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图6-4-6所示虹吸管,当管中充满水后可以源源不断将上游水池的水排至下游。在图6-4-6中,已知管长
(来学网)
=7m,
=3m,
=10m,管径为100mm。h
=3m。沿程阻力系数λ=0.03,进口处有滤网ξ=3.0,
=0.5,求下游管道出口断面D(流入大气)应比上游水面低多少,才能使虹吸管中流量为221/s。并问虹吸管中最小压强发生在何处?数值是多少?
正确答案:
取上游水面为断面1-1,下游D处出口断面为断面2-2,取通过D的水平面为基准面写能量方程。
为了排出流量221/s,D点应在上游水面下方4.4m处。为了找出压强最低点,需绘制总水头线和测压管水头线,见图6-4-7。注意A和D处水头线的画法。A断面自水池水面开始(池中总水头线和测压管水头线均为水面线),进入管道后有一进口损失--总水头竖直下降,再有AB段沿程损失--斜直线。出口D处总水头线应比断面中心高一流速水头,因出口为流人大气--自由出流,空气阻力可忽略,无出口损失,而出口流速仍保持为v。D处的测压管水头线应在断面中心,因出口相对压强为零,测压管线与管轴线重合。从图中看到,测压管水头线大多在管轴线下方,表示
值为负。从图中看到压强沿管线的变化,AB段压强由正到零(测压管水头线与管轴线相交处,
=0)到负,BC段压强负值增大直至C点,CD段负值减小到D点压强为零。故最小压强发生在断面C。为求p
,取上游水面1-1与断面C写出能量方程:(上游水面为基准面)
C断面真空值 p
=60.76kPa
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