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层流和紊流一)层流液体在管道内流动,若液体质点作有规则的互不干扰的流动,质点的运动轨迹和液体流动方向相平行,液体的这种运动状态称为层流状态,或称层流二)紊流液体在管道内质点作不规则的、相互混杂的运动,质点运动的轨迹不与液体运动方向相平行。液体的这种运动状态称为素流状态,或称素流三、压力在压力流管道内,压力是指单位流体面积上所承受的作用力若每平方米上承受1牛顿力,即1N/m2称为1帕(斯卡),Pa若每平方毫米面积上承受1牛顿力,即1N/mm2,称为1兆帕(斯卡),MPa。显然1MPa=1×10Pa(一)公称压力管道因自身材料的原因,所能承受的耐压能力取决于使用寿命和高使用温度,为了使管有统一的标准,按标准压力等级分类。国际上的分类方法是使用公称压力(PN)它是指使用水温为20t管件厂家使用寿命为50年,以MPa为单位的允许压力,例如,公称压力PN1,0MPa的给水聚丙烯管,表示在连续使用水温为20℃、使用寿命为50年时,管道允许压力为1.0MPa(二)设计压力在设计选定的流体工作温度下,确保一定的使用寿命。
管道系统设计的大压力称为设压力。给水管道的设计压力与水温、使用寿命有关三)水锤(脉冲压力)在管道内运动着的流体,都有质量和速度。因此,在管道内流动着的流体都有冲力和惯性。当管道内的流体突然被切断,管内流体的惯性就转变为管道内的脉冲压力,这种瞬变的脉冲压力,引起流体内部压力急剧升高或降低,通常,管道系统发生这种现象称为水锤。管道系统引起水锤现象主要原因有:(1)当龙头和阀门被迅速关闭;(2)水泵的启动和突然停止运转;(3)管道内气塞脉冲引起的压力波在管道内来回运动,又随着每个冲击波而逐步削弱。两个脉冲间隔所需时间t可用下式计算水锤现象会导致管道、阀门、接头过早损坏,造成支架、箍圈松动等,因此,应引起人们的高度重视。为了减少管道系统水锤现象发生,在设计和日常操作中,可采取下列措施:(1)可以用大于2L/C的时间关闭阀门,使压力变化尽可能缩小。如果采用有线性关闭特性的阀门。
关闭时间为2LC的6~10倍,可以缓慢地减少液体流动,压力的冲击强度大大降低。因此,以缓闭方式工作的用水配件作为管道终端,可以水锤的发生(2)装设防水锤装置,如缓闭止回阀、隔膜式水锤器等。防水锤装置尽量靠近水锤发生点位置,如水泵出水管起端及支管末端的用水配件前(3)供水方式尽量减小水泵扬程。(4)高层建筑给水系统根据水泵扬程、压力变化情况,在输水干管上装设防水锤新型塑料管材管件厂家由于具有良好的弹性和延伸性,使其脉冲压力显著地小于金属管在同样条件下产生的脉冲压力。这也是塑料管材优越性之一在管道设计时,偶尔产生的脉冲压力,可以包括在设计系数中加以考虑,由于脉冲压力的持续时间短在管额定压力的2.5倍以下,一般是允许的如果脉冲压力反复多次发生,在选择管子的SDR时,设计压力应加上该脉冲压力四、应力应力是单位面积上的内力平均值,所谓内力是指物体内相邻部位之间的相互作用力对于压力管道系统,压力是外界施加在流体上的力,而流体压力施加在管壁上,使管壁产生应力。
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