1、1 某露天式压力钢管，管径 D3m，跨中断面最大静水头 =62m。水锤压力0H，钢管允许应力 MPa，焊缝系数0.3H127.5，若将允许应力降低 20。试确定管壁厚度，并验算是否应设95刚性环？若其钢管轴向倾角 ，求径向水压力在此非钢性环断面的03管壁顶点( )和水平轴线( )处的环向应力？02解：(1) 3 369.810(.2)1.0122570.8HDmA计 24m计实构造要求：(a) 3.80 (b) 6mm最后取管壁厚度 14实(2)是否应设刚性环？D302m12(,2m)计 计 注 ： 用 不 考 虑 的 裕 度故需设刚性环。(3) 环向应力(1-1 断面)13060(cos)9
2、.8.51.s3co)(29(7().rHPaMPa2 某电站采用露天式压力钢管，跨中断面最大作用水头为 80.6m(包括水击压力)，钢管直径 D=3m，管厚 ,若其管轴线与地面夹角16m，法向均布力(垂直管轴线) ，0383.7/qkNm水 +管支墩间距 L=10m。求（1） 是否需设钢性环？（2） 管截面顶点由径向水压力产生的环向应力？（3） 由法向力在管壁顶点产生的轴向应力？解：(1) 023141Dm计故需设刚性环。(2) 管截面顶点由径向水压力产生的环向应力13 00(cos)9.80.5861.cs3o)(4rHPaMPa(3) 由法向力在管壁顶点产生的轴向应力 2183.70kN
3、mA302221coscos8.462.45.4x MPar3 某引水式水电站设有三台冲击式水轮机，单管单机供水， =3200kW，试单根据下面资料对机组丢弃全部负荷时进行水锤计算(判断水锤类型并计算其值)。已知管长 500m，直径 0.85m，管壁厚度 =14mm，管末端中心线设计水头s250m，设计流量 1.6m3/s，机组总的关闭时间 5.3 秒,采用明钢管， =0.3，=0.5, =2.1105N/cm2， =2.1105N/mm2。wEs思路：(1)判断是直接水锤还是间接水锤？(2)若是间接水锤，继续判断是第一相水锤还是末相水锤？水锤计算直接水锤间接水锤第一相水锤末相水锤解：(1)计
4、算水锤波速 56103s 22E.10.4=./.8KNmr5410/332./22.1.86wgra sE(2)判断水锤类型 25=0.813rLTsa=0.7.53.71szTs因为 ，故发生间接水锤。r(3)判断间接水锤类型 201.632.0854.9avgH0.61.故产生第一相水锤。(4)计算第一相水锤值 2max0.50854.19.137sLvgHT120(.5)6注 ： 小 于 ， 可 用 近 似 公 式10=.7251.mA4 某水电站装有冲击式水轮机，静水头 ，采用简单管，管0长 L=400m，阀门全开时，管道流速 ，水锤波速3./vsa=1000m/s，(1)阀门有效关
5、闭时间 ，求最大水锤压力；(2)如果5sT阀门的有效关闭时间延长到 ，求最大水锤压力(开度依直线规律.2s变化，用近似公式)。解：(1)(a)判断水锤类型 40=.81rLTsa因为 ，故发生直接水锤。sr(b)计算最大水锤值m01()(3.50)6.898aHvg(2)(a)判断水锤类型 24=.rLTs因为 ，故发生间接水锤。3.sr(b)判断是第一相水锤还是末相水锤013.51.78290avgH.78故产生末相水锤。(c)计算末相水锤值 max043.50.469.12sLvgT2.7.0mHm5 简单引水式水电站，采用简单圆筒式调压室，引水隧洞长 950m，断面15m2，Q=46.2
6、m 3/s， ，水头损失.12.06n引 水 道 622093whQnQ，压力管道水头损失 062262T374， ，水库上游最高水位 189.3m，10.n压 力 管 道死水位 182.0m，尾水位 124.0m，尾水位最高 124.8m，最低 122.5m，若取安全系数 1.1，求调压室断面面积。思路：关键在于求 00w2(3)k TLfFgHh解：(1)水头损失计算(a)引水道的水头损失 622620 2519124.3.43whQnQm(b)压力管道的水头损失 062262T 27914013042whn(c)求引水道的阻力系数 0221.30.9465whv(2)计算水头 087Hm
7、(3)计算调压室临界断面 0 20w950116.72(3)2.1.8(7.23.)k TLfF mgh(4)计算调压室断面面积216718.3kFm6 某引水道洞长 500m，直径 4m，最大流量 25.12m3/s，局部水头损失系数之和0.4.n引 水 道，隧洞末端设一简单圆筒式调压室，调压室之后的压力管道的8最大水头损失为 0.9m，若上游最高水位 250m，最低水位 200m，下游水位 150m。求小波动时，调压室所需最小稳定断面面积(安全系数取 1.1)。解：(1)计算水头 02150Hm(2)求引水道总阻力系数 224/34/38139( 1)4nL DRmRg注 ： 为 水 力 半 径 ，(3) 计算引水道的水头损失 22w05.1.390.64hvm(4)由题意知，压力管道的水头损失为 0.wTh(5) 计算调压室临界断面 0 220w50449.32(3)2.139.8.60.k TLfF mgH (6) 调压室所需最小稳定断面面积(设计断面) 2145.km且0 0T 5.6.913wHh=故调压室所需的最小稳定断面面积为 54.2m2。
