给排水专业各章节计算公式汇编
给排水专业各章节计算公式汇编第一篇:给水工程
第1章:给水总论
Q i=Qb(1-n)
Q i--工业企业生产用水量m3/d
q---城市工业万元产值用水量,m3/万元
B—城市工业总产值;
n —工业用水重复利用率。
二、流量关系及调节构筑物容积——重点掌握 1.给水系统的设计流量 图1 ? 水处理构筑物及以前的设施:高日平均时用水量
地表水源
地下水源 T ——一泵站每天工作时间,不一定为24h ? 管网设计流量:满足高日高时用水量
? 二泵站:满足管网高日高时用水量 不分级供水——高日高时流量 分级供水——最高一级供水量 ? 清水输水管:满足管网高日高时用水量 无水塔时与管网设计流量同
有水塔时按二泵站最高一级供水量设计 2.调节构筑物容积计算
清水池有效容积W=W1+W2+W3+W4(m3) W1——清水池调节容积
W2——消防贮水量,2h 灭火用水量 W3——水厂用水量,水厂自用水量 W4——安全贮水量,一般为0.5m 深 ? 清水池的作用之一是(调节一、二泵站供水的流量差)。 ——清水池的调节作用
水厂
Q h 管网 最高日平均时流量 高日高时流量
? 调节容积 W1=阴影面积A 或者B (m3)
无供水曲线时估取 W1=(10~20)%Qd
0 t 1 t 2 24 时间(h)
供水量 (m 3
/h )
)
10.1~05.1)(/(3
==ααh m T Q Q d h )
1)(/('3==α即上式中的h m T
Q Q d h )
/(3h m T Q K Q d h h =
? 水塔的有效容积 W=W1+W2 W1——水塔调节容积
水塔调节二泵站供水量与用户用水量的差额 依二泵站供水曲线和用户用水曲线计算 或按Qd 的百分数估取——教材P13 W2——消防贮水量,10min 室内消防水量 3、水泵扬程的确定
A 、一级水泵扬程的确定
Hp=H0+∑h ——扬程计算通式
H0——从吸水池最低水位到出水池最高水位的高差 (取水构筑物吸水井最低水位——混合池最高水位) ∑h ——从吸水管起点到出水管终点的总水头损失 ∴ Hp=H 0+∑h= H 0+ ∑h s + ∑h d B 、二级泵站扬程计算
? 无水塔管网的二泵站扬程
起点:清水池或吸水井最低水位 终点:管网控制点最小服务水头液面 ? 设网前水塔管网的二泵站扬程
起点:清水池或吸水井最低水位 终点:水塔最高水位
? 设对置水塔管网的二泵站扬程 设计时:同无水塔管网
最大转输校核时:终点:水塔最高水位 掌握扬程计算基本公式:Hp=H 0+∑h 4、 水塔高度的计算
依据能量方程,根据管网控制点最小服务水头 Ht=Hc+h n -(Zt-Zc)
H t ——水塔高度,水柜底高于地面的高度,m Hc —控制点C 要求的最小服务水头,m
hn —按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失,m Zt —设置水塔处的地面标高,m Zc--控制点C 处的地面标高,m
? 与水塔在管网中的位置无关
? Zt 越高, Ht 越小:建在高处,水塔造价低
第2章 输水和配水工程
? 用户的用水量包括集中用水量和分散用水量
1、 (对分散用水量)比流量qs :假设所有的分散用水量均匀分布在全部干管长度上,此时,单位管长向外配出的流量称比流量。
)
/(m s L l
q Q q s ?-=∑∑
?Q——设计流量,Qh
?∑q——集中流量总和
?∑l ——管网总计算长度
?l
2、l
下,沿管线向外配出的流量。
q l= q s l
(与计算长度有关,与水流方向无关)
3、节点流量:
集中用水量一般直接作为节点流量
分散用水量经过比流量、沿线流量计算后折算为节点流量,即节点流量等于与该点相连所有管段沿线流量总和的一半。
q i=0.5∑q l
0.5——沿线流量折算成节点流量的折算系数
4、管段计算流量qij ——确定管径的基础
5、管段流量qij与沿线流量ql的区别:
计算目的不同,算法不同:
ql:在假定前提下,管段向外沿线配出,其值的大小沿线减小,无水流方向问题,只有数值大小,用以定节点流量及管段流量;
qij :是依据节点流量得出的管段内大小不变的流量,含义上qij=本段沿线流量的折算流量q+本段向下游转输的q t,依据水流连续性计算,有方向性,用来确定管径、计算水头损失
?前提条件:必须满足节点流量平衡条件,即满足节点连续性方程
i点的连续性方程: q i+∑q ij=0
(流入i点和流出i点的流量代数和为0)
qi——i点的节点流量
qij——从节点i到节点j的管段流量,―流入为负,流出为正‖
6、管径计算
由―断面积×流速=流量‖ ,得树状管网水力计算步骤
)
(
4
m
q
D
πυ
=
环状管网水力计算的步骤——结合例题
?管网校核
?消防时
最高时流量+消防流量:Q h+Q x
水压要求:10m
?事故时
事故供水量:最高时流量×70%:Q h×70%
水压要求同最高用水时
?最大转输时
最大转输时流量:Q t
水压要求:能够供水至水塔最高水位
? 在各校核流量、水压要求下,较核设计时所选水泵是否能提供相应的流量及扬程
三、输水管渠水力计算
? 位置水头H=Z - Z 0是固定的,正常供水时和事故时可利用的水头差相等; ? 平行设置的几根输水管若管径相同,则各条输水管的摩阻相等; ? 输水管分段若是等分的,则各段的摩阻相等; ? 事故供水量应为设计水量的70%以上。 ? 平行2根输水管,通过连通管等分成3段可满足事故时供水量Qa ≥70%Q 设计
正常供水时:
事故时:
又 H 1=H 2,则n =3.86≈4段
第3章 取水工程
1、进水孔格栅面积的设计(P55) F 0=Q/K 1K 2v 0
F 0—进水孔或格栅面积,m 2
Q--进水孔的设计流量,m 3/s v 0--进水孔的设计流速,m/s
K 1—栅条引起的面积减少系数:
K 1=b/b+s, b 为栅条净距,s 为栅条厚度(或直径) K 2--格栅阻塞系数。采用0.75,水流通过格栅的水头损失,一般采用0.05~0.1m 2、 平板式格网的面积可按下式计算:(P56) F 1=Q/K 1K 2εv 1
F 1—平板式格网的面积,m 2
Q —通过网格的流量,m 3/s
V 1--通过网格的流速,m/s 一般采用0.2~0.4 m/s K 1—栅条引起的面积减少系数:
K 1=b/(b+d )2, b 为网眼尺寸,一般为5*5~10*10mm ,d 为网眼直径,
一般为1~2mm
K 2--格栅阻塞系数。一般采用0.5, ε—水流收缩系数,一般采用0.64~0.80
水流通过格栅的水头损失,一般采用0.1~0.2m 3、旋转格网的有效过水面积可按下式计算:(P57) F 2=Q/K 1K 2 K 3εv 1
F 2—旋转格网的有效过水面积,m 2
Q —通过网格的流量,m 3/s
V 2--通过网格的流速,m/s 一般采用0.7~1.0 m/s
2
1)2
('Q nS H =Q
Q Q S Q S n H a a a 75.0,')2(')1(222=+-=而
K 1—栅条引起的面积减少系数:
K 1=b/(b+d )2, b 为网眼尺寸,一般为5*5~10*10mm ,d 为网眼直径,
一般为1~2mm
K 2--格栅阻塞系数。一般采用0.75,
K 3—由框架引起的面积减少系数。一般采用0.75 ε—水流收缩系数,一般采用0.64~0.80 旋转格网在水下的深度:
H= F 2/2B-R
H —格网在水下部分的深度,mm B--格网宽度:m
F 2--旋转格网的有效过水面积,m 2
R —网格下部弯曲半径,目前使用的标准滤网的R 值为0.7m
当为直流进水时,可用B 代替式中的(2B )来计算H ,水流通过旋转格网的水头损失,一般采用0.15~0.30m
第4章 给水处理
1、速度梯度G G= √P/μ
G ——速度梯度,s -1;
p ——对单位水体的搅拌功率,W/m3; μ——水的动力粘度,Pa?s 。
2、速度梯度计算 机械搅拌:
G ——速度梯度,s -1;
p ——对单位水体的搅拌功率,W/m 3; N —电机功率,kw
μ——水的动力粘度,Pa?s 。 η1--搅拌设备机械效率:约为0.75 η2—传动系统的效率:约为0.6~0.9 η总—总效率:约为0.5~0.7
水力搅拌:
G ——速度梯度,s -1;
ρ—水的密度(约为1000kg/ m 3,详见P98表1-4-5); h —流过水池的水头损失,m; μ——水的动力粘度,Pa?s 。
dy du G =V N V P p G μηημμ211000===T gh G μρ=
T—水的停留时间:s
g—重力加速度,9.81m/s2
3、G、GT值范围
混合池:G=500~1000s -1
T=10~30s,(<2min)
絮凝反应池:G=20~70s-1
GT=10 4~10 5 (10~30min)
例题:P98
4、混凝剂的投加
(1)投加量——通过实验确定
(2)投加系统
湿法投加:
固体-溶解池-溶液池-计量设备-投加
固体储存量15~30天(规范7.3.12)
*溶解池容积W1=(0.2~0.3)W2
溶液池容积W2 =aQ/417cn
W1 ,W2—m3;
a—混凝剂最大投加量,mg/L;
Q—处理水量,m3 /h;
c—配制的溶液浓度,一般取5%~20%(按固体重量计),带入公式时为5~20;n—每日调制次数,一般不超过3次。
(规范7.3.4、7.3.5)
五、混合设备
混合要求、G、T值范围
混合方式
?机械混合:水泵叶轮混合(取水泵距反应池100m以内)、机械混合池
?水力混合:管式静态混合器、压力水管混合(投药点及流速要求P102)
等
絮凝要求;G、GT值范围;反应池出口做法
絮凝池分类:机械搅拌、水力搅拌
1、机械搅拌絮凝池:水平轴式、垂直轴式
分3~4档,串连流过
各自的适用范围及设计参数及例题P103
例题P103
六、影响混凝效果的因素
1、水温
原因:水温影响混凝剂的水解
提高低温水混凝效果的方法P107
2、浊度与悬浮物
原因:浊度大小决定了混凝剂的投量和矾花的核心
高浊水、低浊水所需混凝剂量都较大
提高高浊水、低浊水混凝效果的方法P107~108
3、水的PH值
原因:每种混凝剂都有其最佳的PH值范围
铝盐、铁盐水解时产生H+离子,消耗水的碱
度,碱度不足时投加石灰,石灰投量公式:
?AL2(SO4)3:
【CaO】=3【a】-【x】+【δ】
?FeCL 3 :
【CaO】=1.5【a】-【x】+【δ】
式中【CaO】-纯石灰CaO投量,mmol/L;
【a】-混凝剂投量,mmol/L;
【x】-原水碱度,mmol/L,按CaO计;
【δ】-剩余碱度,一般取0.25~0.5mmol/L,按CaO计。
例题:原水总碱度为0.1mmol/L(以CaO计),投加精制硫酸铝(含Al2O3约16%)26 mg/L 。若剩余碱度取0.2mmol/L,试计算水厂石灰(市售品纯度为50%)投量需多少mg/L?
(已知原子量Al=27,O=16,Ca=40)
解:投药量折合Al2O3为26×16%=4.16 mg/L
Al2O3分子量为102,故投药量相当于4.16/102=0.041mmol/L
则【CaO】=3【a】-【x】+【δ】
=3×0.041-0.1+0.2=0.223 mmol/L
=0.223×56 mg/L=12.49 mg/L
水厂需投加市售石灰12.49/0.5=24.98 mg/L
4.3 沉淀
1、离散颗粒的沉淀速度(自由沉淀)
三个区的沉淀速度公式P109
例题P110
2、理想沉淀池中u0与表面负荷q0的关系
?L=vt0
?H=u0t0
?u0=Q/A=q0
?理想沉淀池的基本特性:特定颗粒沉速在数值上等于沉淀池的表面负荷
(但两者在物理意义上完全不同)
?u≥u0的颗粒被全部去除,其去除率为1-x0
?u<u0的颗粒能够部分去除
三、沉淀池的基本结构与基本设计参数
1、基本结构:进水区、沉淀区、出水区、污泥区
2、沉淀池基本设计参数
(1)基本设计参数
u0(q0 )、H、T、v,q0是最基本参数
(2)参数取值
?若u0由试验得到,则u0设=ηu0试
η=0.6~0.8
?查设计手册得到的u0值可直接应用,已考虑安全系数P117
3、平流式沉淀池
? 结构、优缺点
? 《室外给水设计规范》规定的参数及要求 P118
? 衡量沉淀池水流状态的参数:Fr (弗劳德数)和Re (雷诺数),希望Fr
大、Re 小(方法,设隔墙,减小水力半径)Fr :一般在1*10-4
~1*10-5,Re :一般在4000~15000,
Fr=v 2/RGg: v —水流速度 R —水力半径 g —重力加速度 ? 设计方法 选u 0( q 0 ),再从H 、T 、v 中选2个(按规范要求)
例题: V=18mm/s ,B=3H ,Fr =0.6×10-5。在池的1/3,2/3 处各加一道隔墙,忽略隔墙厚度,求新的Fr 。 解:(1)Fr=v2/Rg (2)
(3)Fr2/Fr1=(3H/5)/(H/3)=9/5=1.6
Fr2= 0.6×10-5 ×1.6= 1.08×10-5
3、斜板(管)沉淀池
(1)斜板(管)沉淀池的原理与特点 ? 原理
根据Ei = u i / u 0 = u i /(Q/A)= u i A/Q
A 越大, Ei 越大;若Ei 不变,A 也不变,池中加隔板,原池A=BL ,新池A=BXn , 则X =L/n 。(n 为层数),在去除率不变的情况下,池深越浅,池长就越短,池容越小————浅池理论 (2)斜板沉淀池产水量计算
? 异向流斜板沉淀池 式1-4-23 式中η斜=0.6~0.8
? 同向流斜板沉淀池 式1-4-24 ? 侧向流斜板沉淀池 式1-4-22
从公式看出:斜板沉淀池的产水量远大于同体积的平流式沉淀池
? 斜板沉淀池的液面负荷q 斜=Q/A ,A 为斜板区池面面积,与平流式沉淀池中的表面负荷概念基本一致。表面负荷 U 0= q 0=Q/ A 斜。 异向流斜板沉淀池的q 斜=9.0~11.0m 3/(m 2.h)
? 斜管沉淀池利用q 斜计算,见《给水工程》P306 斜管中水流速度:v=Q/(A'sin θ) (3)异向流斜板(管)沉淀池 适用范围:浊度小于1000NTU 设计参数:P124(或设计规范)
533233
212H
H H H H R H H H H H R =
+?==+?=
例题:异向流斜管沉淀池,设计能力20000m3/d,平面净尺寸10×10m ,结构系数1.03, 斜管长1m ,安装角60 度。求斜管内轴向流速。(斜管中的停留时间) 解:《给水工程》教材P306 (1)v=Q/(A'sin θ)
式中 Q --沉淀池流量
A?--斜管净出口面积
θ--斜管轴向与水平面夹角 (2)A?=(10-0.5)×10/1.03=92.23m2
(3)s mm h m v /89.2/43.1060
sin 23.9224200000
==?=
4.4 过滤
沉淀(澄清)池出水浊度10NTU 以下,滤
后可达1NTU 以下,可去除2~5μm 以上的颗粒。 一、过滤原理 1、过滤技术分类
(1)表层过滤--机械筛滤
(2)深层过滤--机理为接触絮凝
滤池工作机理:接触絮凝和机械筛滤,前者为主 2、强制滤速--用于校核滤池设计是否合理 全部滤池中的1个或2个停产检修或反 冲洗时,其他滤池的滤速。不要太大。 平均强制滤速:
三、滤料
1、滤料材质与规格 (2)滤料规格
表示滤料规格的参数
? dmax 和dmin
? 有效粒径d10 反映细滤料尺寸
? 不均匀系数K80 越大,对过滤和反冲越不利 K80=d80/d10>1
我国采用dmax 、dmin 和K80 (新规范采用d10和K80)
四、滤池的基本构造 1、滤料层
2、配水系统和承托层 (1)大阻力配水系统
? 构成:―丰‖字型穿孔管+卵石垫层+冲洗水泵或高位水箱 ? 参数:开孔比为0.2~0.28%
正强=v n n
v 1
-
v孔,h孔,d孔,h总=6~8m等,P140
?优缺点:配水均匀;所需反冲洗水头大
(2)小阻力配水系统
?构成:底部进水空间+穿孔板(滤头或滤砖)
?参数:开孔比为1.0~1.5%
h总=1m左右
?优缺点:不需设反冲洗设备;配水均匀性比大阻力系统差
(3)中阻力配水系统
?开孔比为0.6~0.8%
4.5 消毒
一、消毒概论
1、消毒目的
消毒标准:细菌学指标
2、消毒方法
氯、二氧化氯、臭氧、紫外线
优点及问题
3、消毒剂的投加点
?滤后加氯(清水池前投加)
?出厂补充加氯(二泵站处)
?预加氯(取水口或水厂入口,防止藻类繁殖),目前不提倡,改用KMnO4、O3、
H2O2等。
?中途补氯(用于大型管网)
二、氯消毒
1、氯消毒原理
液氯转化为气态投加
?若水中无氨,则生成HOCL和OCL-,+1价的CL具有氧化、杀菌作用。
氯消毒原理P157, HOCL起主要作用
HOCL和OCL-的比例与水的PH值及水温有关,
低温、低PH值消毒效果好
?若水中有氨氮,则生成氯胺,消毒原理仍为HOCL杀菌。各种氯胺的比例与PH值
及氯、氨比有关
?有效氯包含:
自由性(游离性)氯(HOCL和OCL-)
化合性氯(各种氯胺)
?余氯--剩余的有效氯
2、加氯量
加氯量=需氯量+余氯量
规范规定P158
3、氯消毒工艺
(1)折点氯化法
水中氨氮含量少时采用。
经验:原水氨氮含量小于0.3mg/L时折点加氯;
(2)氯胺消毒法
持续杀菌能力强;减少消毒副产物
?先氯后氨----有大型管网时
清水池前折点加氯,出厂时加氨;
CL2:NH3=3~6:1 (重量比)
?化合性的氯胺消毒法---原水氨氮含量高时
清水池前投加氯,利用清水池接触(大于2h);
含氨量不高时,可氯、氨同时投加
4、加氯设备
加氯要求规范7.7.1~7.7.16(新规范强制条款很多)
储氯量15~30天
4.6 地下水除铁除锰
一、含铁含锰地下水
存在形态:Fe+2、Mn+2 ,常共存,
一般浓度Fe+2 >Mn+2
二、地下水除铁除锰原理
1、除铁原理
(1)原理
Fe+2 +[O]→Fe+3 ,Fe(OH)3→过滤
(2)方法
?空气氧化P165 式1-4-42
要求:PH >6,最好>7;含硅水PH <7
特点:属自催化氧化
?药剂氧化(CL2),需CL2计算P166
2Fe2+Cl2
2×55.8 2 ×35.5
1 x
2、除锰原理
(1)原理
Mn+2 +[O]→Mn+4 ,MnO2→过滤
(2)方法
?空气氧化P166 式1-4-47,需O2计算
?药剂氧化(CL2)P166 式1-4-48,需CL2计算
(3)特点
?反应慢,需自催化,滤料为锰砂
?要求PH >7.5
?铁锰共存时,先除铁后除锰。Fe+2、Mn+2 浓度低时,采用一个滤池,上层除
铁下层除锰;浓度高时,采用2个滤池
二、地下水除铁除锰工艺与设备
1、处理方法
(1)原水曝气→接触氧化过滤
(2)原水曝气→氧化→过滤
(3)药剂氧化→过滤
2、处理工艺流程
各种工艺流程的适用条件 3、曝气设备 4、过滤设备
滤料与过滤工艺参数 P170
1)离子交换树脂对水中离子的选择性
强酸性阳树脂与水中离子交换的选择顺序(低浓度):
Fe3+>Al3+> Ca2+>Mg2+> K + =NH 4+ > Na + > H + 强碱性阴树脂与水中离子交换的选择顺序(低浓度): SO42- > NO3->Cl- > HCO3->OH -> HSiO3- 2)离子交换平衡与可逆性 RH+ Na +? RNa+ H +
软化时, RH → RNa
再生时,由于H +浓度很大,RNa → RH
? RH ,RNa 通过的流量 (RH 以Na +泄漏为运行终点,任何时候都不会出现酸水)
计算:
Q(1-H %)A 原-QH %S=QA 残
注:式中浓度均为当量粒子摩尔浓度
? 适用范围:P181 3)除盐工艺流程
? 基本工艺流程 P182~183 ? RH 放在ROH 前面的原因 3、离子交换软化除盐设备 1)固定床
顺流式、逆流式 计算:Fhq=QTHt
式中 F -离子交换器截面积,m2; h -树脂层高度,m ; q -树脂工作交换容量,mmol/L ; Q -软化水量, m 3/h ; T -软化工作时间,(软化开始至硬度泄漏)h; Ht -原水硬度,当量粒子mmol/L 。 2)连续床 3)混合床
Na
H
K Na RH H RNa =]][[]][[+
+S
A A A H +-原残
原=%
二、冷却塔热力计算的设计任务与基本方法
1、基础资料:
1)、冷却水量Q(m3/h)
2)、冷却水进水温度t1(℃)
3)、冷却出进水温度t2(℃)
4)、气象参数:
干球温度θ1(℃):当地空气温度θ
湿球温度τ1(℃)或相对湿度(ψ):代表了在当地的气温条件下,水通过湿式冷却所能冷却到的最低极限温度。也即冷却塔出水的理论极限温度。
大气压力P(Pa)
风向、风速
冬季最低气温。
5)、淋水填料试验和运行资料,包括淋水填料热力特性和空气阻力特性
三、循环冷却水系统
1、循环冷却水的水质污染
沉积物--结垢(无机盐沉淀)
--粘垢(微生物)
--污垢(悬浮物、腐蚀剥落物等)
2、要求水质稳定,控制指标:腐蚀率、污垢热阻
1)、腐蚀率计算:
C L=8.76*(P0-P)/ρFF
式中:C L--腐蚀率, mm/a
P0—腐蚀前金属重,g
P—腐蚀后金属重,g
ρ—金属密度,g/cm3
F—金属与水接触面积,㎡
t—腐蚀作用时间,h
2)、经水质处理后腐蚀率降低的效果称:缓蚀率
η=(C0- C L)*100%/ C0
式中:C0—循环冷却水未处理时腐蚀率
C L—循环冷却水经处理后腐蚀率
3)、污垢热阻
Rt=1/Kt-1/K0=1/ψt K0-1/K0
式中:Rt—即时污垢热阻,㎡·h·℃/kJ
K0—开始时,传热表面清洁所测得的总传热系数,kJ/㎡·h·℃
K t—循环水在传热面经t时间后所测得的总传热系数,kJ/㎡·h·℃
ψt—积垢后传热效率降低的百分数。
3、循环水水质稳定判断
1)、饱和指数法:
I L=PH0- PH S
式中:I L—饱和指数(朗格里尔指数)
PH0—水的实际PH值
PH S—水的碳酸钙饱和平衡时的PH值
根据饱和指数I L,可对水质进行判断:
·当I L=PH0- PH S>0时,水中CaCO3处于饱和状态,有结垢倾向;
·当I L=PH0- PH S=0时,水中CaCO3刚好处于平衡状态,不腐蚀,不结垢;
·当I L=PH0- PH S<0时,水中CO2处于过饱和,有腐蚀倾向;
2)稳定指数法(P223)PH在6.0~7.0时,基本稳定,低于就结垢,高于就腐蚀3) 临界PH值法PH>PH c时,水结垢;PH<PH c时,水腐蚀;PH c为实测值
1、水量损失
水量损失:蒸发、风吹、渗漏、排污
补充水量Q m=Qe+Qw+Q f+Q b
Q m–补充水量
Qe—蒸发损失水量
Qw—风吹损失水量
Q f—渗漏损失水量
Q b—排污水量
补充水率P=∑水量损失率=Q m/ Q R
各种损失率计算
按损失率计算:P m=Pe+Pw+P f+P b
1)、蒸发损失水量:
Pe=K ZF·Δt·100%
Pe--蒸发损失率
Δt—进水与出水水温差:℃
K ZF—与环境温度有关的系数,1/℃
其余损失见书本P230
2、浓缩倍数
?N=C R/C M
补充水含盐量=损失水量带出系统的含盐量
C M P Q R= C R(P- P e) Q R
得N=C R/C M=P/(P- P e)= Q m /(Q m - Qe)
规范中水量损失不考虑Q f(5.0.3.1条)
N一般控制在2~3(规范要求不宜小于3,3.1.9条)
?排污量计算:
选定N,并计算Pe→P,并根据P W、P f→P b
第二篇:排水工程
第1章排水系统概论
1、排水系统的体制及其选择
排水系统的体制:【雨水,污水(生活、生产)】
分流制排水系统(新建城区,工业企业)
完全分流制排水系统
不完全分流制排水系统
合流制排水系统(截流式合流制排水系统) 排水体制的选择:(规范1.0.4)
环境保护要求
技术安全可靠
经济造价分析
维护管理费用
2、城市排水系统的组成
城市污水排水系统
室内污水管道系统及设备
室外排水管道系统
污水泵站及压力管道
城市污水处理厂
出水口及事故排出口
城市雨水排水系统:
建筑物的雨水管道系统和设备
居住小区或工厂雨水管渠系统
街道雨水管渠系统
排洪沟
出水口
3、城市排水系统的总平面布置
城市排水系统总平面布置的任务:
确定干管、主干管的走向
确定污水处理厂和出水口的位置
城市排水系统总平面布置的原则:
管网密度合适,管道工程量小,水流畅通
充分利用地形地势,顺坡排水,避免提升
地形起伏较大的地区,采用高、低区系统分离
尽量减少中途加压泵站的个数
截流干管的布置要使全区污水管道能便捷、直接地接入4、城市排水系统的总平面布置
城市排水系统总平面布置的常见形式:(教材图)
直流正交式(适用于雨水)
正交截留式(合流制)
平行式(排水坡度过大、减小流速、避免冲刷)
高低分区式(地形起伏过大,减少提升能耗)
辐射分散式(城区大、中心地势高、出路分散)
环绕式(中小城市、排水出路集中)
第2章 污水管道系统的设计 1、污水设计流量的计算
污水设计流量:
生活污水量+工业废水量+(地下水渗入量) 最大日最大时(高日高时)污水流量 流量单位-L/S (升/秒)
污水量变化系数:均日均时
高日高时
高日均时高日高时均日高日时日=
?=
?=K K K Z
生活污水设计流量的计算公式:
Q 1 n -居民生活污水定额(L/人.d );80-
90%用水定额(表2-2-1) N -设计人口(人);设计人口=人口密度×服务面积 K Z -生活污水量总变化系数,(表2-2-2
污水管道水力计算的基本公式:
Q A -过水断面面积,m2, v -流速,m/s ;
R -水力半径(过水断面面积与湿周的比值),m ; I -水力坡度(水面坡度,管底坡度); C -流速系数(谢才系数);
n -管壁粗糙系数(表2-2-7)
污水管道水力计算的设计规定:(新规范有变化)
管壁粗糙系数(n )-表2-2-7 设计充满度(h/D )(0.55-0.75)——表2-2-8 最小设计流速(vm )(管道:0.6m/s ,明渠:0.4m/s ) 最大设计流速(vx )(金属管道:10m/s ,非金属:5m/s )
最小设计坡度(I)(街区内:0.004,街道下:0.003)
最小管径(街区内:200mm,街道下:300mm)
最大允许埋深(干燥土壤:7-8m)
最小覆土厚度(冰冻,动荷载,支管衔接)——P252
污水管道水力计算的方法(图表法):
根据所选管材,使用相应粗糙系数(n)的水力计算图表;
根据设计流量(Q),初步确定管径(D);
使用相应管径(D)的水力计算图表进行水力计算;
设定1个未知参数(I,v,h/D),求定另外2个:
坡度(I)控制法——尽量采用最小设计坡度,减小埋深;
流速(v)控制法——流速逐段增大,参照上段流速;
充满度(h/D)控制法——尽量采用最大允许充满度,以降低工程造价。
污水管道水力计算的步骤(教材P261-263例题)
编制污水主干管水力计算表,列入所有已知数据;
根据设计流量Q和最小管径D,确定起始管段未知参数(I,v,h/D),可根据情况设定1个,求定另外2个;
根据设计流量Q的变化,设定下游管段管径D,遵循流速随流量增大而增大或不变的原则设定设计流速,然后确定该管段其它未知参数(I,h/D),
通过试算定夺;
计算管段上、下端的水面标高、管内底标高及埋设深度:根据管段长度和坡度求坡降,根据管径和充满度求水深;
根据管段衔接方式,确定下游管段上端的管内底标高。
设计管段及设计流量的确定:
设计管段的划分:流量、管径、坡度不变的直线管段
设计管段的设计流量:
转输流量(q2) :上游、旁侧管段
集中流量(q3) :工厂,大型建筑
第3章雨水管渠系统的设计
1、暴雨强度公式
暴雨强度公式是描述降雨量、降雨历时和重现期三者之间数学关系的经验公式