倒虹吸水力计算问题
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倒虹吸管水力计算书倒虹吸管水力计算书项目名称:_____________ 日期:_____________ 设计者:_____________ 校对者:_____________ 一、示意图:这里应该插入示意图,但是文章中没有提供)二、基本设计资料1.依据规范及参考书目:本次设计参考了以下资料:XXX《水力计算手册》(第二版)XXX《水工设计手册》(第二版)XXX《灌区建筑物的水力计算与结构计算》(XXX编著)2.计算参数:计算目标:已知流量及管径,求水头损失L。
设计流量Q = 20.000 m3/s倒虹吸管断面形状:圆形;孔口数量:3孔倒虹吸管孔直径D = 2.000m管身长度L = 220.00m,斜管段边坡1:4.00弯管中心半径R = 2.00倍管径,管身粗糙系数n = 0.0140上游渠道流速V1 = 0.700 m/s,下游渠道流速V2 = 0.700m/s门槽局部水头损失系数ξ4 = 0.050,管进口局部水头损失系数ξ5 = 0.200三、计算过程根据门槽局部水头损失系数ξ4 = 0.050和管进口局部水头损失系数ξ5 = 0.200,可以计算出斜管段边坡为1:4.00时,弯道中心的圆心角为:α = tan-1(1/4.00) = 14.036°每个弯道的局部水头损失为:ξ6 = [0.131+0.1632(H/R)3.5+(α/90)1/2]0.131+0.1632×[2.000/(2.00×2.00)]3.5}×(14.036/90)1/2=0.05 7管身流速为:V管= Q/(3×π×(D/2)2)20.000/(3×3.14×(2.000/2)2) = 2.122 m/s管出口局部水头损失系数为:ξ出 = (1-V2/V管)2=(1-0.700/2.122)2=0.449管身水力半径为: R = D/4 = 2.000/4 = 0.500管身摩擦阻力系数为: C = R1/6/n = 0.5001/6/0.014 = 63.636 倒虹吸管总水头损失△Z = (∑ξi+2gL/C2/R)V2/2/g0.050+0.200+2×0.057+0.449+2×9.81×220.0/63.6362/0.500)。
深沟大跨度倒虹吸工程中的若干问题摘要:流量大、深沟大跨度的倒虹吸工程在丘陵山区长距离输水工程中经常出现。
此类工程水力学很复杂,不可忽视。
本文主要反映引黄工程中北干渠源子河1#倒虹吸水力学试验中出现的一些主要问题以及处理措施。
其中(1)倒虹吸口前池的水流波动及稳定措施;(2)倒虹吸空管时不同充水流量的流态及其安全措施;(3)倒虹吸管的水头损失。
关键词:倒虹吸工程水力学问题水工模型试验1概述丘陵山区长距离输水工程中,跨沟跨河的渡槽或倒虹吸工程是相当多的。
对于流量大、深沟大跨度的倒工吸工程,有些水力学问题很复杂,也不可忽视。
引黄入晋工程中北干渠源子河1#倒虹吸工程就是一例。
该工程设计过水能力Q=16m3/,管径φ=2.6m,进口前池与宽2.8m、高3.7m的门洞式涵洞相连接,出口经消力池后接2.8m某3m的埋涵。
倒虹吸全长330m,进口轴线高程1125.31m,出口断面轴线高程1124.133m,平管底高程1079.5m,底坡i=1/550。
如图1。
倒虹吸采用预制钢筋混凝土管,糙率取n=0.014。
图1源子河1#倒虹吸工程布置图由于该工程跨度大,且充水时最大水头近50m,问题进行了长度比尺为Ly=21.4的整体正态水工模型试验。
通过试验对设计运行中的有关水力学问题进行了与改进。
2进口前池中的水力学问题倒虹吸进口要求水流稳定,流速分布均匀,一般要设前池。
对于大型工程更是必要的。
2.1原方案及存在问题由于前池扩散段底坡比较陡,i=0.533,涵洞出口流速比较大(v=2m/),故在前池入口陡坡上水流发生与底板分离现象,表层流速大,底部流速小,且近底处为负流速,负值最大达0.66m/。
由于表层流速大,至倒虹吸进口处,水流受胸墙阻挡,引起了前池水面波动及侧向回流,流量越大、波动越大,当流量Q=9~15m3/时,波高达0.3m以上。
两侧形成连通立轴漩涡,直径约0.5m,前池流速分布如图2(1)所示。
图2前池流速分布图由于前池中水流波动,流态不稳定,引起倒虹吸及其出口消力池中水流也不稳定。
须水河渠道倒虹吸水力学计算
须水河渠道位于山西省太原市,是国家第一级水利工程中重要的水路枢纽,其倒虹吸水力学计算对于渠道的畅通与安全有重要意义。
此次,我们有幸以系统介绍须水河渠道倒虹吸水力学计算的方法与进展。
首先,要知道倒虹吸水力学计算的目的是分析河渠的水力结构特性,以及河渠的倒虹吸水效果。
在此,研究者需要掌握数学物理学的知识,以及能够利用数学软件进行计算和模拟。
使用倒虹吸水力学计算,可以有效地提高须水河渠道的水力结构特性和倒虹吸水效果。
其次,倒虹吸水力学计算的方法与进展如下:
(1)首先,通过下游计算,解决倒虹吸水系统的边界条件和流量调节问题,建立可靠的模型;
(2)然后,采用天然流动状态的理想实验,分析倒虹吸水系统的垂直分布特性,同时监测其变化过程;
(3)最后,采用流态计算技术,以实验结果为基础,仿真渠道倒虹吸水效果,进而深入研究倒虹吸水力学计算关键技术。
最后,该研究结果能够为须水河渠道的倒虹吸水力学计算提供准确的参考,有助于推动河渠畅通与安全的发展。
未来,我们将继续深入研究须水河渠道倒虹吸水力学计算,为其畅通与安全的建设发挥积极作用。
总之,须水河渠道倒虹吸水力学计算的研究将对河渠的畅通与安全发挥重要作用,也为根据工程实际选择倒虹吸水模型提供有力的技
术支撑。
同时,也有助于推动未来河渠计算技术的发展,为水利工程科研发挥应有的作用。
倒虹吸设计计算一、倒虹吸管总体布置(根据地形和当地需水量情况确定)1.布置原则;2.布置型式;{地面式(露天或浅埋式)、架空式}3.管路布置;(斜管式和竖井式)4.进口段布置;{渐变段、拦污栅、节制闸、连接段﹙进水口、通汽孔﹚、沉沙、冲沙及泄水设施}5.出口段布置;(设消力池)二、倒虹吸管的构造1.管身构造;(钢筋混泥土管、钢管、铸铁管)2.支承结构;(管座、镇墩、支墩)三、倒虹吸管的水力计算1.管道断面尺寸的确定;①灌溉面积的确定:(根据土地利用参加够调整表查出整理后土地的灌溉面积。
)②补水量的计算:项目区水田和旱地需水量除去项目区降雨量即为需补给水量。
项目区分为水田和旱地,主要农作物为水稻、玉米、油菜,各种农作物所在区需水量不同。
需水量公式=⨯⨯W M A n毛需W 需—— 农业生产总需水量,3m ;M 毛—— 综合毛灌溉定额,3m ;A —— 灌溉面积,亩;n —— 农作物复种指数,采用综合灌溉定额时,已经考虑了复种指数,可不再计入。
M M η=净毛M 净—— 作物净灌溉定额,3m /亩;η—— 灌溉水利用系数。
Ⅰ区渠系水利系数为0.465;田间水利用系数为0.95,故灌溉水利用系数为0.465×0.95得0.44。
③.流量计算根据当地全年水田需水量表、旱地需水量表和全年降雨量表查出全年需水量和降雨量的最大值和最小值,计算出最大补水量和最小补水量,以推出其流量。
④.确定尺寸;o D (圆管)o D —— 管道内径,m;Q —— 倒虹吸管设计流量,3/m s ;υ—— 设计流速,m/s 。
2.管壁厚度的拟定取单位长度承受较大内水压力P 的管道管壁中环向拉应力为22o w oo oPD gHD t t θρσ== 以钢材的设计允许应力[]σ代替θσ; 经整理得:[]2w o o gHD t ρϕσ≥(mm)w ρ—— 水的密度,1000kg/3m ;H —— 内水压力,m 。
初估计时水锤压力值按静水头的15﹪~30﹪。
倒虹吸钢管专项施工中的施工难点及解决方案倒虹吸钢管是一种用于建筑物排水系统的特殊设计,它能够有效地排除雨水并减少排水噪音。
虽然在施工过程中,倒虹吸钢管大多数问题可以通过合理的设计和施工方法来解决,但仍然存在一些施工难点。
本文将讨论倒虹吸钢管专项施工中的施工难点并提出解决方案。
首先,倒虹吸钢管的设计需要考虑水流速度、水压和排水量。
不同场景下的这些参数可能会发生变化,导致倒虹吸效果不佳。
因此,确定合适的倒虹吸钢管尺寸和材料至关重要。
解决这个问题的方法是进行详细的水力计算和模拟,以确保倒虹吸钢管设计满足实际情况的要求。
其次,倒虹吸钢管的施工需要高度关注管道连接的质量和密封性。
一旦发生泄漏,不仅会导致排水效果下降,还可能对建筑结构造成损坏。
为了提高连接的质量,可以使用密封胶和密封圈来加强管道连接处的密封性。
此外,在施工过程中应严格按照操作规范进行施工,确保连接处的焊接和固定工艺正确可靠。
第三,由于倒虹吸钢管的特殊构造,施工中需要进行精确的尺寸测量和剪裁。
一旦尺寸不准确,就会导致管道无法正确安装,从而影响排水效果。
为了解决这个问题,可以使用先进的测量仪器和设备,在施工前进行精确的尺寸测量。
同时,施工人员需要经过专业培训,熟练掌握剪裁技巧,确保管道的尺寸精确无误。
此外,倒虹吸钢管的施工需要考虑施工材料的选择和质量保证。
材料的选择应根据实际情况和需要进行慎重决策,确保材料的质量符合标准。
在采购过程中,应与可靠的供应商合作,并进行必要的检测和验证,以确保材料的质量可靠。
施工过程中应严格按照相关标准和规范进行操作,以确保施工质量。
最后,倒虹吸钢管的施工需要考虑到维护和保养的问题。
虽然倒虹吸钢管的设计和施工使其具有较高的可靠性和耐用性,但仍然需要定期维护保养。
定期检查和清洁可以确保倒虹吸钢管始终保持良好的排水效果,并避免由于积水和污物堵塞而引起的问题。
建议建立一个定期维护保养计划,并配备专业的维护人员进行定期检查和保养。