断面上,沿程水头损失则沿程逐渐增加的,因此总水头线在有局部水头损失的地方是突然下降的,而在有沿程水头损失的管段中则是逐渐下降的。
从总水头线向下减去相应断面的流速水头值,便可绘出测压管水头线。
也可算出各断面的测压管水头值,即可绘出管道的测压管水头线。
管道出口断面压强受到边界条件的控制。
由总水头线,测压管水头线和基准线三者的相互关系可以明确地表示出管道任一断面各种单位机械能量的大小。
§5-2-4-2 绘制总水头线和测压管水头线应注意的问题沿管长均匀分布。
1、在绘制总水头线和测压管水头线时,等直径管段的hf2、在等直径管段中,测压管水头线与总水头线平行。
3、在绘制水头线时,应该注意管道出口的边界条件条件,如图5-6所示。
图5-6图5-7当上游行近流速水头时,总水头线的起点在上游液面,如图5-6(a),当时,总水头线在起点较上游液面高出,如图5-6(b)。
4、此外,还应注意管道出口的边界条件,如图5-7所示。
图5-7(a)为自由出流,测压管水头线的终点应画在出口断面的形心上;图5-7(b)为淹没出流,且下游流速水头,测压管水头线的终点应与下游液面平齐;图5-7(c)亦为淹没出流,且下游流速水头,表示管流出口的动能没有全部损失掉,一部分转化为动能,为尚有一部分转化为下游势能,使下游液面抬高,高于管道出口断面的测压管水头,故测压管水头线的终点应低于下游液面。
水力学实验报告实验组别: A1 实验组员:实验日期: 5月5日;5月7日;5月10日土木系2019年5月1 流体静力学综合型实验一、实验目的和要求1. 掌握用测压管测量流体静压强的技能;2. 验证不可压缩流体静力学基本方程;3. 通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析,加深流体静力学基本概念理解,提高解决静力学实际问题的能力。
二、实验原理1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程pz C gρ+= 或 gh p p ρ+=0 式中:z —— 被测点相对基准面的位置高度;p —— 被测点的静水压强(用相对压强表示, 以下同); p 0 —— 水箱中液面的表面压强;ρ —— 液体密度; h —— 被测点的液体深度。
三、实验内容与方法1. 定性分析实验(1) 测压管和连通管判定。
(2) 测压管高度、压强水头、位置水头和测压管水头判定。
(3) 观察测压管水头线。
(4)判别等压面。
(5) 观察真空现象。
(6) 观察负压下管6中液位变化 2. 定量分析实验 (1) 测点静压强测量。
根据基本操作方法,分别在p 0 = 0、p 0 > 0、p 0 < 0与p B < 0条件下测量水箱液面标高∇0和测压管2液面标高∇H ,分别确定测点A 、B 、C 、D 的压强p A 、p B 、p C 、p D 。
实验数据处理与分析参考四。
四、 数据处理及成果要求1. 记录有关信息及实验常数实验设备名称: 静力学实验仪 实验台号:__No.1___ 实 验 者:____________A1组7人_______实验日期:_5月7号_各测点高程为:∇B = 2.1 ⨯10-2m 、∇C = -2.9 ⨯10-2m 、∇D = -5.9 ⨯10-2m 基准面选在 2号管标尺零点上 z C = -2.9 ⨯10-2m 、z D = -5.9 ⨯10-2m 2. 实验数据记录及计算结果(参表1,表2) 3. 成果要求(1) 回答定性分析实验中的有关问题。
§5-2-4 总水头线和测压管水头线的绘制§5-2-4-1绘制总水头线和测压管水头线的具体步骤测压管水头线与能头线的绘制的具体步骤(观看动画)绘制管道的测压管水头线,是为了了解管中动水压强沿程变化的情况。
1、根据和顺利完成的流量Qi,计算相应的流速υi、沿程水头损失h fi和局部水头损失h ji。
2、自管道进口到出口,算出第一管段两端的总水头值,并绘出总水头线.3、在绘制测压管水头线之前,常先绘制总水头线,这是因为任一断面的测压管水头等于该断面的总水头与流速水头之差。
在绘制总水头线时,局部水头损失可作为集中损失绘在边界突然变化的断面上,沿程水头损失则沿程逐渐增加的,因此总水头线在有局部水头损失的地方是突然下降的,而在有沿程水头损失的管段中则是逐渐下降的。
从总水头线向下减去相应断面的流速水头值,便可绘出测压管水头线。
也可算出各断面的测压管水头值,即可绘出管道的测压管水头线。
管道出口断面压强受到边界条件的控制。
由总水头线,测压管水头线和基准线三者的相互关系可以明确地表示出管道任一断面各种单位机械能量的大小。
§5-2-4-2 绘制总水头线和测压管水头线应注意的问题1、在绘制总水头线和测压管水头线时,等直径管段的hf沿管长均匀分布。
2、在等直径管段中,测压管水头线与总水头线平行。
3、在绘制水头线时,应该注意管道出口的边界条件条件,如图5-6所示。
图5-6当上游行近流速水头时,总水头线的起点在上游液面,如图5-6(a),当时,总水头线在起点较上游液面高出,如图5-6(b)。
4、此外,还应注意管道出口的边界条件,如图5-7所示。
图5-7图5-7(a)为自由出流,测压管水头线的终点应画在出口断面的形心上;图5-7(b)为淹没出流,且下游流速水头,测压管水头线的终点应与下游液面平齐;图5-7(c)亦为淹没出流,且下游流速水头,表示管流出口的动能没有全部损失掉,一部分转化为动能,为尚有一部分转化为下游势能,使下游液面抬高,高于管道出口断面的测压管水头,故测压管水头线的终点应低于下游液面。
●绘制总水头线和测压管水头线的具体步骤绘制管道的测压管水头线,是为了了解管中动水压强沿程变化的情况。
在绘制测压管水头线之前,常先绘制总水头线,这是因为任一断面的测压管水头等于该断面的总水头与流速水头之差。
在绘制总水头线时,局部水头损失可作为集中损失绘在边界突然变化的断面上,沿程水头损失则沿程逐渐增加的,因此总水头线在有局部水头损失的地方是突然下降的,而在有沿程水头损失的管段中则是逐渐下降的。
从总水头线向下减去相应断面的流速水头值,便可绘出测压管水头线。
由总水头线,测压管水头线和基准线三者的相互关系可以明确地表示出管道任一断面各种单位机械能量的大小。
●绘制总水头线和测压管水头线应注意的问题1、在绘制总水头线和测压管水头线时,等直径管段的hf沿管长均匀分布。
2、在等直径管段中,测压管水头线与总水头线平行,如图1所示。
当时,总水头线在起点较上游液面高出,如图1(b),当上游行近流速水头时,总水头线的起点在上游液面,如图1(a)。
图13、在绘制水头线时,应该注意管道出口的边界条件条件,如图2所示。
图2图2(a)为自由出流,测压管水头线的终点应画在出口断面的形心上;图2(b)为淹没出流,且下游流速水头,测压管水头线的终点应与下游液面平齐;图2(c)亦为淹没出流,且下游流速水头,表示管流出口的动能没有全部损失掉,一部分转化为动能,为尚有一部分转化为下游势能,使下游液面抬高,高于管道出口断面的测压管水头,故测压管水头线的终点应低于下游液面。
4、测压管水头线沿程可以上升或下降,但总水头线沿程只能下降。
负压段的判别测压管水头高于管轴线的部分其压强水头正,否则为负。
图3 .。
武汉大学水力学教材答案第六章第六章恒定管流1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同,因而各支管水流的总机械能也应相等。
( )2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。
( )( )4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。
( )5、各并联支管的水头损失相同,所以其水力坡度也相同。
( )( )( ) 8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。
设管 1 的沿程水头损失为h f1 ,管 2 的沿程水头损失为h f2。
则h f1与h f2 的关系为()(1)h h(2)h<h f2;(3)h f1 = h f2;(4)无法确定。
c,其管径、管长、上下游水位差均相同,则流量最小的是()。
b管;(3)c管;(4)无法确定。
________________________________________________________;在管道断面突然缩小处,测压管水头线沿程____________________________________。
11、图示为一串联管段恒定流。
各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为______________________。
各管段流速 v1、v、v的关系为____________________________________________________________。
_________________________________________________;出口为淹没出流时,若下游水池中流速v2=0,测压管水头线终点在____________________________,若v2≠0,测压管水头线应____________________________________________________________________下游水面。
13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线,并标明符号及负压区。
M、N 两点的压强高度p m/ g 及p n/ρg。