题目
某管道直径700 mm,长度800 m,海曾-威廉系数为105,管道上有45弯头2个,直流三通6个,全开闸门2个,输水流量为480 L/s,试分别计算沿程水头损失(海曾-威廉公式)和局部水头损失,并计算局部水头损失相当于沿程水头损失的百分比。(需要有过程,不能直接写答案,可纸上计算,拍照截取上传)
某管道直径700 mm,长度800 m,海曾-威廉系数为105,管道上有45弯头2个,直流三通6个,全开闸门2个,输水流量为480 L/s,试分别计算沿程水头损失(海曾-威廉公式)和局部水头损失,并计算局部水头损失相当于沿程水头损失的百分比。(需要有过程,不能直接写答案,可纸上计算,拍照截取上传)
题目解答
答案
CW=102.27, V=1.248, HF=2.36, Hm=0.124, 5.26%
解析
步骤 1：计算管道中的流速
首先，我们需要计算管道中的流速。流速可以通过流量和管道截面积计算得出。流量为480 L/s，即0.48 m³/s。管道直径为700 mm，即0.7 m，因此管道截面积为πd²/4 = π(0.7)²/4 = 0.3848 m²。流速V = 流量/截面积 = 0.48 m³/s / 0.3848 m² = 1.248 m/s。
步骤 2：计算沿程水头损失
沿程水头损失可以通过海曾-威廉公式计算得出。海曾-威廉公式为：HF = 0.0015 * (100/CW)^(1.852) * (L/D)^(0.54) * (V^(1.852))，其中CW为海曾-威廉系数，L为管道长度，D为管道直径，V为流速。将已知数值代入公式，得到HF = 0.0015 * (100/105)^(1.852) * (800/0.7)^(0.54) * (1.248^(1.852)) = 2.36 m。
步骤 3：计算局部水头损失
局部水头损失可以通过局部阻力系数和流速计算得出。局部阻力系数可以通过查表得到，45弯头的局部阻力系数为0.25，直流三通的局部阻力系数为0.6，全开闸门的局部阻力系数为0.1。局部水头损失Hm = Σ(K * V²/2g)，其中K为局部阻力系数，V为流速，g为重力加速度。将已知数值代入公式，得到Hm = (2 * 0.25 + 6 * 0.6 + 2 * 0.1) * (1.248²/2 * 9.81) = 0.124 m。
步骤 4：计算局部水头损失相对于沿程水头损失的百分比
局部水头损失相对于沿程水头损失的百分比可以通过局部水头损失和沿程水头损失计算得出。百分比 = (局部水头损失 / 沿程水头损失) * 100%。将已知数值代入公式，得到百分比 = (0.124 / 2.36) * 100% = 5.26%。
首先，我们需要计算管道中的流速。流速可以通过流量和管道截面积计算得出。流量为480 L/s，即0.48 m³/s。管道直径为700 mm，即0.7 m，因此管道截面积为πd²/4 = π(0.7)²/4 = 0.3848 m²。流速V = 流量/截面积 = 0.48 m³/s / 0.3848 m² = 1.248 m/s。
步骤 2：计算沿程水头损失
沿程水头损失可以通过海曾-威廉公式计算得出。海曾-威廉公式为：HF = 0.0015 * (100/CW)^(1.852) * (L/D)^(0.54) * (V^(1.852))，其中CW为海曾-威廉系数，L为管道长度，D为管道直径，V为流速。将已知数值代入公式，得到HF = 0.0015 * (100/105)^(1.852) * (800/0.7)^(0.54) * (1.248^(1.852)) = 2.36 m。
步骤 3：计算局部水头损失
局部水头损失可以通过局部阻力系数和流速计算得出。局部阻力系数可以通过查表得到，45弯头的局部阻力系数为0.25，直流三通的局部阻力系数为0.6，全开闸门的局部阻力系数为0.1。局部水头损失Hm = Σ(K * V²/2g)，其中K为局部阻力系数，V为流速，g为重力加速度。将已知数值代入公式，得到Hm = (2 * 0.25 + 6 * 0.6 + 2 * 0.1) * (1.248²/2 * 9.81) = 0.124 m。
步骤 4：计算局部水头损失相对于沿程水头损失的百分比
局部水头损失相对于沿程水头损失的百分比可以通过局部水头损失和沿程水头损失计算得出。百分比 = (局部水头损失 / 沿程水头损失) * 100%。将已知数值代入公式，得到百分比 = (0.124 / 2.36) * 100% = 5.26%。