1、,第3章 管網(wǎng)水力學(xué),3.1 給排水管網(wǎng)水流特征 3.1.1 恒定流與非恒定流 3.1.2 均勻流與非均勻流 3.1.3 壓力流與重力流 3.2 管渠水頭損失計(jì)算 3.2.1 水頭損失計(jì)算公式 3.2.2 水頭損失計(jì)算實(shí)例 3.3 管道的水利等效簡化 3.4 水泵和泵站,第3章 管網(wǎng)水力學(xué)3.1 給排水管網(wǎng)水流特征,流態(tài)特征（層流、紊流、過渡流） 紊流流態(tài)分為阻力平方區(qū)、過渡區(qū)以及水力光滑區(qū)。 管徑大小和管壁粗糙度。 水流基本處于紊流過渡區(qū)和阻力平方區(qū)，故取值在1.75-2之間。,前言,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.1 給排水管網(wǎng)水流特征3.1.1 恒定流與非恒定流,給排水管網(wǎng)中水的流態(tài)不可能為恒定

2、流；但是設(shè)計(jì)中按照恒定流進(jìn)行計(jì)算。,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.1 給排水管網(wǎng)水流特征3.1.2均勻流與非均勻流,管網(wǎng)中水的流態(tài)也不可能為均勻流；但當(dāng)管道截面在一定距離內(nèi)不發(fā)生變化和轉(zhuǎn)彎時(shí)可認(rèn)為是均勻流；當(dāng)管道局部出現(xiàn)三通、轉(zhuǎn)彎或變徑時(shí)則為非均勻流。,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.1 給排水管網(wǎng)水流特征3.1.3壓力流與重力流,水頭（位置水頭、壓力水頭、流速水頭組成勢能和動能） 水頭損失（沿程阻力、沿程水頭損失、局部阻力、局部水頭損失）,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.2 管渠水頭損失計(jì)算3.2.1水頭損失計(jì)算公式,分為沿程水頭損失和局部水頭損失 計(jì)算沿程水頭損失可采用謝才公式或采用達(dá)西公式。 局部水頭損失計(jì)算

3、采用公式,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.2 管渠水頭損失計(jì)算3.2.1水頭損失計(jì)算公式,謝才公式 達(dá)西公式,注意謝才公式與達(dá)西公式的應(yīng)用范圍。,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.2 管渠水頭損失計(jì)算3.2.1水頭損失計(jì)算公式,謝才系數(shù)或沿程阻力系數(shù)的求解 謝才系數(shù)或沿程阻力系數(shù)的求解可選擇舍維列夫公式（原蘇聯(lián)）、海曾-威廉公式（德國）、科爾波洛克-懷特公式（英國）、巴甫洛夫斯基公式（原蘇聯(lián)）或曼寧公式（英國）。,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.2 管渠水頭損失計(jì)算3.2.1水頭損失計(jì)算公式,局阻與沿程水頭損失的指數(shù)形式 沿程水頭損失的指數(shù)形式 局阻水頭損失公式的指數(shù)形式 管道水頭損失的指數(shù)形式,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3

4、.2 管渠水頭損失計(jì)算3.2.1水頭損失計(jì)算公式,局阻與沿程阻力的關(guān)系 局阻一般只占沿程阻力的5%以內(nèi)，可以忽略不計(jì)。,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.2 管渠水頭損失計(jì)算3.2.2水頭損失計(jì)算實(shí)例,例題,某管道直徑為700mm，長度為800m，海曾-威廉姆粗糙系數(shù)為105，管道上有90度彎頭2個(gè)、直流三通6個(gè)、全開閘閥2個(gè)，輸水流量為480L/s。計(jì)算沿程水頭損失和局部水頭損失并計(jì)算局阻與沿程阻力之比。,分析,本題已知流量可以確定流速（？）。 已知粗糙系數(shù)可求沿程阻力系數(shù)（？） 已知上述兩項(xiàng)可求沿程水頭損失 局阻系數(shù)已知可求局阻水頭損失,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.2 管渠水頭損失計(jì)算3.2.2水頭損失

5、計(jì)算實(shí)例,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.2 管渠水頭損失計(jì)算3.2.2水頭損失計(jì)算實(shí)例,計(jì)算過程,1.q=480L/s，D=700mm=0.7m，則v=1.248m/s。 2. 3.=0.9*2+0.1*6+0.19*2=2.78 4. 5.0.22/2.25=0.10=10%.,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.2 管渠水頭損失計(jì)算3.2.3非滿管流水力計(jì)算,水力計(jì)算圖表 等比例簡化 已知公式中的三項(xiàng)求解其余兩項(xiàng) 這部分自學(xué),第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.3 管道的水力等效簡化,水力等效簡化原則：等效后管網(wǎng)與原系統(tǒng)具有相同的水力特性。,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.3 管道的水力等效簡化3.3.1串聯(lián)和并聯(lián)管道的簡化,

6、串聯(lián)管道的簡化,L,l1,d1,l2,d2,lN,dN,串聯(lián)管道,當(dāng)串聯(lián)管段管徑相同時(shí)呢？,并聯(lián)管道的簡化,d1,q1,d2,q2,dN,qN,d,q,并聯(lián)管道,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.3 管道的水力等效簡化3.3.1串聯(lián)和并聯(lián)管道的簡化,當(dāng)并聯(lián)管段管徑相同時(shí)呢？,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.3 管道的水力等效簡化3.3.2沿線均勻出流的簡化,ql+qt,qt,ql,簡化思路 假定沿線出水均勻（實(shí)際呢？） 把沿線流量折算為起端與末端流量（與實(shí)際是否相符？） 由兩項(xiàng)假定推導(dǎo)出如下公式,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.3 管道的水力等效簡化3.3.2沿線均勻出流的簡化,令n=2，轉(zhuǎn)輸系數(shù)=qt/ql，則,對上

7、式進(jìn)行等價(jià)變換，即, 0時(shí)，, 時(shí)， 0.5,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.3 管道的水力等效簡化3.3.3局部水頭損失計(jì)算的簡化,說明：簡化為需要的計(jì)算管徑。,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,葉片式水泵圖,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,IS型單級單吸離心泵,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,產(chǎn)品概述 S型泵是單級雙吸，臥式中開離心泵，供輸送清水或物理化學(xué)性質(zhì)類似于水的其它液體之用。輸送液體的溫度不超過80，適合于工廠、礦山、城市、電站、農(nóng)田排灌和各種水利工程。 型號意義： 200S63A 200 泵吸入口直徑為200mm； S單級雙

8、吸離心泵； 63 揚(yáng)程為63m； A 葉輪外徑第一次切割。,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,離心泵,離心泵的抽水裝置,底閥和蓮蓬頭,彎管,離心泵,動力機(jī),壓力管道,出水池,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.1水泵,立式軸流泵結(jié)構(gòu)圖,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲線,某S型水泵性能曲線,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲線,工頻泵水力特性公式,調(diào)速泵水力特性公式,水泵靜揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速有關(guān)，而水泵內(nèi)阻保持不變。,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲線,考慮吸、壓水管路的水泵水力

9、特性公式,Q,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲線,泵站水力特性公式,同型號水泵并聯(lián)水力特性公式,同型號水泵并聯(lián)，每臺泵流量相同；等效為一臺泵即為泵站水力特性曲線。,假定泵站中有n臺同型號水泵并聯(lián)，每臺泵水力特性曲線為,當(dāng)不計(jì)管路水頭損失時(shí)，則有如下流量與揚(yáng)程對應(yīng)關(guān)系，見下表,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲線,得同型號水泵并聯(lián)水力特性公式,第3章 管網(wǎng)水力學(xué) 3.4 水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲線,不同型號水泵泵站水力特性曲線,由于型號不同，故工作流量不等，采用最小二乘法進(jìn)行計(jì)算確定 方法：1）從水泵樣本中查出其水力特性曲線公式，確定每臺泵高效揚(yáng)程段進(jìn)而確定共同高效揚(yáng)程段。2）確定若干高效揚(yáng)程段中的揚(yáng)程，根據(jù)特性曲線求出流量。3）根據(jù)揚(yáng)程、流量采用最小二乘法進(jìn)行計(jì)算he、sp。 水泵串聯(lián)特性曲線？,第3章 管網(wǎng)水力學(xué),問題： 1.進(jìn)行管段均勻出流簡化時(shí)，把管道劃分為若干較短小管道時(shí)，能否減小計(jì)算誤差？ 2.未確定管徑時(shí)能否進(jìn)行局阻等效簡化？ 3.多臺水泵并聯(lián)工作，泵站靜揚(yáng)程會否