1、第四章 不可壓縮粘性流體的一元流動(dòng),4-10 工程應(yīng)用舉例 孔口和管嘴出流(自己閱讀) 串聯(lián)管路與并聯(lián)管路 管網(wǎng)計(jì)算 4-11 管流中的水擊,工程應(yīng)用舉例串聯(lián)管路與并聯(lián)管路,管網(wǎng)計(jì)算,迭代法求解的步驟 (Hardy-Cross法),(1). 根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的連續(xù)性條件, 估算各管道的流量Qi (2). Qi 需進(jìn)行修正, 設(shè)環(huán)路內(nèi)各管段均增加一個(gè)微量Q, 使修正后的流量(Qi+ Q)滿足水頭損失閉合條件,得到修正量為,例4-12 L1=12m, L2=15m, L3=10m, d1=0.3m, d2=0.25m, d3=0.2m,管材為鋼材, 粗糙度為=0.5mm, 如果水位為H=5m 試求: 流

2、量,解:,故:,例5-7 引水管徑d=500mm, 管道傾角為=300 , 彎頭a與b均為折管, Q=0.4m3/s ,上游水庫水深h1=3.0m, 過流斷面寬度B1=5.0m, 下游水庫水深h2=2.0m, 過流斷面寬度B2=3.0m 求: 引水管進(jìn)口, 出口, 彎頭 a 和 b 處損失的水頭,解:,A. 引水管進(jìn)口: 1-1至3-3為突然縮小 A1=B1h1 A3=A,B. 引水管出口: 4-4至2-2 A4 =A A2 =h2 B2,C. 彎頭 a 和 b :,例4-13 如圖從水池1將水引入水池2, d=150mm, H=4m,L=20m, 沿程損失系數(shù)=0.037, 總的局部損失系數(shù)

3、為=4.28 求: 管內(nèi)水的流量,解:,將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式得 Q=0.0515m3/s,例4-16 如圖從水池1將水引入水池2, H=4m,L=20m, 沿程損失系數(shù)=0.037, 總的局部損失系數(shù)為=4.28, 若管流的設(shè)計(jì)流量為 Q = 0.022m3/s 求: 管徑d為多少,解:,代入有關(guān)數(shù)據(jù), 化簡后得: d5=0.74+0.428d 令 x=10d, 則 f(x)=x5-0.428x-0.74 方程 f(x)=0 的解可用牛頓迭代法進(jìn)行求解, 選x0=1, 經(jīng)兩次迭代得 x=1.034, 故管徑d=0.103mm.,例4-17 L1=500m, L2=800m, L3=1000m,

4、d1=300mm, d2=250mm, d3=200mm, 設(shè)總流量Q=0.28m3/s 求: 每一根管段的流量,解:,鑄鐵管的粗糙度=1.2mm(表4-2), 查莫迪圖, 有,因 Q = Q1+Q2+Q3= Q1(1+Q2/Q1+Q3/Q1) = 1.7242 Q1 故,例4-14 d=100mm, 總長L=20m, z=5m, h=4m, AC長L1=8m, CB長L2=12m, 沿程損失系數(shù)=0.04, 局部損失系數(shù) 1=0.8, 2=3=0.9, 4=1 試求: (1)流量Q (2)若管道的真空壓強(qiáng)不得超過68kpa , 試校核頂點(diǎn)C的真空度是否滿足要求,解:,列左池水面到C截面間伯努

5、利方程, 有,例4-15 H=20m, 吸水管長L1=10m, 壓水管長L2=1000m, 管徑均為d=500mm, 沿程損失系數(shù)=0.022, 不計(jì)局部損失, 設(shè)計(jì)流量為Q=0.2m3/s, 如果要求2-2截面的真空壓強(qiáng)為4.4kpa 試求: (1)水泵安裝高度 (2)水泵的功率,解:,V=Q/A=1.0186m/s,對1-1與2-2應(yīng)用伯努利方程,水泵的有效功率為 P=gQ(H+hw),1.水擊波的傳播,P, A, , u0 , 時(shí)刻: t=L/C,管流中的水擊,C,水擊壓強(qiáng) p 和傳播速度C,由圖(a),連續(xù)性方程有,由動(dòng)量方程有,由(1)導(dǎo)出,由(2)導(dǎo)出,坐標(biāo)建立在波面上,推導(dǎo)C的計(jì)算公式,又,連續(xù)性方程可寫為 則有,E為流體的彈性模量, Es 為管壁材料