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1、 第第3章章管网水力学管网水力学3.1给排水管网水流特征给排水管网水流特征3.1.1 恒定流与非恒定流恒定流与非恒定流3.1.2均匀流与非均匀流均匀流与非均匀流3.1.3压力流与重力流压力流与重力流3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.1 水头损失计算公式水头损失计算公式3.2.2水头损失计算实例水头损失计算实例 3.3管道的水利等效简化管道的水利等效简化3.4水泵和泵站水泵和泵站1 1 第第3 3章章 管网水力学管网水力学3.1给排水管网水流特征给排水管网水流特征流态特征（层流、紊流、过渡流）流态特征（层流、紊流、过渡流）紊流流态分为阻力平方区、过渡区紊流流态分为阻力平方区、过渡区以
2、及水力光滑区。以及水力光滑区。管径大小和管壁粗糙度。管径大小和管壁粗糙度。水流基本处于紊流过渡区和阻力平水流基本处于紊流过渡区和阻力平方区，故取值在方区，故取值在1.75-2之间。之间。前言前言2 2 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.1给排水管网水流特征给排水管网水流特征3.1.1恒定流与非恒定流恒定流与非恒定流给排水管网中水的流态不可能为恒定流；但是设给排水管网中水的流态不可能为恒定流；但是设计中按照恒定流进行计算。计中按照恒定流进行计算。3 3 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.1给排水管网水流特征给排水管网水流特征3.1.2均匀流与非均匀流均匀流与非均匀流管网中水的流态
3、也不可能为均匀流；但当管道截管网中水的流态也不可能为均匀流；但当管道截面在一定距离内不发生变化和转弯时可认为是均面在一定距离内不发生变化和转弯时可认为是均匀流；当管道局部出现三通、转弯或变径时则为匀流；当管道局部出现三通、转弯或变径时则为非均匀流。非均匀流。4 4 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.1给排水管网水流特征给排水管网水流特征3.1.3压力流与重力流压力流与重力流水头（位置水头、压力水头、流速水头组成势能水头（位置水头、压力水头、流速水头组成势能和动能）和动能）水头损失（沿程阻力、沿程水头损失、局部阻力、水头损失（沿程阻力、沿程水头损失、局部阻力、局部水头损失）局部水头损失）
4、5 5 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式水头损失计算公式分为沿程水头损失和局部水头损失分为沿程水头损失和局部水头损失计算沿程水头损失可采用谢才公式或采用达西公计算沿程水头损失可采用谢才公式或采用达西公式。式。局部水头损失计算采用公式局部水头损失计算采用公式6 6 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式水头损失计算公式谢才公式谢才公式达西公式达西公式注意谢才公式与达西公式的应用范围。注意谢才公式与达西公式的应用范围。7 7 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3
5、.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式水头损失计算公式谢才系数或沿程阻力系数的求解谢才系数或沿程阻力系数的求解谢才系数或沿程阻力系数的求解可选择谢才系数或沿程阻力系数的求解可选择舍维列夫公式（原苏联）、海曾舍维列夫公式（原苏联）、海曾-威廉公式威廉公式（德国）、科尔波洛克（德国）、科尔波洛克-怀特公式（英国）、怀特公式（英国）、巴甫洛夫斯基公式（原苏联）或曼宁公式巴甫洛夫斯基公式（原苏联）或曼宁公式（英国）。（英国）。8 8 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式水头损失计算公式局阻与沿程水头损失的指数形式
6、局阻与沿程水头损失的指数形式沿程水头损失的指数形式沿程水头损失的指数形式局阻水头损失公式的指数形式局阻水头损失公式的指数形式管道水头损失的指数形式管道水头损失的指数形式9 9 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.1水头损失计算公式水头损失计算公式局阻与沿程阻力的关系局阻与沿程阻力的关系局阻一般只占沿程阻力的局阻一般只占沿程阻力的5%以内，可以忽略不以内，可以忽略不计。计。1010 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.2水头损失计算实例水头损失计算实例例题例题某管道直径为某管道直径为700mm，长度为
7、，长度为800m，海曾，海曾-威廉姆粗糙系数为威廉姆粗糙系数为105，管道上有，管道上有90度弯头度弯头2个、直流三通个、直流三通6个、全开闸阀个、全开闸阀2个，输水流个，输水流量为量为480L/s。计算沿程水头损失和局部水头。计算沿程水头损失和局部水头损失并计算局阻与沿程阻力之比。损失并计算局阻与沿程阻力之比。1111 分析分析本题已知流量可以确定流速（本题已知流量可以确定流速（？）。）。已知粗糙系数可求沿程阻力系数（已知粗糙系数可求沿程阻力系数（？）已知上述两项可求沿程水头损失已知上述两项可求沿程水头损失局阻系数已知可求局阻水头损失局阻系数已知可求局阻水头损失 第第3 3章章 管网水力学管
8、网水力学 3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.2水头损失计算实例水头损失计算实例1212 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.2水头损失计算实例水头损失计算实例计算过程计算过程1.q=480L/s，D=700mm=0.7m，则，则v=1.248m/s。2.3.=0.9*2+0.1*6+0.19*2=2.784.5.0.22/2.25=0.10=10%.1313 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.3非满管流水力计算非满管流水力计算水力计算图表水力计算图表等比例简化等比例简化已知公式中的三项
9、求解其余两项已知公式中的三项求解其余两项这部分自学这部分自学1414 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.3管道的水力等效简化管道的水力等效简化水力等效简化原则：水力等效简化原则：等效后管网与原系统具有相等效后管网与原系统具有相同的水力特性。同的水力特性。1515 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.3管道的水力等效简化管道的水力等效简化3.3.1串联和并联管道的简化串联和并联管道的简化串联管道的简化串联管道的简化Ll1d1l2d2lNdN串联管道串联管道当串联管段管径相同时呢？当串联管段管径相同时呢？1616 并联管道的简化并联管道的简化d1q1d2q2dNqNdq并联管道并联管
10、道 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.3管道的水力等效简化管道的水力等效简化3.3.1串联和并联管道的简化串联和并联管道的简化当并联管段管径相同时呢？当并联管段管径相同时呢？1717 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.3管道的水力等效简化管道的水力等效简化3.3.2沿线均匀出流的简化沿线均匀出流的简化ql+qtqtql简化思路简化思路假定沿线出水均匀（假定沿线出水均匀（实际呢实际呢？）？）把沿线流量折算为起端与末端流量（把沿线流量折算为起端与末端流量（与实际是否相符与实际是否相符？）？）由两项假定推导出如下公式由两项假定推导出如下公式1818 第第3 3章章 管网水力学管网水力
11、学 3.3管道的水力等效简化管道的水力等效简化3.3.2沿线均匀出流的简化沿线均匀出流的简化令令n=2，转输系数，转输系数=q=qt t/q/ql l，则，则对上式进行等价变换，即对上式进行等价变换，即 0 0时，时， 时，时， 0.51919 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.3管道的水力等效简化管道的水力等效简化3.3.3局部水头损失计算的简化局部水头损失计算的简化说明：简化为需要的计算管径。说明：简化为需要的计算管径。2020 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和泵站水泵和泵站3.4.1水泵水泵叶片式水泵图2121 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和
12、泵站水泵和泵站3.4.1水泵水泵IS型单级单吸离心泵型单级单吸离心泵2222 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和泵站水泵和泵站3.4.1水泵水泵产品概述产品概述S型泵是单级双吸，卧型泵是单级双吸，卧式中开离心泵，供输送清式中开离心泵，供输送清水或物理化学性质类似于水或物理化学性质类似于水的其它液体之用。输送水的其它液体之用。输送液体的温度不超过液体的温度不超过80，适合于工厂、矿山、城市、适合于工厂、矿山、城市、电站、农田排灌和各种水电站、农田排灌和各种水利工程。利工程。型号意义：型号意义：200S63A200泵吸入口直径泵吸入口直径为为200mm；S单级双吸离心泵；单级双吸离
13、心泵；63扬程为扬程为63m；A叶轮外径第一叶轮外径第一次切割。次切割。2323 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和泵站水泵和泵站3.4.1水泵水泵离心泵离心泵离心泵的抽水装置底阀底阀和莲和莲蓬头蓬头弯管弯管离心泵离心泵动力机动力机压力管道压力管道出水池出水池2424 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和泵站水泵和泵站3.4.1水泵水泵立式轴流泵结构图2525 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和泵站水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线水泵和泵站特性曲线某某S型水泵性能曲线型水泵性能曲线QP2626 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵
14、和泵站水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线水泵和泵站特性曲线工频泵水力特性公式工频泵水力特性公式调速泵水力特性公式调速泵水力特性公式水泵静扬程与转速有关，而水泵内阻保持不变。水泵静扬程与转速有关，而水泵内阻保持不变。2727 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和泵站水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线水泵和泵站特性曲线考虑吸、压水管路的水泵水力特性公式考虑吸、压水管路的水泵水力特性公式Q2828 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和泵站水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线水泵和泵站特性曲线泵站水力特性公式泵站水力特性公式同型号水泵并联水力特性公式同型号水泵并联
15、，每台泵流量相同；等效为一台泵即同型号水泵并联，每台泵流量相同；等效为一台泵即为泵站水力特性曲线。为泵站水力特性曲线。假定泵站中有假定泵站中有n台同型号水泵并联，每台泵水力特性台同型号水泵并联，每台泵水力特性曲线为曲线为当不计管路水头损失时，则有如下流量与扬程对应关当不计管路水头损失时，则有如下流量与扬程对应关系，见下表系，见下表2929 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和泵站水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线水泵和泵站特性曲线单台单台q单台单台he单台单台sp单台单台hpN台台qN台台heN台台spN台台hpqhesphpNqhe？hp？得同型号水泵并联水力特性公式得同型
16、号水泵并联水力特性公式3030 第第3 3章章 管网水力学管网水力学 3.4水泵和泵站水泵和泵站3.4.2水泵和泵站特性曲线水泵和泵站特性曲线不同型号水泵泵站水力特性曲线不同型号水泵泵站水力特性曲线由于型号不同，故工作流量不等，采用最小二由于型号不同，故工作流量不等，采用最小二乘法进行计算确定乘法进行计算确定方法：方法：1）从水泵样本中查出其水力特性曲线公）从水泵样本中查出其水力特性曲线公式，确定每台泵高效扬程段进而确定共同式，确定每台泵高效扬程段进而确定共同高效扬程段。高效扬程段。2）确定若干高效扬程段中的）确定若干高效扬程段中的扬程，根据特性曲线求出流量。扬程，根据特性曲线求出流量。3）根
17、据扬）根据扬程、流量采用最小二乘法进行计算程、流量采用最小二乘法进行计算he、sp。水泵串联特性曲线？水泵串联特性曲线？3131 第第3章章管网水力学管网水力学问题：问题：1.进行管段均匀出流简化时，把管道划分为进行管段均匀出流简化时，把管道划分为若干较短小管道时，能否减小计算误差？若干较短小管道时，能否减小计算误差？2.未确定管径时能否进行局阻等效简化？未确定管径时能否进行局阻等效简化？3.多台水泵并联工作，泵站静扬程会否受到多台水泵并联工作，泵站静扬程会否受到影响？影响？4.求泵站水力特性曲线时，若不按照高效段求泵站水力特性曲线时，若不按照高效段进行计算将会出现何问题？进行计算将会出现何问题？3232 第第3章章管网水力学管网水力学重点重点1.水力等效简化原则、方法（并联、串联）。水力等效简化原则、方法（并联、串联）。2.沿线均匀出流的简化计算（方法、系数）。沿线均匀出流的简化计算（方法、系数）。3.计算泵站水力特性曲线（同型号、不同型号）。计算泵站水力特性曲线（同型号、不同型号）。注意：注意：最小二乘法公式不一定背过，但等效简化公式一最小二乘法公式不一定背过，但等效简化公式一定要记住！定要记住！3333
