第三章 管路,孔口和管嘴的水力计算(4)
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重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案课程名称:流体力学 授课时间 2013 年 3 月授课教师:年 月日授课对象 系 别油气储运系本次课学时年级班次章节题目第三章 压力管路和孔口、管嘴的水力计算目的要求(含技能要求)掌握压力管路的分类、水力计算,掌握薄壁小孔出流的特征本节重点压力管路的水力计算及薄壁小孔出流 本节难点压力管路的水力计算及薄壁小孔出流 教学方法 理论教学与实例举例相结合。
教学用具 PPT 。
问题引入以实例引入。
如何突出重点 多次重复及字体区别。
难点与重点讲解方法 实例与课程内容相结合,加深印象。
内容与步骤简单长管的水力计算 复杂长管的水力计算 沿程均匀泄流管路 短管的水力计算定水头孔口和管嘴泄流 变水头泄流压力管路中的水击 本次课小 节课程小结 本章着重讨论运用流体运动的基本规律和水头损失的计算方法对实际工程管路进行水力计算,总结出实用的计算方法。
教后札记讨论、思考题、作业(含实训作业)1、何为管路特性曲线,有何用途?2、串并联管路各有何特点?在输油管上有哪些应用?3、分支管路应如何进行水力计算?重庆能源职业学院教案教学内容压力管路介绍压力管路在工程实际中的主要应用。
(10分钟)压力管路的分类(10分钟)长管的水力计算(20分钟)复杂管路的水力计算(50分钟)复杂管路的水力计算(60分钟)短管的水力计算(30分钟)孔口出流介绍孔口出流在工程实际中的主要应用和研究方法。
(10分钟)孔口出流的分类本节主要讨论孔口出流的一些基本概念:薄壁孔口、厚壁孔口、大孔口、小孔口、自由出流、淹没出流。
重点介绍薄壁孔口和厚壁孔口的主要技术特征。
(20分钟)薄壁小孔口自由出流分析推导薄壁小孔口自由出流时的各个特征参数计算公式。
(60分钟)水击现象日常生活中,快速开关阀门、停泵或突然断电一、水击的产生1、水击现象(水锤)在有压管路内,由于流速急剧变化,引起管内压强突然变化,并在整个管长范围传播的现象,称水击。
流体力学孔口管嘴出流与管路水力计算流体力学是研究流体运动和力学性质的物理学科。
在水力学中,孔口管嘴出流和管路水力计算是流体力学的一个重要应用。
1.孔口管嘴出流孔口管嘴出流是指在一定压力差下,流体从孔口或管嘴中流出的现象。
它是一种自由射流,不受管道限制,流速和流量可以自由变化。
对于理想流体来说,根据贝努利定律和连续性方程,可以得出孔口管嘴出流速度的计算公式:v = √(2gh)其中,v为出流速度,g为重力加速度,h为液面距离孔口或管嘴的高度差。
可以看出,出流速度与液面高度差成正比,与重力加速度的平方根成正比。
对于真实流体来说,考虑到粘性和摩擦等因素,出流速度会稍有减小。
此时,可以使用液体流量系数进行修正。
液体流量系数是指实际流量与理论流量之比,一般使用实验数据来确定。
根据实验结果,可以通过乘以液体流量系数来修正出流速度的计算。
管路水力计算是指在给定管道材料、管径和流体性质的条件下,计算流体在管路中的流动状态、压力损失以及流量等参数。
管路水力计算是实际工程中常见的问题,它可以帮助我们了解管道的输送性能和节能问题。
管道中的流体运动受到多个因素的影响,包括管道长度、管道粗糙度、流速、流量等。
在水力学计算中,一般常用的公式有达西公式和罗斯诺-魏谢巴赫公式。
达西公式可以用来计算管道中流体的摩阻损失,它的计算公式为:ΔP=λ(L/D)(v^2/2g)其中,ΔP为管道中的压力损失,L为管道长度,D为管道直径,v为流速,g为重力加速度,λ为摩阻系数,也称为达西摩阻系数。
罗斯诺-魏谢巴赫公式则可以用来计算管路中流体的水力损失,它的计算公式为:ΔP=ρ(h_f+h_m)其中,ΔP为管路中的总压力损失,ρ为流体密度,h_f为摩阻压力损失,也称为莫阿P(Moody)摩阻,h_m为各种表面或局部的附加压力损失。
除了达西公式和罗斯诺-魏谢巴赫公式,还有一些经验公式和图表可以用来计算管路的压力损失和流量。
这些公式和图表都是根据实验数据和经验总结得出的,可以帮助工程师在实际应用中进行快速计算。