注冊結(jié)構(gòu)工程師試題輔導(dǎo)：恒定流習(xí)題(1)

[例6-5-1] 如圖6-5-4所示管道，若d=150mm，l=30m，H=4m。λ=0.025，(ζ進(jìn)口=0.5，ζ彎=0.2，ζ閥=2.0，ζ出口=1.0。求管中流量，并定性繪制管道的測壓管水頭線和總水頭線。

[解] 取斷面1—1，2-2，過池Ⅱ水面的水平面為基準(zhǔn)面，寫出能量方程

測壓管水頭線和總水頭線繪于圖6-5-5上。定性繪制時(shí)不必算出每段的沿程損失和每個(gè)局部損失的大小，按比例繪于圖上。只需根據(jù)其特點(diǎn)定性地繪出：1)無能量輸出時(shí)，總水頭線總是下降的斜直線。管徑不變，單位長度的損失相同，總水頭線坡度不變。2)在有局部損失處，總水頭線的下降集中繪在發(fā)生突變處。雖然局部損失是在一段長度內(nèi)完成的，但為了簡化，將其畫在一個(gè)斷面上。如圖6-5-5，總水頭線在進(jìn)口、閥門、彎頭、出口的各斷面上均有突降，其下降值即為該處局部損失值。3)測壓管水頭線總是在總水頭線的下方，其高差即為該斷面的流速水頭值。圖6-5-5中，由于管徑不變，流速不變，所以總水頭線與測壓管水頭線平行。因總水頭在出口處的損失為一個(gè)流速水頭，所以測壓管水頭線對于管道出口斷面，可從下游水面這一點(diǎn)開始畫，逐段推出總水頭線的平行線，直至進(jìn)口斷面。4)測壓管水頭線與管人軸線之間的高差即為該斷面管中心點(diǎn)的p/ρg。由此可以清楚地看出沿著管軸線壓強(qiáng)的變化。知道何處壓強(qiáng)最大和最小。再通過寫能量方程具體求出壓強(qiáng)數(shù)值滿足工程上的需要。5)注意管道進(jìn)口和出口兩斷面上左右兩側(cè)(即管中和水池中)壓強(qiáng)變化的區(qū)別：出口斷面上，左右兩側(cè)壓強(qiáng)相等。這是因?yàn)樽髠?cè)管道中有流速，流體具有單位動(dòng)能v2/2g，但在右側(cè)水池中流速被當(dāng)作為零，即動(dòng)能為零。動(dòng)能何處去了呢?在出口過程中全部損失了(出口損失恰好為1個(gè)流速水頭)，因此壓能沒有變化。進(jìn)口斷面上，左側(cè)水池中流速被當(dāng)作為零、動(dòng)能為零。進(jìn)入管道后(右側(cè))，有一進(jìn)口損失，還有動(dòng)能。損失的是壓能，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的也是壓能，因此壓能在進(jìn)入管道后下降很多，管道左右側(cè)大不相同。

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