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已知铸铁管直径d=25cm,长为700m,通过流量为56L/s,水温为10C°,求水头损失。
解:计算过程以及结果如下图所示
工业管道阻力系数的计算
计算时引入“当量粗糙高度”,把工业管道的粗糙折算成人工粗糙。当量粗糙高度是指和工业管道粗糙管区λ值相等的同直径人工粗糙管的粗糙高度。
为了简化计算,1944年莫迪在柯列布鲁克公式的基础上,绘制了工业管道λ的计算曲线,即莫迪图,可按Re及相对粗糙度 Δ/d直接查的λ值。
阻力系数的经验公式
1)希夫林松公式:
2)舍维列夫公式
3)谢才公式
人工粗糙管沿程阻力系数半经验公式
沿程阻力系数的半经验公式是从研究断面流速分布着手,综合普朗特理论和尼古拉兹实验结果推出的。
按照粗糙管的不同,可按图1的公式计算:
工业管道中,经常在管道中间设有异径管、三通、闸阀、弯道、格栅等部件或其他构筑物。在这些局部阻碍处均匀流遭到破坏,引起流速分布的急剧变化,从而形成形状阻力和摩擦阻力,由此产生局部水头损失。
产生的原因
边界层分离和漩涡区得存在是造成局部水头损失的主要原因。
过水断面突然扩大的水头损失计算
有管径A1到管径A2过水断面突然扩大,其水头损失计算公式如下:
由于局部障碍的形式繁多,水力现象及其复杂,除少数几种情况可以用理论结合实验计算外,其余都仅由实验测定。
沿程水头公式
紊流的沿程水头损失可采用达西-魏斯巴赫公式
λ与雷诺数Re及Δ/d有关。Δ为管壁粗糙度高度,d为圆管的直径。
尼古拉兹实验
1933年德国科学家尼古拉兹在圆管内壁粘贴上经过筛分具有相同粒径(即绝对粗糙度Δ)的砂粒,制成人工均匀颗粒粗糙的管道,得出了反映圆管流动情况的试验结果,得出了 λ=f(Re,Δ/d)的规律。尼古拉兹实验虽然不能完全用于工业管道,但是它全面揭示了不同流态情况下 λ和雷诺数Re及相对粗糙度Δ/d的关系,从而说明确定λ的各种经验公式和半经验公式有一定的适用范围。
人工粗糙管沿程阻力系数半经验公式
沿程阻力系数的半经验公式是从研究断面流速分布着手,综合普朗特理论和尼古拉兹实验结果推出的。
按照粗糙管的不同,可按下图的公式计算:
工业管道阻力系数的计算
计算时引入"当量粗糙高度",把工业管道的粗糙折算成人工粗糙。当量粗糙高度是指和工业管道粗糙管区λ值相等的同直径人工粗糙管的粗糙高度。
为了简化计算,1944年莫迪在柯列布鲁克公式的基础上,绘制了工业管道λ的计算曲线,即莫迪图,可按Re及相对粗糙度 Δ/d直接查的λ值。
阻力系数的经验公式
1)希夫林松公式:
2)舍维列夫公式
3)谢才公式
紊流水头损失分为两部分,即沿程水头损失和局部水土损失,下面分别介绍。
沿程水头损失公式
紊流的沿程水头损失可采用达西-魏斯巴赫公式
λ与雷诺数Re及Δ/d有关。Δ为管壁粗糙度高度,d为圆管的直径。
尼古拉兹实验
1933年德国科学家尼古拉兹在圆管内壁粘贴上经过筛分具有相同粒径(即绝对粗糙度Δ)的砂粒,制成人工均匀颗粒粗糙的管道,得出了反映圆管流动情况的试验结果,得出了 λ=f(Re,Δ/d)的规律。尼古拉兹实验虽然不能完全用于工业管道,但是它全面揭示了不同流态情况下 λ和雷诺数Re及相对粗糙度Δ/d的关系,从而说明确定λ的各种经验公式和半经验公式有一定的适用范围。
工业管道中,经常在管道中间设有异径管、三通、闸阀、弯道、格栅等部件或其他构筑物。在这些局部阻碍处均匀流遭到破坏,引起流速分布的急剧变化,从而形成形状阻力和摩擦阻力,由此产生局部水头损失。
产生的原因
边界层分离和漩涡区得存在是造成局部水头损失的主要原因。
过水断面突然扩大的水头损失计算
有管径A1到管径A2过水断面突然扩大,其水头损失计算公式如下:
由于局部障碍的形式繁多,水力现象及其复杂,除少数几种情况可以用理论结合实验计算外,其余都仅由实验测定。
已知铸铁管直径d=25cm,长为700m,通过流量为56L/s,水温为10C°,求水头损失。
解:计算过程以及结果如图2所示
2100433B
PE管水头损失计算
管道长度( m) 1000 管材 PE80 拟定管道外径 dn 200 拟定设计压力等级 sdr 40 拟定壁厚 5 管道内径 d(mm) 190 过流断面 (m 2 ) 0.0283385 k 0.000915 SL310取值 m 1.774 SL310取值 β 4.774 SL310取值 供水规模 (m 3 /d) 4435 拟定流量(m 3 /s) 0.05133102 单位管长水头损失 0.01308776 沿程水头损失 (m) 13.0877597 局部水头损失( m) 2.61755194 取沿程水头损失的 20% 水头损失合计( m) 15.7053117 作用水头( m) 21 设计流速v 1.8113527 v 2 /2g 0.16404993 λ /d 0.07977912 μ c 0.1086135 流量复核( m3/s) 0.06307908 引水规模 (m3/d)