Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống ppsx

1
12/6/2010 1
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa KTXD - Bộ mơn KTTNN
Giảng viên: PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
E-mail: or
Web: />T
é
l
.
(08) 38 640 979
-
098 99 66 719
12/6/2010 2
NỘI DUNG MƠN HỌC
Chương 1. Đặc tính chất lỏng.
Chương 2. Thủy tỉnh học.
Chương 3. Cơ sở động lực học chất lỏng.
Chương 4. Đo đạc dòng chảy.
Chương 5. Tổn thất năng lượng.
Chương 6. Dòng chảy có áp trong mạng lưới ống.
Chương 7. Lực tác dụng lên vật cản.
Chương 8
(*)
. Dòng chảy ổn đònh đều trong
kênh.
Chương 9
(*)
. Đập tràn.
Chương 10
(*)

. Trạm thủy điện.
(*) : Trường hợp môn Thủy lực cơ sở
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 3
MỤC ĐÍCH
- Tính toán thủy lực trong một
mạng lưới đường ống có dòng
chảy có áp.
- Xác đònh các thông số cần
thiết một mạng lưới đường
ống.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 4
PGS. Dr. Nguyễn Thống
1
2 3
4
5
q
5
6
7
8 9 10
Nguồn nước
MẠNG LƯỚI HỞ (CỤT)
q
1

ðài nước
ðiểm lấy nước
Đoạn ống
(d=hs.)
Điểm nút
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 5
PGS. Dr. Nguyễn Thống
MẠNG LƯỚI VỊNG (có 6 vòng khép kín)
Nguồn nước
ðài nước
ðiểm lấy nước
1
2
3
4
5
6
7
8
9
131211
10
q
3
I
II III
IV
V

VI
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 6
PGS. Dr. Nguyễn Thống
MẠNG LƯỚI HỔN HỢP (vòng + hở)
Nguồn nước
ðài nước
ðiểm lấy nước
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1211
10
q
3
I
II
1-2; 4-5;…: ðoạn ống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
2
12/6/2010 7
Tính thủy lực mạng lưới hở (cụt)

PGS. Dr. Nguyễn Thống
A
B
C D
E
F
D
CB
A
q
D
q
F
q
E
TRẮC DỌC
BÌNH ðỒ
TRẮC DỌC
ðÀI NUỚC
ðIỂM LẤY NUỚC
H
đài
q
AB
Vị trí
bất
lợi
p/γ
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống

12/6/2010 8
ƠN
Phương trình Bernoulli:
Xét đoạn ống chảy có áp dẫn lưu
lượng Q (khơng có nhập hoặc xuất
lưu), đường kính d khơng đổi.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
21
2
22
2bs
2
11
1
dh
g2
V
g
p
zE
g2
V
g
p
z
−
+++=+++
ρρ
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống

12/6/2010 9
ƠN
H=z+p/ρ
ρρ
ρg

 cột nước đo áp tồn phần
PGS. Dr. Nguyễn Thống
2121
21
2
2
1
1
dhHH
dh
g
p
z
g
p
z
−
−
+=
++=+
ρρ
1
1
2

2
z
1
V
p
1
V
o
o
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 10
LOẠI BÀI TỐN


 Xác định đường kính đường
ống;


 Xác định cột nước áp suất đầu
nguồn;


 Các yếu tơ khác đa cho trước
(nhu cầu dùng nước, cao độ nút,
chiều dài đoạn ống,…).
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 11

CÁC BƯỚC TÍNH CƠ BẢN
Gia thiết TUYẾN ðƯỜNG
ỐNG CHÍNH !
Là tuyến nối NGUỒN nước và
ðIỂM LẤY NƯỚC có p/ρ
ρρ
ρg =h
min
• h
min
là cột nước đo áp u cầu
tối thiểu tại điểm lấy nước.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 12
Bước 1: Xác đònh lưu lượng trong mỗi đoạn
ống d
i
.


 Bắt đầu từ ống nhánh trước và từ cuối
mạng tiến dần về hướng nguồn.


 Dùng p/t điều kiện cân bằng về lưu lượng
tại nút cuối đoạn ống tương ứng.



Ví dụ cho sơ đồ trên:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
∑
∑
−−
=
i j
nutranutvao
QQ
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
3
12/6/2010 13
Phương trình cân bằng lưu lượng nút D:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
E
F
D
C
B
A
q
D
q
F
q
E
q
AB
q

CD
∑
∑
−−
=
j
Dra
i
Dvao
QQ
DCD
qq =⇒
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 14
Tính Q
CD
: Xét cân bằng l/lượng nút D:
Q
CD
= Q
D
Tính Q
BE
: Xét cân bằng l/lượng nút E:
Q
BE
= Q
E
Tính Q

BC
và Q
AB
: Xét cân bằng l/lượng lần
lượt nút C và B:
Q
BC
= Q
CD
+ Q
CF
và Q
AB
= Q
BC
+ Q
BE
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 15
Bước 2: Có Q
i
cho mỗi đoạn ống sẽ xác đònh
d
i
:
Có 2 trường hợp tính:
Trường hợp 2a: Tính toàn bộ đường kính các
đoạn ống 


 khi đến bước 5 sẽ tính theo 5a.
Trường hợp 2b: Chỉ tính đường kính ống trên
tuyến đường ống chính 

 khi đến bước 5 sẽ
tính theo 5b.
Công thức kinh nghiệm: d
i
(m)=(0,8

1,2)Q
i
0,42


 chọn đường kính có trong thị trường.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 16
Bước 3: Có Q
i
, L
i
, d
i
xác đònh tổn thất năng
lượng cột nước dh
i

:
Theo Hazen-Williams:
Theo Manning:
852.1
i
852.1
HW
871.4
i
i
Q
Cd
L*679.10
dh =
PGS. Dr. Nguyễn Thống
i
2
i
2
i
i
L
K
Q
dh =
iiii
RCK
ω
=
với

g2
V
d
L
dh
2
i
i
i
i
λ=
hay
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 17
Bước 4 :Tính chiều cao đài H
đài
.
(Để tính H
đài,
ta sẽ tính H
A
và từ đó suy ra H
đài
)
Xét trên tuyến đường ống chính ABCD 

 theo
chiều dòng chảy từ C đến D:



 H
C
= H
D
+dh
CD
(suy ra từ p/t Bernoulli)
Với H
D
= p
D
/γ + z
D
= (p
D
/γ)
min
+ z
D
Tiếp tục: H
B
=H
C
+ dh
BC
H
A
=H
B

+ dh
AB
Nhận xét:
H
A
=H
D
+ Σ
ΣΣ
Σdh
i
với i là các đoạn trên đường ống
chính ABCD (AB, BC, CD)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 18
Vì H
A
=p
A
/γ
γγ
γ+z
A


 Từ đây tính p
A
.

Chiều cao đài nước: H
đài
= p
A
/γ
PGS. Dr. Nguyễn Thống
A (có áp suất p
A
)
H
đài
p
A
/γ
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
4
12/6/2010 19


 H
D
= Z
D
+p
D
/ρ
ρρ
ρg = Z
D

+p
min-D
/ρ
ρρ
ρg
Xét dòng chảy đi từ C 

 D:


 H
C
=H
D
+ dh
C

 D
PGS. Dr. Nguyễn Thống
E
F
D
C
B
A
q
D
q
F
q

E
q
AB
Ví dụ xét đoạn CD:
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 20
Bước 5 (kiểm tra cột nước đo áp tại các điểm lấy nước
còn lại): Có 2 trường hợp:
5a. Trường hợp d
i
ống nhánh đã có:
Cột nước đo áp tại cuối các ống nhánh sẽ là (ví dụ
nhánh BE):
H
E
= H
B
– dh
BE


 p
E
/γ
So sánh p
E
/γ và (p
E
/γ)

min
. Có 2 khả năng:
- Nếu p
E
/γ >= (p
E
/γ)
min
(tương tự tại tất cả các ống nhánh
khác còn lại) 

 Ok.
- Nếu p
E
/γ < (p
E
/γ)
min


 chọn lại tuyến đường ống chính


 về lại bước 4.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 21
5b: Trường hợp d
i

ống nhánh chưa tính:
Đối với các đoạn ống nhánh (ví dụ BE), với
H
B
và H
E
đã biết, do đó tổn thất cột nước
sẽ là: dh
BE
= H
B
-H
E
Với H
E
lấy theo cột nước yêu cầu.
• Từ đó, ta sẽ xác đònh đường kính đường
ống nhánh.
• Ví dụ


 d
BE
PGS. Dr. Nguyễn Thống
4.871 1.852
i
BE
1.852
BE HW
10.679*L

d Q
dh *C
=
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 22
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Chu ý: Theo dòng chảy 


H
đầu
= H
cuối
+ dh
đầu

cuối
(với H=z+p/ρ
ρρ
ρg)
(Quan điểm năng lượng khi áp dụng
Phương trình Bernoulli cho dòng
chảy từ m/c đầu đến m/c cuối)
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 23
Ví dụ 1. Xem sơ đồ sau với số liệu
:
AB=CD=1000m;BC=500m;BE=CF=250m;

q
D
=0.1m
3
/s; q
F
=0.05m
3
/s; q
E
=0.2 m
3
/s. Cao độ các
nút B, C, D, E & F là như nhau (z
i
=z
0
), ngoại trừ
A có cao độ Z
A
=17m+z
0
. Yêu cầu cột nước tự
do
(p/γ
γγ
γ)
min
tại các điểm lấy nước D, E, F ít nhất là
14 mH

2
O. Quy luật tổn thất năng lượng dòng
chảy:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
85.1
i
87.4
i
i
i
100
Q
d
L68.10
)m(dh






=
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 24
Tính thủy lực mạng lưới hở (cụt)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
A
B
C D

E
F
D
CB
A
q
D
q
F
q
E
TRẮC DỌC
BÌNH ðỒ
TRẮC DỌC
ðÀI NUỚC
ðIỂM LẤY NUỚC
H
đài
q
AB
q
D
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
5
12/6/2010 25
Đường kính ống d (m) sơ bộ:
Thò trường có: d(mm) : 160, 225, 250, 280, 315,
400, 500, 600, 700, 800. Chọn d theo đường ống
có d gần nhất của thò trường.

a. Xác đònh cột nước đo áp tại vò trí nút A, từ đó
xác đònh chiều cao đài nước (từ chân đài đến
mặt thoáng nước) và cột nước đo áp tại các
điểm lấy nước E, F.
b. Xét trường hợp cột nước tự do yêu cầu tại F
là 15m và cao độ của F bây giờ là 7m+z
0
.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
42.0
*8.0 Qd =
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 26
Bài tập: Cho sơ đồ mạng lưới hở như sau. Áp suất yêu
cầu tối thiểu tại các điểm lấy nước tại 3,4,6 là
p/γ=14m và tại 5 là p/γ=18m. Xác đònh lưu lượng
trong các ống và áp lực nước cần có tại nút 1. Tổn
thất năng lượng theo Hazen-Williams có C
HW
=100.
Cao độ các nút là như nhau (z
0
) ngoại trừ nút 1 là
(z
0
+8m).
PGS. Dr. Nguyễn Thống
1
2

3
5
4
q
5
=15l/s
q
6
=20l/s
q
3
=30l/s
6
q
4
=15l/s
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 27
Số liệu đường ống
Giả thiết tuyến đường ống chính là 1-2-4-5.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
150150250150250
d(mm)
200200200200200
L(m)
4-64-52-42-31-2
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 28

Bài tập: Cho sơ đồ mạng lưới hở như sau. Áp suất yêu
cầu tối thiểu tại các điểm lấy nước tại 3,4,6 là
p/γ=10m, tại 5 là p/γ=14m, tại 7 là p/γ=15m. Xác
đònh lưu lượng trong các ống và áp lực nước cần có
tại nút 1. Tổn thất năng lượng theo Hazen-Williams
có C
HW
=100. Cao độ các nút là như nhau (z
0
) ngoại
trừ nút 1 là (z
0
+6m).
PGS. Dr. Nguyễn Thống
1
2
3
5
4
q
5
=15l/s
q
6
=20l/s
q
3
=25l/s
6
q

4
=20l/s
7
q
7
=20l/s
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 29
Số liệu đường ống
Giả thiết tuyến đường ống chính là 1-2-4-6.
(Tuyến ống chính đúng 1-2-4-5 !!!)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
150
150150250150250
d(mm)
200
200200200200200
L(m)
2-7
4-64-52-42-31-2
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010
12/6/2010
30
30
CHA
CHA
Û

Û
Y CO
Y CO
Ù
Ù
A
A
Ù
Ù
P TRONG
P TRONG
MA
MA
Ï
Ï
NG L
NG L
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ù
Ù
I VO
I VO
Ø
Ø
NG
NG
PP. Hardy Cross

PP. Hardy Cross
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
6
12/6/2010 31
MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC
PGS. Dr. Nguyễn Thống
MẠNG LƯỚI VỊNG
Nguồn nước
ðài nước
ðiểm lấy nước
1
2
3
4
5
6
7
8
9
131211
10
q
3
I
II III
IV
V
VI

THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 32
Tính thủy lực mạng lưới vòng – Phương pháp
Hardy Cross.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
A
B
C
q
AB
q
BC
q
AC
Q
A
Q
B
Q
C
Q
A
=q
AB
+q
AC
(1)
q
AB

=Q
B
+q
BC
(2)
Q
C
=q
BC
+q
AC
(3)
(hệ p/t phụ thuộc)
Q
A
=Q
B
+Q
C
: đ/k cân bằng
q
AB
, q
BC
, q
AC
: ẩn số
???
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống

12/6/2010 33
Tính thủy lực mạng lưới vòng – Phương pháp
Hardy Cross.
• Gọi Q
i
là lưu lượng ước lượng trong đường
ống thứ i và ∆Q là lưu lượng hiệu chỉnh cho
vòng kín tương ứng này; lưu lượng trong
đường ống sau lần lặp sẽ là:
Q = Q
i
+ ∆Q
Q lưu lượng cần tìm.
Quy luật thủy lực
PGS. Dr. Nguyễn Thống
( )
m
L i
dh K Q Q
= + ∆
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 34
với khai triển đa thức trên trong đó loại bỏ các số
hạng bé bậc cao sẽ cho ta (giả thiết ∆
∆∆
∆Q<<Q):
Xét cho mỗi vòng khép kín ta có:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
m

m
L i
i
Q
dh K Q 1
Q
 
∆
= +
 
 
m
L i
i
Q
dh KQ 1 m
Q
 
∆
= +
 
 
(
)
m m 1
L i i
i i i
i
dh KQ m Q KQ 0
−

= + ∆ =
∑ ∑ ∑
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 35
Tính chất: Tổng đại số các tổn thất cột
nước chi 1 vòng khép kín ln bằng 0.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
A
B
C
dh
BC
dh
AB
dh
AC
H
A
H
B
H
C
dh
AB
=H
A
-H
B
dh

BC
=H
B
-H
C
dh
AC
=H
C
-H
A

Σ
ΣΣ
Σdh = 0
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 36
Từ đó lưu lượng hiệu chỉnh ∆
∆∆
∆Q được tính như
sau:
với m = 1.85 (phương trình Hazen-Williams)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
(
)
( )
m
i L
i

i i
m
L
i
i
i
i i
i
KQ dh
Q
dh
KQ
m
m
Q
Q
− −
∆ = =
   
   
 
 
∑ ∑
∑
∑
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
7
12/6/2010 37
CÁC BƯỚC ÁP DỤNG P/P HARDY-CROSS

a. Kiểm tra (tính) điều kiện cân bằng vó mô về
lưu lượng của toàn hệ thống:
Xác đònh các vòng khép kín, chọn chiều dương quy
ước theo chiều kim đồng hồ.
b. Giả thiết phân phối lưu lượng ban đầu. Chú ý tại
mỗi nút
PGS. Dr. Nguyễn Thống
. . . .
vao mang luoi ra mang luoi
i i
Q Q=
∑ ∑
∑
∑
=
ravao
QQ
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 38
• Gọi M là số đọan ống và N là số nút trong mạng
lưới, số giá trò lưu lượng giả thiết trong mạng
lưới là (M-N+1).
•
PGS. Dr. Nguyễn Thống
1 2
3
4
H
1

H
2
H
3
H
4
+
q
12
+
q
12
> 0
q
23
> 0
q
13
< 0
Xét vòng
khép kín 1-2-3
M =5 (đoạn ống) ; N =4 (nút)
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 39
• Các giá trò lưu lượng trong các ống còn lại sẽ xác
đònh bằng các phương trình cân bằng lưu lượng
tại nút. Nên bắt đầu từ các nút “đơn giản”
trước.
c. Tính tổn thất cột nước cho các đường ống dẫn

nhờ vào quan hệ theo Hazen-Williams:
(dấu của dhL cùng dấu với Qi)
d. Lập bản tính (tham khảo trong tài liệu).
f. Tính giá trò lưu lượng hiệu chỉnh ∆
∆∆
∆Q cho từng
vòng khép kín nhờ vào quan hệ sau đây:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
1.852
L i i
i
dh K Q=
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 40
• Kiểm tra điều kiệnsai số cho phép.
• sai số cho phép
• Trường hợp (1) không thỏa: Áp dụng lưu lượng
hiệu chỉnh vào từng vòng khép kín.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
(
)
( )
L
i
i
L
i
i
i

dh
Q
dh
m
Q
−
∆ =
 
 
 
∑
∑
[
]
i
max( Q ) Q
∆ ≤ ∆
[
]
Q
∆
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 41
PGS. Dr. Nguyễn Thống
1 2
3
4
H
1

H
2
H
3
H
4
+ (1)
q
12
+ (2)
1-2, 1-4, 3-4, : ống riêng.
1-3 : ống chung.
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 42
Ví dụ vòng khép kín 1 :
• Trường hợp ống riêng : (Qi)
mới
= Q
i
+ ∆
∆∆
∆Q
1
• Trường hợp ống chung : (Qi)
mới
= Q
i
+ ∆
∆∆

∆Q
1
- ∆
∆∆
∆Q
2
∆
∆∆
∆Q
1
, ∆
∆∆
∆Q
2
: lưu lượng hiệu chỉnh lần lượt cho vòng khép
kín 1 và 2.
Chú ý: Phải tính lặp lại cho tất cả các vòng khép kín.
• Trở lại các bước (c), (d), (f) cho đến khi (1) thỏa.
• Trường hợp (1) thỏa

 kết thúc.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
8
12/6/2010 43
• Ví dụ: Cho một mạng lưới đường ống như sau:
• Đặc trưng các đường ống như sau:
q
AB

=45l/s
Q
B
=40l/s
B
A
C
Q
C
=60l/s
100010001500L(m)
300200200D(mm)
ACBCABĐoạn ống
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 44
• Sử dụng phương pháp Hardy-Cross để xác đònh
lưu lượng trong các đường ống. Sai số tối đa cho
phép 0.08 l/s. Cho biết tổn thất cột nước:
trong đó Q chỉ lưu lượng (m3/s) và d đường kính
ống (m).
PGS. Dr. Nguyễn Thống
 
=
 
 
1.85
4.87
10.68L Q

dh(m)
d 100
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 45
Bài tập: Cho mạng lưới cấp nước sau:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
1
2
3
4
5
q
3
=25 l/s
q
5
=35 l/s
q
2-4
q
l
=0.04 l/s/m
q
2
=10 l/s
0,51110,5L (km)
250250250250300D(mm)
4-53-42-42-31-2Ống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG

Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 46
• Quy luật thủy lực theo H-W:
L(m) chiều dài, d(m) đ/kính. Cột nước tự do yêu cầu tối
thiểu tại nút 5 là 12m, tại nút 3 là 16m.
a. Quy đổi ql thành lưu lượng nút.
b. Tính lưu lượng vào, ra khỏi mạng vòng 2-3-4. Giả
thiết q2-4=40 l/s, tính phân phối lưu lượng trong
mạng 2-3-4 với sai số 0,1 l/s bằng p/p Hardy Cross.
c. Tính áp lực nước tự do cần thiết tại nút 1. Cho biết
cao độ của 1 là 25m, các điểm còn lại là 10m.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
85,1
87,4
100
Q
d
L68,10
)m(dh






=
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 47
Giả sử p/bố lưu lượng b/đầu trong mạng lưới như sau:

501050Q(l/s)
ACBCABĐoạn ống
PGS. Dr. Nguyễn Thống
885,4933,45
60,33-3,0210000,305-0,05CA
119,741,2010000,2000,01BC
705,4235,2715000,2000,05AB
(s/m
2
)(m)(m)(m)(m
3
/s)
dh/QdhLDLưu
lượng
Đoạn
Lặp lần 1
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 48
• (m
3
/s)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
0204.0
49
.
885
*
85
.

1
45.33
11
−=−=∆
656,236,38
80,72-5,6810000,305-0,0704CA
124,00-1,2910000,200-0,0104BC
451,5113,3615000,2000,0296AB
(s/m
2
)(m)(m)(m)(m
3
/s)
dh/QdhLDQĐoạn
Lặp lần 2:
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
9
12/6/2010 49
• (m
3
/s)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
0053.0
23
.
656
*
85
.

1
38.6
12
−=−=∆
643,620,06
85,81-6,4910000,305-0,0757CA
175,45-2,7510000,200-0,0157BC
382,369,3015000,2000,0243AB
(s/m
2
)(m)(m)(m)(m
3
/s)
dh/QdhLDQĐoạn
Lặp lần 3
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010 50
(m
3
/s)
• Ta thấy ∆
∆∆
∆
13
đã nhỏ hơn sai số cho phép (0.05
l/s < 0.08 l/s).


 Ta chấp nhận kết quả tính sau lần lặp thứ 3.

PGS. Dr. Nguyễn Thống
00005.0
62
.
643
*
85
.
1
06.0
13
−=−=∆
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG
Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống
12/6/2010
12/6/2010
51
51
HE
HE
Á
Á
T CH
T CH
Ư
Ư
ƠNG
ƠNG
PGS. Dr. Nguyễn Thống
THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG

Chương 6: Dòng chảy có áp trong mạng lưới đường ống