第三章 给水排水管道系统水力计算基

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1、2022-5-27Free template from 12022-5-27Free template from 23流考虑）（给排水管网一般按湍湍流：过渡流层流：流态40004000200020001ReRe:Re.7512212vh Dvh Dvh 2.湍流光滑区较小或管壁较光滑）（管径湍流过渡区较大或管壁较粗糙）（管径区）湍流粗糙去（阻力平方湍流Re=vd/Re=vd/4有压流：水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面（压力流、管流）无压流：水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，其余与空气接触，具有自由液面（重力流、明渠流）5恒定流：水体在运动过程中，其各点的流速与压力不随时 间而变

2、化，而与空间位置有关的流动称为恒定流非恒定流：水体在运动过程中，其流速与压力不与空间位 置有关，还随时间的而变化的流动称为非恒定流6均匀流：水体在运动过程中，其各点的流速与方向沿流程 不变的流动称为均匀流非均匀流：水体在运动过程中，其各点的流速与方向沿流 程变化的流动称为非均匀流7水头：指的是单位质量的流体所具有的能量除以重力加速度，一般用h或H表示，常用单位为米（m）水头位置水头：流体所处的高程，Z压力水头：p/ （-流体的重度，单位体积流体的重力，G/V)流速水头：v2 /2g单位：m测压管水头8水头损失：流体克服阻力所消耗的机械能水头损失沿程阻力:受固定边界限制做均匀流动局部阻力:固定边

3、界发生变化，引起流速分布或方向发生变化，从而集中发生在较短范围的阻力9管渠的沿程水头损失常用谢才公式计算沿程阻力系数228 (m) 2CggvDlhf(m) lRCvilh22f对于圆管满流，沿程水头损失可用达西公式计算RiCv 101.舍维列夫公式1.2m/s v867. 010.001824g 1.2m/s v D0.00214g 3 . 03 . 00.3vD111.2m/s v 867. 010.000912v 1.2m/s v D0.00107v 3 . 03 . 121.32lvDlhf沿程阻力系数228 (m) 2CggvDlhf将上述公式带入达西公式122.海曾威廉公式1348

4、 / 16.13 3148.0852.113.0表海曾威廉粗糙系数流量，式中PCsmqqCgDww13lDCqhwf87.4852.1852.167.10 沿程阻力系数228 (m) 2CggvDlhf将上述公式带入达西公式143.柯尔勃洛克-怀特公式2349)(-eRe462.47 .3lg21 Re462.48 .14lg71.17 875.0875.0表，管壁当量粗糙度或PmDeReC154.巴甫洛夫斯基公式巴甫洛夫斯基公式明渠流、非满流管道 33表P49， )10.0(75.013.05 .2 粗糙系数式中BBBBynnRnynRC16lRvnhyBf1222 将上述公式带入谢才公式(

5、m) 22lRCvhf175.曼宁公式曼宁公式 33表P49， 6 粗糙系数BnnRC18lDqnhlRvnhff333. 522333. 12229.10 或将上述公式带入谢才公式(m) 22lRCvhf19公式名称适用条件推导公式舍为列夫公式旧金属管，湍流，满圆管流，不适用管壁光滑或粗糙达西公式海曾-威廉公式管比较光滑，湍流，圆管满流达西公式柯尔勃洛克-怀特公式各种湍流（满与不满，光滑与不光滑）谢才公式巴普洛夫斯基公式明流渠和非满流管道，特别是较粗糙的管道谢才公式曼宁公式明渠和较粗糙的管道谢才公式20给水排水管道计算时水流流态均按照湍流考虑给水排水管道用得最多的是圆管给水排水管道计算一般按

6、照恒定流考虑如果管道截面在一定距离内不变且没有转弯和交汇，则管内流动按照均匀流考虑，水头损失按照沿程水头损失公式计算（谢才公式、达西公式）；非均匀流（即管截面发生变化、转弯、汇合)采用局部水头公式计算沿程阻力系数228 (m) 2CggvDlhf(m) lRCvilh22fRiCv 61Rn1C213 32 23 3 局部水头损失计算局部水头损失计算g2vh2m22(m) lRCvilh22f6Rn1CRiCv计算时给出管径，可通过P52 表3-5查出相应的过水断面积和水力半径注意：1.污水管道按照非满流计算，雨水管道和合流制管道按照满流计算2.排水管的最小设计流速：对于污水管当管径500mm

7、，为0.7m/s；当管径500mm，为0.8m/s00BvvQAQ23上述公式中谢才系数C如采用曼宁公式计算，则可写成KiiRACvAQ非满流管渠内的水流状态基本上都处于阻力平方区，接近于均匀流，所以在非满流管渠的水力计算中都采用均匀流公式：RiCv K称为流量模数2132iRn1AvAQ2132iRn1v 241.串联等效为一条直径为d，长度为l=l1+l2+ln的管道，管道中的流量相同251.并联等效为并联管道的长度长度为，总流量等于各管道中的流量相加26将局部水头损失等效于一定长度的管道（称为当量管道长度ld）的沿程水头损失即令其局部水头损失与当量管道长度的沿程水头损失相等（圆管满流）局

8、部水头损失g2v2 lRCvd22）（22Cg8 g2vDl沿程水头损失=2dCg8ddl27u在给水排水管网中，沿程水头损失一般与流速的多少次方成正比，为什么？u对于非满流而言，管渠的充满度越大过流能力越强吗，为什么？沿程阻力系数228 (m) 2CggvDlhf(m) lRCvilh22fRiCv 61Rn1C2132iRn1AvAQ2132iRn1v g2v22dCg8ddl28计算：圆形污水管道直径600mm，管壁粗糙系数n=0.014，管底坡度i=0.0024。求最大设计充满度时的流速v和流量q已知某管道直径为700mm，长度800m，管壁粗糙系数n=0.013，管道上有45弯头2个，直流三通3个，全开闸阀2个，输水流量为480L/s，计算沿程水头损失和局部水头损失某排水管道采用铸铁管，曼宁粗糙系数为0.014，设计流速为1m/s，水力坡度i=0.005，求其水力半径R和充满度及沿程阻力损失某排水管道粗糙系数n=0.014，设计流量195L/s，充满度为最大设计值，计算管径为600mm时的水力坡度i