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1、1/15第七章第七章 压力管路、孔口、管嘴压力管路、孔口、管嘴 1 1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算2 2 复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算3 3 短管的水力计算短管的水力计算4 4 水击现象水击现象5 5 孔口与管嘴孔口与管嘴2/157-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算 前前前前面面面面两两两两章章章章详详详详细细细细介介介介绍绍绍绍了了了了流流流流体体体体流流流流动动动动的的的的基基基基本本本本原原原原理理理理。介介介介绍绍绍绍这这这这些些些些基基基基本本本本原原原原理理理理的的的的目目目目的的的的是是是是为为为为了了了了工工工工程应用，尤其是石油工程方面的应用
2、。程应用，尤其是石油工程方面的应用。程应用，尤其是石油工程方面的应用。程应用，尤其是石油工程方面的应用。 一一一一个个个个很很很很重重重重要要要要的的的的方方方方面面面面是是是是应应应应用用用用于于于于管管管管路路路路的的的的水水水水力力力力计计计计算算算算，而而而而管管管管路路路路水水水水力力力力计计计计算算算算的的的的目目目目的的的的是是是是设设设设计计计计管管管管路及优化使用管路。路及优化使用管路。路及优化使用管路。路及优化使用管路。7-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算 液体在一定的压差作用下流动的管路，称为压力管路。压力管路水力计算液体在一定的压差作用下流动的管路，称为
3、压力管路。压力管路水力计算时，根据沿程水头损失和局部水头损失所占比例，分为两类：时，根据沿程水头损失和局部水头损失所占比例，分为两类： 长管长管：局部水头损失和流速水头在能量方程中所占的比重较小，以致在：局部水头损失和流速水头在能量方程中所占的比重较小，以致在计算中可以忽略不计的压力管路；计算中可以忽略不计的压力管路； 短管短管：局部水头损失和流速水头在能量方程中所占的比重较大，以致在：局部水头损失和流速水头在能量方程中所占的比重较大，以致在计算中不能忽略的压力管路。计算中不能忽略的压力管路。 辨析辨析: :长管和短管并不是按照几何长度来划分的，而是按照局部水头损失长管和短管并不是按照几何长度
4、来划分的，而是按照局部水头损失以及流速水头所起的作用来划分的。以及流速水头所起的作用来划分的。 辨析辨析: :一般来说，室外管路多属于长管，如油田的地面集输管路和外输管一般来说，室外管路多属于长管，如油田的地面集输管路和外输管路。室内管线多属于短管，如联合站、计量间内管件较多的管路。路。室内管线多属于短管，如联合站、计量间内管件较多的管路。 简单长管简单长管是指液体从入口到出口均在同一等直径管道中流动，没有出现流是指液体从入口到出口均在同一等直径管道中流动，没有出现流体的分支或汇合的管路。体的分支或汇合的管路。复杂管路复杂管路，如串联管路、并联管路、分支管路和管网等。，如串联管路、并联管路、分
5、支管路和管网等。7-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算忽略局部水头损失和速度水头，能量方程为：忽略局部水头损失和速度水头，能量方程为： 对于层流流动对于层流流动 对于紊流的水力光滑对于紊流的水力光滑 紊流混合摩擦区、完全粗糙区紊流混合摩擦区、完全粗糙区 查莫迪图或其他公式沿程水头损失的达西公式沿程水头损失的达西公式 注：注： 也可以把阻力系数代入，也可以把阻力系数代入，进一步写成系数，进一步写成系数， 具具体取值见表体取值见表7-17-17-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算工程实际中，简单长管的设计计算问题可归结为以下三类：工程实际中，简单长管的设计计算问题可归结
6、为以下三类： 第一类问题：已知地形、流体性质、第一类问题：已知地形、流体性质、输送量输送量、管路几何尺寸管路几何尺寸，计，计算管路的算管路的水头损失水头损失或者压降；或者压降； 第二类问题：已知地形、流体性质、第二类问题：已知地形、流体性质、管路几何尺寸管路几何尺寸和和允许压降允许压降，计算管路的计算管路的输送量输送量； 第三类问题：已知地形、流体性质、第三类问题：已知地形、流体性质、输送量输送量、管长，、管长，( (压降未知压降未知) )，设计计算设计计算最佳管径最佳管径。 对于第一类问题，根据已知条件可以直接计算得到结果。对于后两对于第一类问题，根据已知条件可以直接计算得到结果。对于后两类
7、问题，由于输送量或者管径未知，无法求取流体流动的雷诺数，即无法类问题，由于输送量或者管径未知，无法求取流体流动的雷诺数，即无法判断流态也不能确定摩擦系数，需要采用试算法或迭代法求解。判断流态也不能确定摩擦系数，需要采用试算法或迭代法求解。 7-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算1.1.第一类问题第一类问题 已知管径、管长和地形（即管路起点和终点的地面标高），根据给定已知管径、管长和地形（即管路起点和终点的地面标高），根据给定的输送量，计算管路中的压降。这类问题无论是在管路初步还是正式设计的的输送量，计算管路中的压降。这类问题无论是在管路初步还是正式设计的计算中，都会经常遇到。解决
8、这类问题的计算步骤是：计算中，都会经常遇到。解决这类问题的计算步骤是： 根据给定的流量，管径和液体性质，算出雷诺数，确定流动状态；根据给定的流量，管径和液体性质，算出雷诺数，确定流动状态； 确定沿程阻力系数确定沿程阻力系数 ，计算水头损失，计算水头损失h hf f； 由能量方程计算压降。由能量方程计算压降。7-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算2.2.第二第二类问题 已知管径、管已知管径、管长和地形，在一定和地形，在一定压降限制下，确定当某种液体通降限制下，确定当某种液体通过时最大最大输送量。由于流量是未知数，无法先判送量。由于流量是未知数，无法先判别流流动状状态，可用，可用试算
9、法。算法。计算步算步骤为： 利用能量方程求出水利用能量方程求出水头损失失h hf f 值； 然后假然后假设流流动状状态，沿程阻力系数沿程阻力系数 ，求出，求出输送量送量Q Q； 验算流态，如果假设正确则所求得的输送量为正确值，否则重新假设。验算流态，如果假设正确则所求得的输送量为正确值，否则重新假设。7-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算 对前两类问题，也可以先做出图对前两类问题，也可以先做出图7 72 2所示的管路特性曲线，然后由管路所示的管路特性曲线，然后由管路特性曲线求解。下面以第二类问题为例，给出如下的求解步骤：特性曲线求解。下面以第二类问题为例，给出如下的求解步骤： 先
10、设定几个不同的流体和输送量，按照第一类问题的算法，求出相应先设定几个不同的流体和输送量，按照第一类问题的算法，求出相应的水头损失的水头损失hfhf ； 绘制管路特性曲线；绘制管路特性曲线； 由给定的压降，依据能量方程求出水头损失由给定的压降，依据能量方程求出水头损失hfhf ； 再由求得的再由求得的hfhf值，从管路特性曲线上查出相应的流量。值，从管路特性曲线上查出相应的流量。Qh hf f07-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算3.3.第三类问题第三类问题 已知管长、地形、流体性质和输送量，要求设计最经济的管径。在这类问题中，已知管长、地形、流体性质和输送量，要求设计最经济的管
11、径。在这类问题中，管径和压降都是未知数管径和压降都是未知数。在一定的流量下，管径的大小直接影响流速的大小和流动状态。在一定的流量下，管径的大小直接影响流速的大小和流动状态的变化，也就影响水头损失（压降）的大小。的变化，也就影响水头损失（压降）的大小。 小管径小管径，材料省，轻便，造价低；但管径小，流速大，水头损失大，需要高位水，材料省，轻便，造价低；但管径小，流速大，水头损失大，需要高位水塔或大功率输液泵，增加了设备费和养护费。塔或大功率输液泵，增加了设备费和养护费。大管径大管径，管材多，重量大，运输和安装不，管材多，重量大，运输和安装不便，保温费用多，造价高；但管径大流速小，水头损失小，设备
12、投资和运转费较省。便，保温费用多，造价高；但管径大流速小，水头损失小，设备投资和运转费较省。 管中管中流速过大流速过大，管子易磨损，迅速关闭阀门时，产生较大水击压力，造成管子爆，管子易磨损，迅速关闭阀门时，产生较大水击压力，造成管子爆裂。反之，管中裂。反之，管中流速过小流速过小，液体中的质易在管中沉淀，侵蚀管壁并增大摩擦阻力。，液体中的质易在管中沉淀，侵蚀管壁并增大摩擦阻力。 因此，因此，管径的选择管径的选择必须全面考虑各方面的利弊，即要必须全面考虑各方面的利弊，即要保持一定的流速保持一定的流速，又要符，又要符合合经济要求经济要求，使操作管理方便，输液成本尽可能节省。，使操作管理方便，输液成本
13、尽可能节省。 根据经验，一般油田内部管路中的液体流速以根据经验，一般油田内部管路中的液体流速以1 12 2米米/ /秒左右为宜，外输管路中秒左右为宜，外输管路中的流速可取的流速可取1 13m/s3m/s。在进行初步设计时，可参考表。在进行初步设计时，可参考表7 72 2推荐的经济流速。推荐的经济流速。7-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算第三第三类问题：设计管径的步管径的步骤大致如下：大致如下： 根据根据设计流量，在适宜的流速范流量，在适宜的流速范围内内选择几种不同的管径；几种不同的管径； 按照按照选择的管径，求出相的管径，求出相应的的实际流速；流速； 根据根据实际流速、管径和油
14、品粘度，求出雷流速、管径和油品粘度，求出雷诺数，判数，判别流流动状状态，进一步求出水一步求出水头损失；失； 由由总水水头损失及失及压力确定力确定泵的的扬程和功率，从而算出每年程和功率，从而算出每年动力消耗力消耗费用；用； 计算出全部算出全部设备每年平均的折旧每年平均的折旧费； 把把选用不同管径用不同管径时，每年所需的全，每年所需的全 部开支一一算出；部开支一一算出； 以管径为横坐标，年费用为纵坐标，以管径为横坐标，年费用为纵坐标， 绘成曲线，如图绘成曲线，如图7 73 3。 图7 73 3管径与年管径与年费用用的关系曲的关系曲线d d费用用A AC CB Bd dm m7-1 7-1 简单长管
15、的水力计算简单长管的水力计算例例7 71 1 水平的铸铁管线，长度水平的铸铁管线，长度L L=800m=800m，内径，内径D D=0.5m=0.5m，绝对粗糙度，绝对粗糙度=1.2mm=1.2mm，以以Q Q=1000m3/h=1000m3/h的输送量输水（的输送量输水（=0.001Pas=0.001Pas），试求压降。），试求压降。7-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算例例7 72 2 用用1084mm1084mm，长度为，长度为2000m2000m，绝对粗糙度为，绝对粗糙度为0.02mm0.02mm的水平管道输送密度为的水平管道输送密度为850kg/m3850kg/m3，粘
16、度为，粘度为5.010-3Pas5.010-3Pas的原油，设允许的压降为的原油，设允许的压降为0.2MPa0.2MPa，试求原油的输，试求原油的输送量。送量。 7-1 7-1 简单长管的水力计算简单长管的水力计算例例7 73 3 一管路总长为一管路总长为70m70m，要求输水量为，要求输水量为30m3/h30m3/h，允许的水头损失为，允许的水头损失为4.5m4.5m。假。假设管材的绝对粗糙度为设管材的绝对粗糙度为0.2mm0.2mm，水的粘度为，水的粘度为0.001Pas0.001Pas，试求管径。，试求管径。 7-2 7-2 复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算 由不同直径的管段依序连接
17、而成的管路称为串联管路。自一点分支，而又汇由不同直径的管段依序连接而成的管路称为串联管路。自一点分支，而又汇合于另一点的两条或两条以上的管路称为并联管路。这两种管路是计算复杂管路合于另一点的两条或两条以上的管路称为并联管路。这两种管路是计算复杂管路的基础。下面分别讨论其水力特点和计算方法。的基础。下面分别讨论其水力特点和计算方法。一、串联管路一、串联管路二、并联管路二、并联管路三、分支管路三、分支管路7-2 7-2 复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算一、串联管路一、串联管路L L1 1L L2 2L L3 3q q1 1q q2 2Q Q1 1 , D, D1 1Q Q2 2 , , D D
18、2 2Q Q3 3 , , D D3 3测压管水管水头线h hf f3 3h hf f1 1h hf f2 2h hf f图7 74 4 串串联管路管路图7 74 4图表示三种不同直径管段的串表示三种不同直径管段的串联。虚。虚线箭箭头表示表示该点接有支点接有支线，分出一部分，分出一部分液流。干液流。干线各段的流量用各段的流量用Q Q表示，支表示，支线分出的流量用分出的流量用q q表示。表示。图中阴影中阴影线表示水表示水头损失失状况。串状况。串联管路的特点：管路的特点：各各节点点处，流，流进和流出的流量平衡。它反和流出的流量平衡。它反映了映了质量守恒的量守恒的连续原理，即流入与流出原理，即流入与
19、流出节点的流量的代数和点的流量的代数和为0 0，则有有 全段的全段的总水水头损失失为各段水各段水头损失的失的总和，即和，即 7-2 7-2 复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算例例7 75 5 图示一个串联管路，管径、管长、沿程阻力系数和流量分别标于图中。图示一个串联管路，管径、管长、沿程阻力系数和流量分别标于图中。试按长管计算所需的水头为若干？试按长管计算所需的水头为若干？图图7 75 5 例例7 75 5图图 H HL L1 1=1000m=1000mD D1 1=250mm=250mm1 1=0.025=0.025L L2 2=500m=500mD D2 2=200mm=200mm2 2
20、=0.026=0.026q q=25 =25 l/sl/sQ Q=25 =25 l/sl/s7-2 7-2 复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算例例7 75 5 图示一个串联管路，管径、管长、沿程阻力系数和流量分别标于图中。图示一个串联管路，管径、管长、沿程阻力系数和流量分别标于图中。试按长管计算所需的水头为若干？试按长管计算所需的水头为若干？图图7 75 5 例例7 75 5图图 H HL L1 1=1000m=1000mD D1 1=250mm=250mm1 1=0.025=0.025L L2 2500m500mD D2 2=200mm=200mm2 2=0.026=0.026q q=25
21、 =25 l/sl/sQ Q=25 =25 l/sl/s。7-2 7-2 复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算二、并联管路二、并联管路A AB BQ Q1 1, ,D D1 1, ,L L1 1Q Q2 2, ,D D2 2, ,L L2 2Q Q3 3,D,D3 3,L,L3 3图图7 76 6 密闭容器中的水头密闭容器中的水头 各并各并联管内流量的管内流量的总和等于自和等于自A A点点流入各管的流入各管的总流量，即流量，即 各并各并联管内的水管内的水头损失相等，即失相等，即7-2 7-2 复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算例例7 76 6 今有输送原油的并联管路，已知输送量为今有输送原油
22、的并联管路，已知输送量为204m3/h204m3/h，运动粘滞系数，运动粘滞系数=0.4210-4m2/s=0.4210-4m2/s，管径分别为，管径分别为0.156m0.156m和和0.203m0.203m，管长依次为，管长依次为10km10km和和8km8km。试求。试求两管内的流量及水头损失。两管内的流量及水头损失。解解: : 由于由于Q Q1 1和和Q Q2 2都是未知数，流动状态无法确定，因此对这类问题，只有采用试都是未知数，流动状态无法确定，因此对这类问题，只有采用试算法解决。先假设流动是在水力光滑区，待求出流量后再对流动状态进行校核。算法解决。先假设流动是在水力光滑区，待求出流量
23、后再对流动状态进行校核。7-2 7-2 复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算 假假设流流动是在水力光滑区，是在水力光滑区，则水水头损失的关系式失的关系式h hf f1 1= =h hf f2 2可得可得流量关系式流量关系式Q Q= =Q Q1 1+ +Q Q2 2， 校核流校核流动状状态, ,属水力光滑区属水力光滑区 确定水头损失：确定水头损失：21/15三、分支管路三、分支管路例例7 77 7 从从泵房房A A向三个罐区向三个罐区输油。油。设计流量流量为一号罐区一号罐区60m3/h60m3/h，二号罐区，二号罐区50m3/h50m3/h，三号罐区三号罐区50m3/h50m3/h；各点的高度以
24、；各点的高度以m m计，标于于旁；各管段的长度以旁；各管段的长度以m m计，标于图中。各计，标于图中。各罐最大油面高度为罐最大油面高度为11m11m，油面蒸汽压力为，油面蒸汽压力为0.25m0.25m油柱，油品的运动粘度系数为油柱，油品的运动粘度系数为710-710-6m2/s6m2/s，油品的密度为，油品的密度为830kg/m3830kg/m3，试计算各管段的直径和输液泵的出口压头。，试计算各管段的直径和输液泵的出口压头。(1)60(1)6010001000500500600600400400(3)54(3)54(2)52(2)524040A AB B45454040300300C C7-2
25、 7-2 复杂管路的水力计算复杂管路的水力计算7-3 7-3 短管的水力计算短管的水力计算 液体由贮液箱经短管流到大气中，管路上装有两个相同的弯头和一个阀门，液体由贮液箱经短管流到大气中，管路上装有两个相同的弯头和一个阀门，管段管段L L1 1、L L2 2和和L L3 3的沿程阻力系数、管径和流速分别为的沿程阻力系数、管径和流速分别为1 1、D D1 1和和v v1 1；管段；管段L L4 4和和L L5 5则分别为则分别为2 2、D D2 2及及v v2 2。 L L3 3L L4 4L L5 50 0H HL L1 1L L2 22 21 13 34 41 10 0P Pa a1 122
26、7-3 短管的水力计算短管的水力计算能量方程能量方程v1=(D2/D1)2v2 水头损失水头损失管系阻力系数管系阻力系数管系流量系数管系流量系数 7-3 短管的水力计算短管的水力计算H HD D1 1D D2 2D D3 3r r1 1r r2 2r r3 3o oQ Q 当流量较小时，管路处于层流，这时当流量较小时，管路处于层流，这时H H 与与Q Q 成直线关系；成直线关系； 当流量较大时，流动状态过渡到紊流，这时的管路特性曲线为曲线。当流量较大时，流动状态过渡到紊流，这时的管路特性曲线为曲线。 7-3 短管的水力计算短管的水力计算3.9m3.9mD D2.0m2.0m3.25m3.25m
27、3.25m3.25mA AB B6.80m6.80mE EF F0.4m0.4m0.15m0.15mC CG G例例7 78 8 图示水力循环系统，水的粘度图示水力循环系统，水的粘度10-6m2/s10-6m2/s，管子为普通镀锌管，内径均，管子为普通镀锌管，内径均为为0.05m0.05m，每个圆弯头局部阻力系数为，每个圆弯头局部阻力系数为0.60.6，进口阻力系数为，进口阻力系数为0.50.5，系统内的流量，系统内的流量为为0.2m3/min0.2m3/min。求。求阀门的局部阻力系数阀门的局部阻力系数；管系阻力系数和全管路的水头损失；管系阻力系数和全管路的水头损失；泵的扬程和有效功率。泵的
28、扬程和有效功率。7-3 短管的水力计算短管的水力计算例例7 78 8 图示水力循环系统，水的粘度图示水力循环系统，水的粘度10-6m2/s10-6m2/s，管子为普通镀锌管，内径均，管子为普通镀锌管，内径均为为0.05m0.05m，每个圆弯头局部阻力系数为，每个圆弯头局部阻力系数为0.60.6，进口阻力系数为，进口阻力系数为0.50.5，系统内的流量，系统内的流量为为0.2m3/min0.2m3/min。求。求阀门的局部阻力系数阀门的局部阻力系数；管系阻力系数和全管路的水头损管系阻力系数和全管路的水头损失；失；泵的扬程和有效功率。泵的扬程和有效功率。解：解：阀门的局部阻力系数阀门的局部阻力系数
29、 7-3 短管的水力计算短管的水力计算计算全管路的水算全管路的水头损失失普通普通镀锌管的管的=0.39mm=0.39mm，查莫迪莫迪图可得可得=0.0357=0.0357。管。管线总长L L=17.3m=17.3m，管，管系的阻力系数系的阻力系数为则全管路的水全管路的水头损失失为例例7 78 8 图示水力循环系统，水的粘度图示水力循环系统，水的粘度10-6m2/s10-6m2/s，管子为普通镀锌管，内径均，管子为普通镀锌管，内径均为为0.05m0.05m，每个圆弯头局部阻力系数为，每个圆弯头局部阻力系数为0.60.6，进口阻力系数为，进口阻力系数为0.50.5，系统内的流量，系统内的流量为为0
30、.2m3/min0.2m3/min。求。求阀门的局部阻力系数阀门的局部阻力系数；管系阻力系数和全管路的水头损管系阻力系数和全管路的水头损失；失；泵的扬程和有效功率。泵的扬程和有效功率。例例7 78 8 图示水力循环系统，水的粘度图示水力循环系统，水的粘度10-6m2/s10-6m2/s，管子为普通镀锌管，内径均，管子为普通镀锌管，内径均为为0.05m0.05m，每个圆弯头局部阻力系数为，每个圆弯头局部阻力系数为0.60.6，进口阻力系数为，进口阻力系数为0.50.5，系统内的流量，系统内的流量为为0.2m3/min0.2m3/min。求。求阀门的局部阻力系数阀门的局部阻力系数；管系阻力系数和全
31、管路的水头损管系阻力系数和全管路的水头损失；失；泵的扬程和有效功率。泵的扬程和有效功率。7-3 短管的水力计算短管的水力计算泵的扬程和有效功率泵的扬程和有效功率，7-4 水击现象水击现象 由于某种原因引起管内由于某种原因引起管内液体流速突然变化液体流速突然变化时，例如迅速开关阀门，突然停泵时，例如迅速开关阀门，突然停泵等，都会引起管内压力突然变化，这种现象叫做水击现象。这种压力变化由于等，都会引起管内压力突然变化，这种现象叫做水击现象。这种压力变化由于管管壁和液体的弹性作用壁和液体的弹性作用，造成压力波在管内迅速传播，常常可以听到液体对管壁的，造成压力波在管内迅速传播，常常可以听到液体对管壁的
32、锤击声，所以又称水击为水锤。锤击声，所以又称水击为水锤。 水击压缩波：水击压缩波：在管路中，这种压力变化是由于液体的惯性造成的。如果液体在管路中，这种压力变化是由于液体的惯性造成的。如果液体原来以某一流速原来以某一流速v v流动，突然使之停止，即在很短的时间内使流速变为零，由于流流动，突然使之停止，即在很短的时间内使流速变为零，由于流速的突然变化，引起惯性水头的作用使压力随之突然增加。速的突然变化，引起惯性水头的作用使压力随之突然增加。 水击膨胀波：水击膨胀波：反之，当原来是静止的液体，突然使其产生一流速反之，当原来是静止的液体，突然使其产生一流速v v时，同样由时，同样由于惯性水头的作用使压
33、力突然降低。于惯性水头的作用使压力突然降低。 水击压力水击压力：这种增加或降低的压力叫做水击压力。水击压力是一个可观的数：这种增加或降低的压力叫做水击压力。水击压力是一个可观的数值，有时会引起管子的爆裂，因此必须给予足够的注意。值，有时会引起管子的爆裂，因此必须给予足够的注意。 7-4 水击现象水击现象0 0l l0 0l lc cB BA Ac cA AB B0cBlA0clAB7-4 水击现象水击现象 当当阀门突然关突然关闭时，在无限小的，在无限小的t t时刻内，与刻内，与阀门紧邻的一的一层液体首先停止流液体首先停止流动。则一一层液体的体液体的体积为AsAs，其，其质量量为AsAs，由，由
34、动量定理可以写出量定理可以写出: : 式中：式中：c c为压力的力的传播速度。播速度。 水击压力的计算公式水击压力的计算公式E E0 0为管材的弹性系数，为管材的弹性系数，E E为液体的弹性系数为液体的弹性系数 液体内的音速，液体内的音速， 管道直径管道直径0 0l lc cB BA A 以上以上讨论的是指的是指阀门关关闭很快，当很快，当压力波力波传递一个往返一个往返时间t t0 0=2=2L L/ /c c之前之前已已经把把阀门全部关死的情况，称之全部关死的情况，称之为直接水直接水击。 如果关如果关闭阀门的的时间为T TM M ，且，且T TM M t t0 0，这种水种水击成成为间接水接水
35、击。间接水接水击的的压强强要比直接水要比直接水击小，一般可用小，一般可用经验公式公式计算，即算，即 7-4 水击现象水击现象7-4 水击现象水击现象例例7 79 9 用用10841084的钢管输水时，水击压力传播速度为多少？若管内流速的钢管输水时，水击压力传播速度为多少？若管内流速v v0=1m/s0=1m/s，可能产生的最大水击压力为多少？若输水总管长，可能产生的最大水击压力为多少？若输水总管长2km2km，则避免直接水击，则避免直接水击的关阀时间以多大为宜？的关阀时间以多大为宜？ T0 =2L/c，5 5 孔口与管嘴孔口与管嘴1 11 1e eH Hc cc c1 1p pa aH Hc
36、cc c1 12 2c cv v2 2h h真空真空2 2一、圆形小孔口的出流一、圆形小孔口的出流 二、管嘴出流二、管嘴出流在孔口上接一段长度在孔口上接一段长度L L=(3=(34)4)D D（D D为孔口直径）的短管，称为管嘴。为孔口直径）的短管，称为管嘴。5 5 孔口与管嘴孔口与管嘴1 11 1e eH Hc cc c一、圆形小孔口的出流一、圆形小孔口的出流 收缩系数收缩系数 能量方程能量方程 流速系数流速系数 流量系数流量系数 5 5 孔口与管嘴孔口与管嘴1 1p pa aH Hc cc c1 12 2c cv v2 2h h真空真空2 2二、管嘴出流二、管嘴出流 液体经管嘴出流时，如同孔口出流一样先发生液流的收液体经管嘴出流时，如同孔口出流一样先发生液流的收缩现象，然后逐渐扩大充满全管嘴后流出。液体从管嘴流出缩现象，然后逐渐扩大充满全管嘴后流出。液体从管嘴流出时不再发生收缩，其收缩系数时不再发生收缩，其收缩系数=1=1 液体经管嘴出流的阻力除有和孔口出流一样的突然收缩液体经管嘴出流的阻力除有和孔口出流一样的突然收缩的局部阻力外，还有突然扩大的局部阻力和沿程阻力。的局部阻力外，还有突然扩大的局部阻力和沿程阻力。 扩+ =进口=0.5
