第2章排水管渠水力计算详解
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排水管道纯公式水力计算排水管道水力计算是指根据管道的水力特性和流体力学原理,计算管道内流体的速度、压力、流量等参数,以确定管道的水力性能。
下面将介绍一些常见的排水管道水力计算公式,并对其进行说明。
1.流量公式:流量是指单位时间内通过管道截面的液体体积。
流量公式可以用来计算流量,其表示为:Q=A*v式中,Q表示流量,单位为体积/时间;A表示管道截面积,单位为面积;v表示流速,单位为长度/时间。
该公式根据负责流量为截面面积与流速的乘积。
2.流速公式:流速是指单位时间内通过管道其中一点的液体线速度。
流速公式可以用来计算流速,其表示为:v=Q/A式中,v表示流速;Q表示流量;A表示管道截面积。
3.斯怀默公式:斯怀默公式用来计算管道中的流速,其表示为:v=C*R^(2/3)*S^(1/2)式中,v表示流速,单位为长度/时间;C为经验系数(一般根据实际情况取值);R表示液体在管道内运动的惯性系数;S表示液体在管道内运动的能量消耗系数。
4.伯努利方程:伯努利方程是描述流体在管道中运动的一种基本物理原理。
对于水力平衡的平稳流动有:z+(P/γ)+(v^2/2g)=常数式中,z表示位置高度;P表示压力;γ表示液体的比重;v表示流速;g表示重力加速度。
该方程表达了位置高度、压力和速度之间的关系。
5.里德伯格公式:里德伯格公式用来计算管道中的摩阻损失,其表示为:Hf=f*(L/D)*(v^2/2g)式中,Hf表示摩阻损失;f表示摩阻系数;L表示管道长度;D表示管道直径;v表示流速;g表示重力加速度。
以上是一些常见的排水管道水力计算公式,用于计算排水管道的流量、流速、摩阻损失等参数。
在实际应用中,还可以根据具体情况选择适用的公式进行计算。
需要注意的是,公式的使用需要考虑实际情况,并结合实际数据进行合理调整,以保证计算结果的准确性。
给排水系统的水力计算方法在建筑物的给排水系统设计中,水力计算是非常重要的一环。
通过合理的水力计算,可以确保给排水设备运行正常,提供稳定的水流和充足的水压,从而满足建筑物的日常用水需要。
本文将介绍给排水系统水力计算的基本原理和方法。
一、水力计算的基本原理水力计算是根据流体力学的基本原理,通过考虑系统中各个元件之间的水流阻力和水流动力等因素,计算出给排水管道系统中的水流速度、水压、流量等参数。
水力计算的目标是确保在设计工作条件下,给排水系统中的水流能够保持正常、平稳的运行。
二、水力计算的步骤1. 收集设计参数:首先需要收集建筑物的相关设计参数,包括供水设备的流量、水压要求,排水设备的流量要求等。
这些参数将作为水力计算的基础。
2. 选择管道材料和管径:根据设计需求和已有条件,选择适当的管道材料和管径。
常用的给水管道材料有PVC、钢管等,排水管道材料有PVC、铸铁管等。
管道的管径选择应考虑流量和水压要求。
3. 确定水流速度和管道截面积:根据设计需求和管道材料,确定水流速度和管道截面积。
流速的选择应使水流保持在合理范围内,并避免过高或过低。
管道截面积的计算应符合流量和流速的要求。
4. 计算水流阻力:根据管道长度、管道材料和截面积等参数,计算出给排水管道中水流的阻力。
常用的方法有Darcy-Weisbach公式和Hazen-Williams公式等。
5. 求解水流参数:根据系统中各个元件的水流阻力和其他因素,求解出水流的速度、水压、流量等参数。
可以使用数值计算方法,如有限元法、CFD模拟等,也可以使用经验公式进行近似计算。
6. 评估设计方案:根据水力计算结果,评估设计方案的合理性。
如果计算结果符合设计要求,即可认为设计方案是可行的;如果计算结果不符合要求,则需要调整设计参数或采用其他方案。
三、常用的水力计算方法1. Darcy-Weisbach公式:该公式是一种经验公式,用于计算管道中的水流阻力。
计算公式如下:f = (2 * L * V^2 * R) / (g * D^5)其中,f为摩擦系数,L为管道长度,V为水流速度,R为管道摩擦阻力系数,g为重力加速度,D为管道直径。
第二章排水管渠水力计算一、选择题1.下列不是引起局部阻力损失原因的是()。
A.转弯B.分枝C.管径放大D.管壁粗糙【答案】D【解析】局部阻力损失是指由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而引起的水头损失。
通常在管道的进出口、变截面管道、管道的连接处等部位,都会发生局部水头损失。
管壁粗糙引起的是沿程水头损失。
2.下列判断正确的是()。
A.当流量一定,流速减小则管径减小,水头损失也减小B.当流量一定,流速减小则管径增大,水头损失也增大C.当流量一定,流速减小则管径减小,水头损失增大D.当流量一定,流速减小则管径增大,水头损失却减小【答案】D【解析】由d=知,流量Q不变、v减小时,管径d增大;又由22fl vhd gλ=知,d增大、v减小,则沿程水头损失减小。
二、填空题1.为了保证管渠能正常运行,以顺利地收集和输送生活污水和工业废水,管渠水力计算要满足______,______,______和______。
【答案】不溢流;不淤积;不冲刷管壁;要注意通风【解析】为了保证管渠能正常运行,以顺利地收集和输送生活污水和工业废水,管渠水力计算要满足下列要求:①不溢流,由于生活污水和工业废水从管渠中溢流到地面将污染环境,因此污水管渠是不允许溢流的;②不淤积,当管渠中水流的速度太小时,水流中的固体杂质就要下沉,淤积在管渠中,会降低管渠的输送能力,甚至造成堵塞;③不冲刷管壁,当管渠水流速度过大时,会冲刷和损坏管渠内壁;④要注意通风,在管渠中的水面之上保留一部分空间,作为通风排气的通道,并为不溢流留有余地。
2.水力学图计算的6个水力要素是______,______,______,______,______和______。
【答案】管径D;粗糙系数n;充满度h/D;水力坡度即管底坡度i;流量Q;流速υ【解析】对每一个设计管段,有6个水力要素,分别为管径D,粗糙系数n,充满度h/D,水力坡度即管底坡度i,流量Q和流速υ。
雨水排水系统的水力计算雨水排水系统是指为了排除雨水而设计的管道系统。
在城市建设中,雨水排水系统是必不可少的基础设施之一。
水力计算是设计雨水排水系统时必需的一项重要工作,它能够帮助工程师确定各种参数,从而确保系统能够高效地排水。
本文将详细介绍雨水排水系统的水力计算方法和相关的计算公式。
在进行水力计算之前,我们首先需要了解几个重要的概念。
首先是雨水流量的计算。
通常,我们使用多个气象站的降雨数据来确定一个城市或地区的降雨强度。
根据历史数据和统计分析,可以得出一定时间内的设计雨量。
设计雨量越大,说明系统需要具备更高的排水能力。
其次是雨水径流系数的确定。
雨水径流系数是指降雨过程中径流的量与总降雨量的比值。
该系数取决于地表情况、土壤类型和降雨强度等因素。
通过现场勘测和实验研究,可以确定不同场地和不同条件下的雨水径流系数。
接下来是管道的水力特性。
雨水排水系统中使用的管道通常为圆管或方管。
在进行水力计算时,我们需要知道管道的内径或边长,并考虑流体的流速和压力损失等因素。
根据伯努利方程和一些基本的流体动力学原理,我们可以计算出管道中的水流速度和压力变化。
最后是雨水排放的规划和设计。
在城市建设中,我们需要根据雨洪情况和市政要求来规划雨水排放的方式和位置。
适当的排放方式可以减少洪水和滞水的发生,保护城市的基础设施和居民的生活环境。
具体的水力计算方法包括:汇水面积的计算、雨水流量的确定、雨水径流系数的选择、管道的水力计算、排放流量的确定等。
在实际工程中,我们可以根据具体情况选择适用的计算方法,并利用计算软件或手算等方式完成水力计算的工作。
综上所述,雨水排水系统的水力计算是设计合理的系统的关键步骤之一。
通过准确计算各项参数,我们能够确保雨水排水系统的性能和安全性。
在未来的城市建设中,我们应该不断提升水力计算的技术水平,为城市的可持续发展做出贡献。
第6章建筑屋面雨水排水系统6.3 雨水排水系统的水力计算屋面雨水排水系统雨水量的大小是设计计算雨水排水系统的依据,其值与该地暴雨强度q、汇水面积F以及径流系数ψ有关,屋面径流系数一般取ψ=0.9。
1.设计暴雨强度q设计暴雨强度公式中有设计重现期P和屋面集水时间t两个参数。
设计重现期应根据建筑物的重要程度、气象特征确定,一般性建筑物取2~5年,重要公共建筑物不小于10年。
由于屋面面积较小,屋面集水时间应较短,因为我国推导暴雨强度公式实测降雨资料的最小时段为5min,所以屋面集水时间按5min计算。
2.汇水面积 F屋面雨水汇水面积较小,一般按m2计。
对于有一定坡度的屋面,汇水面积不按实际面积而是按水平投影面积计算。
考虑到大风作用下雨水倾斜降落的影响,高出屋面的侧墙,应附加其最大受雨面正投影的一半作为有效汇水面积计算。
窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道应附加其高出部分侧墙面积的二分之一。
同一汇水区内高出的侧墙多于一面时,按有效受水侧墙面积的1/2折算汇水面积。
雨水量可按以下两个公式计算:3. 雨水量计算公式10000Fqs Q ψ=(6-1)3600FqsQ ψ=(6-2)式中 ψ ——径流系数,屋面取0.9;Q ——屋面雨水设计流量,L/s ;F ——屋面设计汇水面积,m 2;q s ——当地降雨历时5min 时的暴雨强度, L/s ·104m 2; h s ——当地降雨历时5min 时的小时降雨深度, mm/h ;ghDh Q 2μπ= 雨水斗的泄流量与流动状态有关,重力流状态下,雨水斗的排水状况是自由堰流,通过雨水斗的泄流量与雨水斗进水口直径和斗前水深有关,可按环形溢流堰公式计算1. 雨水斗泄流量式中 Q ——通过雨水斗的泄流量, m 3 /s ; μ——雨水斗进水口的流量系数,取0.45;D ——雨水斗进水口直径, m ;h ——雨水斗进水口前水深, m 。
(6-3)在半有压流和压力流状态下,排水管道内产生负压抽吸,所以通过雨水斗的泄流量与雨水斗出水口直径、雨水斗前水面至雨水斗出水口处的高度及雨水斗排水管中的负压有关:)(242P H g d Q +=μπ式中 Q ——雨水斗出水口泄流量, m 3 /s ;μ——雨水斗出水口的流量系数,取0.95;d ——雨水斗出水口内径, m ;H ——雨水斗前水面至雨水出水口处的高度, m ;P ——雨水斗排水管中的负压, m 。
排水横管水力计算公式排水横管水力计算公式是工程领域中常用的一种计算方法,用于确定排水管道中水流的速度和压力,以确保排水系统的正常运行。
本文将以人类的视角,生动地描述排水横管水力计算公式的原理和应用。
在排水系统中,横管是连接各个排水设备和主管道的重要组成部分。
为了确保排水畅通,我们需要计算横管中水流的速度和压力。
这可以通过排水横管水力计算公式来实现。
排水横管水力计算公式的核心是流量方程。
我们可以通过以下公式来计算横管中的流量:Q = A * V其中,Q表示流量,A表示横管的截面面积,V表示水流的速度。
通过测量横管的截面形状和水流的速度,我们可以得到横管中的流量。
而水流的速度可以通过以下公式来计算:V = k * (2 * g * H)^(1/2)其中,V表示水流的速度,k表示横管的水力坡度系数,g表示重力加速度,H表示横管中的水头高度。
这个公式告诉我们,水流的速度与横管的水头高度和水力坡度系数有关。
通过以上公式,我们可以得到横管中的流量和水流的速度,从而进一步计算出水流的压力。
水流的压力可以通过以下公式来计算:P = ρ * g * H + 1/2 * ρ * V^2其中,P表示水流的压力,ρ表示水的密度,g表示重力加速度,H 表示横管中的水头高度,V表示水流的速度。
这个公式告诉我们,水流的压力与水头高度、水的密度和水流的速度有关。
通过排水横管水力计算公式,我们可以准确地计算出横管中的流量、水流的速度和压力,从而确保排水系统的正常运行。
这对于工程师来说是非常重要的,因为它可以帮助他们设计和优化排水系统,提高排水效率。
在实际应用中,我们需要注意选择合适的水力坡度系数和准确的参数值,以确保计算结果的准确性。
同时,我们还需要考虑横管的材质、尺寸和布置等因素,以满足工程需求和安全要求。
排水横管水力计算公式是工程领域中重要的计算方法,可以帮助我们确定排水管道中水流的速度和压力。
通过合理应用这些公式,我们可以设计和优化排水系统,确保其正常运行。
排水及输水管道相关规定和水力损失计算二00六年九月目录1、排水管道设计一般规定2、污水管道最大允许流速、最大设计充满度、最小设计流速、最小设计充满度、最小坡度、最小设计充满度下不淤流速和最小坡度3、排水管径计算公式4、排水横管的水流速的计算公式5、输水管道的水力损失计算6、直管磨擦水头损失估算简表1、排水管道设计一般规定1、设计污水管总出口处应设计计量设施。
2、排水管设计管道内最大流速为:金属管道为10米/秒,非金属管道为5米/秒。
3、污水管道在设计充满度下流速为0.6米/秒,当为金属、矿物质固体或重油杂质的生产污水管道其最大设计流速宜适当加大。
4、压力管道的设计流速宜采用0.7~1.5米/秒。
5、压力输泥管道最小设计流速见下表:6、自流污泥管道的最小设计坡度宜采用0.01。
7、设计压力管时应考虑水锤影响,在管线高点及每隔一段距离设排气装置,在管线低点及每隔一段距离设排空装置。
8、通气的污水立管最大排水能力见下表:9、不通气的污水立管最大排水能力见下表:10、管顶最小复土厚度在车行道下一般不小于0.7M。
11、厂房内排水钢管最小埋设深度为砼地面至管顶距离为0.4M,红砖地面至管顶距离为0.7M,PVC管为砼地面至管顶距离为0.6M,红砖地面至管顶距离为1.0M2、污水管道最大允许流速、最大设计充满度、最小设计流速、最小设计充满度、最小坡度、最小设计充满度下不淤流速和最小坡度见下表:上表说明;1、管径≤300mm 时按满度复核。
2、含有机械杂质的工业废水管道其最小流速宜适当提高。
3、排水管径计算公式D = Q4D —管径 (mm ) Q —流量 (M 3/S ) V —流速 (m/S )4、排水横管的水流速的计算公式V =Rn132I21V —流速 (m/S ) R —水力半径 (m )n —粗糙系数、钢管取0。
012,塑料管取0。
009,铸铁管取0。
013,砼管取0。
013~0.014。
I —水力坡度,采用排水管坡度。