注册结构工程师试题辅导：恒定流习题(1)

[例6-5-1] 如图6-5-4所示管道，若d=150mm，l=30m，H=4m。λ=0.025，(ζ进口=0.5，ζ弯=0.2，ζ阀=2.0，ζ出口=1.0。求管中流量，并定性绘制管道的测压管水头线和总水头线。

[解] 取断面1—1，2-2，过池Ⅱ水面的水平面为基准面，写出能量方程

测压管水头线和总水头线绘于图6-5-5上。定性绘制时不必算出每段的沿程损失和每个局部损失的大小，按比例绘于图上。只需根据其特点定性地绘出：1)无能量输出时，总水头线总是下降的斜直线。管径不变，单位长度的损失相同，总水头线坡度不变。2)在有局部损失处，总水头线的下降集中绘在发生突变处。虽然局部损失是在一段长度内完成的，但为了简化，将其画在一个断面上。如图6-5-5，总水头线在进口、阀门、弯头、出口的各断面上均有突降，其下降值即为该处局部损失值。3)测压管水头线总是在总水头线的下方，其高差即为该断面的流速水头值。图6-5-5中，由于管径不变，流速不变，所以总水头线与测压管水头线平行。因总水头在出口处的损失为一个流速水头，所以测压管水头线对于管道出口断面，可从下游水面这一点开始画，逐段推出总水头线的平行线，直至进口断面。4)测压管水头线与管人轴线之间的高差即为该断面管中心点的p/ρg。由此可以清楚地看出沿着管轴线压强的变化。知道何处压强最大和最小。再通过写能量方程具体求出压强数值满足工程上的需要。5)注意管道进口和出口两断面上左右两侧(即管中和水池中)压强变化的区别：出口断面上，左右两侧压强相等。这是因为左侧管道中有流速，流体具有单位动能v2/2g，但在右侧水池中流速被当作为零，即动能为零。动能何处去了呢?在出口过程中全部损失了(出口损失恰好为1个流速水头)，因此压能没有变化。进口断面上，左侧水池中流速被当作为零、动能为零。进入管道后(右侧)，有一进口损失，还有动能。损失的是压能，转化为动能的也是压能，因此压能在进入管道后下降很多，管道左右侧大不相同。

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