第二章 排水管渠水力计算

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。

4.4 排水管道水力计算
4.4.9建筑物内生活排水铸铁管道的最小坡度和最小设计充满度，宜按表4.4.9确定。

按表4.4.10调整。

径不得小于所连接的横支管管径。

4.4.11-1确定。

距离计算。

2如排水立管工作高度在表中是列出的两个高度值之间时，可用内插法求得排水立管的最大排水能力数值。

3排水立管管径为100mm的塑料管外径为110mm，排水管管径为150mm的塑料管外径为160mm。

4.4.12 大便器排水管最小管径不得小于100mm。

4.4.13 建筑物内排出管最小管径不得小于50mm。

4.4.14多层住宅厨房间的立管管径不宜小于75mm。

4.4.15 下列场所设置排水横管时，管径的确定应符合下列要求：
1 建筑底层排水管道与其楼层管道分开单独排出时，其排水横支管管径可按表
4.4.11-4中立管工作高度≤2m的数值确定。

2 公共食堂厨房内的污水采用管道排除时，其管径比计算管径大一级，但干管管径不得小于100mm，支管管径不得小于75mm。

3 医院污物洗涤盆（池）和污水盆（池）的排水管管径，不得小于75mm。

4 小便槽或连接3个及3个以上的小便器，其污水支管管径，不宜小于75mm。

5 浴池的泄水管管径宜采用100mm。

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。

给水排水管道系统水力计算本章内容：1、水头损失计算2、无压圆管的水力计算3、水力等效简化本章难点：无压圆管的水力计算第一节基本概念一、管道内水流特征进行水力计算前首先要进行流态的判别。

判别流态的标准采用临界雷诺数Rek，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。

对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。

二、有压流与无压流水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。

水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。

从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多三、恒定流与非恒定流给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。

四、均匀流与非均匀流液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。

从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。

对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。

均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。

对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。