武汉大学教学实验报告
学院：水利水电学院 专业：水利水电工程全英文班 2013年6月22日
实验名称 管道局部水头损失实验 指导老师
姓名 吴前进 年级 11级 学号 2011301580067 成绩
一：预习部分
1：实验目的
2:实验基本原理
3：主要仪器设备（含必要的元器件，工具）
一、实验目的
1、掌握测定管道局部水头损失系数的方法。
2、将管道局部水头损失系数的实测值与理论值进行比较。
3、观测管经突然扩大时旋涡区测压管水头线的变化情况和水流情况，以及其他各种边界突变情况下的测压管水头线的变化情况。
二、实验原理
由于边界形状的急剧改变，水流就会与边界分离出现旋涡以及水流流速分布的改组，从而消耗一部分机械能。单位重量液体的能量损失就是水头损失。
边界形状的改变有水流断面的突然扩大或突然缩小、弯道及管路上安装阀门等。
局部水头损失常用流速水头与与系列的乘积表示。
gvhj2
式中：—局部水头损失系数。系数是流动形状与边界形状的函数，即= f（Re，边界形状）。一般水流Re数足够大时，可认为系数不再随Re数而变化，而看作常数。
管道局部水头损失目前仅有突然扩大可采用理论分析，并可得出足够精确的结果。其他情况则需要用实验方法测定值。突然扩大的局部水头损失可应用动量方程与能量方程及连续方程联合求解得到如下公式：
22112112122222)1(,2)1(,2AAgvhAAgvhjj
式中，A1和v1分别为突然扩大上游管段的断面面积和平均流速；A2和v2分别为突然扩大下游管段的断面面积和平均流速。
三、实验设备
实验设备及各部分名称如图一所示。
二：实验操作部分
1：实验数据，表格及数据处理
2：实验操作过程（可用图表示）
3结论
图一 局部水头损失实验仪
第五章管段流量、管径和水头损失
一、 管网简化的原则
1宏观等效原则：对某些局部进行简化以后，要保持各元素之间的尖 系不 变，即针对于计算目标而言，简化前后是等效的。
2小误差原则：将误差控制在允许的范围内，必须满足特定的要求。管网简 化分为管线简化和附属设施简化。
二、 管网简化的方法
1删除次要管线；
2当管线交叉点很近时，可合并为同一交叉点；
3将全开的阀门去掉，将管线从全闭阀门处切断；
4完全并联的管线，在不影响计算结果的情况下可以简化为单线，但应该 符合水力等效原则；
5当一个供水区域仅由少数几条管线供水和其他管网相连时，可以将连接的 管线断开，将一个管网分解为几个独立的管网，对几个管网分别单独计 算；
6对于混合型管网，将枝装部分省略，将其流量加入上游节点是上，转化为 环状管网，按照上述原则计算。
三、 水力等效原则经过简化后，等效的管网对象与原来的实际对象有相同的 水力特性。如两条并联管线简化成一条后，在相同的流量下，应具有相同 的水头损失。
四、 附属设施简化的方法 1删除不影响全局水力特性的设施，如全开的阀门、排气阀、泄水阀、消火 栓等。
2将同一处的多个相同设施合并，如同一处的多个水量调节设施（清水
池、水塔）合并，并联或串联工作的水泵或水泵站合并。
五、 管网图形的抽象
1将实际工程问题转化为数学问题加以解决，必须建立数学模型，需要对管 网图形元素进行抽象。
2管网图形经过抽象后，仅存在两种元素：节点和管段。
六、 环状管网的简化
1管线省略：省略对水力条件影响小的管线。后果：对于设计新管网来说， 造成管线直径变大。
2管线合并：平行管线进行合并。后果：合并管线的直径越小，则计算水头 损失的误差越小。
3管网分解：两个管网由一条管线连接时，或者多根管线但流向确定的情况 下。
后果：如流量计量不准确，则误差较大。意义：将大管网分解为小型管网； 对于城市边缘管网尤为适用。
4并联串联管段的简化
流量与管径、压力、流速的一般关系之袁州冬雪创作
一般工程上计算时，水管路，压力罕见为0.1--0.6MPa，水在水管中流速在1--3米/秒，常取1.5米/秒.
流量=管截面积X流速=0.002827X管内径的平方X流速(立方米/小时).
其中，管内径单位：mm ，流速单位：米/秒 ，饱和蒸汽的公式与水相同，只是流速一般取20--40米/秒.
水头损失计算Chezy 公式
这里：
Q ——断面水流量（m3/s）
C ——Chezy糙率系数（m1/2/s）
A ——断面面积（m2）
R ——水力半径（m）
S ——水力坡度（m/m）
根据需要也可以变换为其它暗示方法:
Darcy-Weisbach公式
由于
这里：
hf ——沿程水头损失（mm3/s）
f ——Darcy-Weisbach水头损失系数（无量纲）
l ——管道长度（m）
d ——管道内径（mm）
v ——管道流速（m/s）
g ——重力加速度（m/s2）
水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在包管用户水量、水压平安的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和确经济管径.输配水管道水力计算包含沿程水头损失和部分水头损失，而部分水头损失一般仅为沿程水头损失的5~10%，因此本文主要研究、探讨管道沿程水头损失的计算方法.
1.1 管道常常使用沿程水头损失计算公式及适用条件
管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，分歧的水流流态，遵循分歧的规律，计算方法也纷歧样.输配水管道水流流态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的成果.紊流又根据阻力特征划分为水力光滑区、过渡区、粗糙区.管道沿程水头损失计算公式都有适用范围和条件，一般都以水流阻力特征区划分.
水流阻力特征区的辨别方法，工程设计宜采取数值做为辨别式，今朝国内管道常常采取的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数，依照水流阻力特征区划分如表1.
重庆交通大学
《给水排水管网系统》
自编习题汇编
管网课程组
2014年8月 第一章 给水系统概论
思考题
1. 由高地水库供水给城市，如按水源和供水方式考虑，应属于哪类给水系统？
2. 给水系统中投资最大的是那一部分，试行分析。
3. 给水系统是否必须包括取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管和管网、调节构筑物等，哪种情况下可省去其中一部分设施？
4. 什么是统一给水、分质给水和分压给水，哪种系统是目前用得最多？
5. 水源对给水系统布置有哪些影响？
6. 工业给水有哪些系统，各适用于何种情况？
7. 工业用水量平衡图如何测定和绘制？水量平衡图起什么作用？
第二章 设计用水量
思考题
1. 设计城市给水系统时应考虑哪些用水量？
2. 居住区生活用水量定额是按哪些条件制定的？
3. 影响生活用水量的主要因素有哪些？
4. 城市大小和消防流量的关系如何？
5. 怎样估计工业生产用水量？
6. 工业企业为什么要提高水的重复利用率？
7. 说明日变化系数和时变化系数的意义。它们的大小对设计流量有何影响？
8. 为什么城市越小，用水量变化越大？你认为还有哪些因素影响用水量变化系数？
习题
1. 某城最高日用水量为15万m3/d，每小时用水量变化如下表，求：（1）最高日最高时和平均时的流量，（2）绘制用水量变化曲线，（3）拟定二级泵站工作线，确定泵站的流量。
时间 0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~9 9~10 10~11 11~12
用水量
（%） 2.53 2.45 2.50 2.53 2.57 3.09 5.31 4.92 5.17 5.10 5.21 5.21
时间 12~13 13~14 14~15 15~16 16~17 17~18 18~19 19~20 20~21 21~22 22~23 23~24
用水量
（%） 5.09 4.81 4.99 4.70 4.62 4.97 5.18 4.89 4.39 4.17 3.12 2.48
