第16讲流体的管内流动与水力计算：简单管路

（1）按ΣQi=0分配流量 从A点和最远点F点分配，可假设
（2）计算各管段损失并填表 注意正负号 hi SiQi2
（3）计算校正流量ΔQ
注意公共段CD
环网计算表
环 管 假定流
路 段 量Qi
Si
管段校 校正后 校正后
hi
hi /Qi
ΔQ
正流量 的流量Qi 的hi
AB +0.15 59.76 +1.3346 8.897

vB2 2g
zA

zB
pA pB
g

v
2 A
2g
1 vB2Biblioteka 2gH0——作用水头
H0

1

vB2 2g
流速
vB
1
1
2gH0 2gH0
对锐缘进口的管嘴，ζ=0.5， 1 0.82
1 0.5
流量 Q vB A A 2gH0 A 2gH0
Qi 0 b.由流量确定各管段管径
d 4Qi ve
ve——经济流速（规范要求）
c.由控制线确定作用压力
p pi pc Spi Qi2 pc 或 H hi hc Shi Qi2 hc
d.阻力平衡，调整支管管径
（2）管网布置和作用压力已定，求di——校核计 算，扩建管网
短管的作用水头
H0

1

l d


v2 2g
1→突扩ζ=1，H0→H
H l v2
d 2g
v2

4Q

d
2
2

代入，得

例题
已知串联管道ζ i=0.5，l1=300m，d1=0.6m， ε 1=0.0015m，l2=240m，d2=0.9m， ε 2=0.0003m， ν =1×10-6m2/s ，H=6m，求通过该管道的流量qv。
2 1
例： H=20m, 吸水管长L1=10m, 压水管长L2=1000m, 管径均 为d=500mm, 沿程损失系数=0.022, 不计局部损失, 设计流量 为Q=0.2m3/s, 如果要求2-2截面的真空压强为4.4kpa 试求: (1)水泵安装高度
1 va vmax 2
第四节 圆管中流体的层流流动
3.沿程损失系数
8va l 32va l hf 2 gr0 gd 2
又
l va hf d 2g
64 f Re Re
2
比较
注意：沿程损失系数仅与雷诺数有关。
第五节 黏性流体的紊流流动
一、紊流（湍流）流动
紊流（随机的旋涡运动）：由许许多多不 同尺度的旋涡运动叠加而成。运动过程中， 大尺度的旋涡分裂成小涡，而小涡则由于 粘性耗损逐渐消失，其所带的能量转化为 热能，整个流动是旋涡不断产生——分 裂——消灭的过程。

3、沿程损失与流动状态的关系
结论：流态不同，沿程损失规律不同
ab段
层流
1 45
m1 1.0 m2 1.75 ~ 2.0
ef段 be段
湍流 临界状态
2 6015'6325'
m3 2.0
例题

水在内径d=100mm的管中流动，流速为 v=0.5m/s，水的运动黏度ν=1×10-6m2/s。 试问水的流动状态？若管中液体是油，流 速不变，但运动黏度ν=31×10-6m2/s。问 油的流动状态？

分支管路、汇合管路和并联管路三种。
C
C
l1d1u1λ1
B
A
O l2d2u2λ2
分支管路
l3d3u3λ3
B
A
l2d2u2λ2
O
汇合管路
1 2
并联管路
6
第一章 流体流动—第五节 管路计算
二、复杂管路 complex pipeline 并联管路的计算 Calculation of parallel pipeline
等径管路
12 1 2
21 2 1
不等径管路
循环管路
2
第一章 流体流动—第五节 管路计算
一、简单管路 simple pipeline
2.简单管路的特点：
① 通过各管段的质量流量不变，对不可压缩流体则体 积流量不变；
② 整个管路的阻力损失为各管段的阻力损失之和。
简单管路计算所用方程式有以下三个：
u2 2
c
p
g
u2 2g
c
17
第一章 流体流动—气体动力学基础
二、理想气体一元恒定流动的基本方程
3.能量方程 (2)等温过程： 指温度保持不变的热力过程。
12
第一章 流体流动—气体动力学基础
1224km/h ；美国宇航局研制的X-43A超音速实验飞机 9.6马赫
13
第一章 流体流动—气体动力学基础
14
第一章 流体流动—气体动力学基础
二、理想气体一元恒定流动的基本方程
1.连续性方程
A1
A2 u2
A3 u3
u1
质量守恒：qm1=qm3
ρ1u1A1=ρ3u3A3
8
第一章 流体流动—气体动力学基础

流体的管内流动与水力计算： 管路的串联与并联
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
Hale Waihona Puke 21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈