水力计算基础PPT演示课件

第3章给水排水管网水力学基础,1,3.1给排水管网水流特征311流态特征,2,312恒定流与非恒定流,水量变化非恒定流（复杂）按恒定流计算,313均匀流与非均匀流,水流参数往往随时间和空间变化非均匀流,3,314压力流与重力流,1压力流：hfn、l、v；与H、I无关（压能克服水流阻力）2重力流：靠水的位能克服,315水流的水头与水头损失,水头是指单位重量的流体所具有的机械能。HZP/v2/2g,4,水头损失：流体克服流动阻力所消耗的机械能,32管渠水头损失计算321沿程水头损失计算,管渠沿程水头损失用谢才公式,5,圆管满流，沿程水头损失也可以用达西公式表示：,C、与水流流态有关，一般采用经验公式或半经验公式计算。常用：,6,1舍维列夫公式,适用：旧铸铁管和旧钢管满管紊流，水温100C0（给水管道计算）,7,2海曾威廉公式,适用：较光滑圆管满流紊流（给水管道）,8,3柯尔勃洛克怀特公式,适用：各种紊流，是适应性和计算精度最高的公式,9,10,4.巴甫洛夫斯基公式,适用：明渠流、非满流排水管道,11,5曼宁公式,曼宁公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6时的特例，适用于明渠或较粗糙的管道计算。,12,322沿程水头损失计算公式的比较与选用巴甫洛夫斯基公式适用范围广，计算精度也较高，特别是对于较粗糙的管道，管道水流状态仍保持较准确的计算结果，最佳适用范围为1.0e5.0mm；曼宁公式亦适用于较粗糙的管道，最佳适用范围为0.5e4.0mm；海曾威廉公式则适用于较光滑的管道，特别是当e0.25mm（CW130）时，该公式较其它公式有较高的计算精度；舍维列夫公式在1.0e1.5mm之间给出了令人满意的结果，对旧金属管道较适用，但对管壁光滑或特别粗糙的管道是不适用的。,13,323局部水头损失计算,式中hm局部水头损失，m；局部阻力系数。,给水排水管网中局部水头损失一般不超过沿程水头损失的5%，常忽略局部水头损失的影响，不会造成大的计算误差。,14,324水头损失公式的指数形式,有利于管网理论分析，便于计算机程序设计。,1沿程水头损失公式的指数形式为：,式中k、n、m指数公式参数；a比阻，即单位管长的摩阻系数，,15,2局部水头损失公式的指数形式为：,3沿程水头损失与局部水头损失之和,式中Sm局部阻力系数；,式中Sg管道阻力系数；,。,16,33非满流管渠水力计算,水力计算目的：确定,331非满流管渠水力计算公式,1非满流管渠水力计算公式,17,常用的均匀流基本公式有：,式中Q流量（m3/s）；过水断面面积（m2）v流速（m/s）；R水力半径（）；I水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）。n管壁粗糙系数（见表）。,18,排水管渠粗糙系数表,19,非满流管渠水力计算基本公式,v、q、D、h/D、I五个变量，已知三个，求另两个。,20,简化：水力计算表，按两个公式制成图表。简单，精度较差，且只适用于一种管材。借助满流水力计算公式并通过一定的比例变换进行计算。假设一条满流管渠与待计算的非满流管渠具有相同的D和I，满流时，,21,22,332非满流管渠水力计算方法,1常采用水力计算图或表进行计算,水力计算图适用于混凝土及钢筋混凝土管道，其粗糙系数n0.014。每张图适用于一个指定的管径。图上的纵座标表示坡度I，即是设计管道的管底坡度，横座标表示流量Q，图中的曲线分别表示流量、坡度、流速和充满度间的关系。当选定管材与管径后，在流量Q、坡度I、流速v、充满度h/D四个因素中，只要已知其中任意两个，就可由图查出另外两个。,23,2借助于满流水力计算公式并通过一定的比例变换进行计算。,34管道的水力等效简化,管网简化：利用水力等效简化原理,水力等效简化原则：简化后，等效的管网对象与原来的实际对象具有相同的水力特性。,24,341串联或并联管道的简化,1串联,25,2并联,当并联管道直径相同时,26,342沿线均匀出流的简化,干管配水情况,27,假设沿线出流是均匀的，则管道的任一断面上的流量,沿程水头损失,28,沿程水头损失,将移至两端点，分别为,管道内流量为,29,根据水力等效原则,30,343局部水头损失计算的简化一般忽略，