倒虹吸流量计算举例(精)
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旧寨倒虹吸计算书基本资料设计流量: 2.35 m3/s加大流量: 2.94 m 3/s进口渠底高程:1488.137m进口渠宽: 2.0m进口渠道设计水深:1.31m加大流量水深: 1.56m出口渠底高程:1487.220m进口渠道设计水深:1.43m加大流量水深: 1.70m进出口渠道形式:矩形进口管中心高程:1487.385m出口管中心高程:1486.69m管径DN:1.6m二、设计采用的主要技术规范及书籍1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288 —99;2、《水电站压力钢管设计规范》SL284 —20033、《混凝土结构设计规范》SL/T191 —96;4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073 —1997;5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》;。
6、《水力计算手册》7、《倒虹吸管》三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B 1-B2)或L=C 1h;C 取1.5〜2.5;C i取3〜5: h上游渠道水深;经计算取L=4m ;2、进口沉沙池尺寸确定(1) 拟定池内水深H;H=h+TT=( 1/3〜1/4) h;T 为进口渠底至沉沙池底的高差;取0.8m;(2) 沉沙池宽BB=Q/(Hv) ;v 池内平均流速0.25〜0.5m/s;经计算取B=3.5m;(3) 沉沙池长L'L'》(4~5) h经计算取L =8m;(4) 通气孔通气孔最小断面面积按下式计算:A KQ;1265cV^P ‘A为通气管最小断面面积m2;Q为通气管进风量,近似取钢管C 取0.5 ;内流量,m3/s; C为通气管流量系数;如采用通气阀,无阀的通气管,C取0.7;△ P为钢管内外允许压力差,其值不大于0.1N/mm2;K为安全系数,采用K=2.8。
经计算A=0.0294 m2;计算管内径为0.194m,采用D273(S =6mm的螺旋钢管。
四、出口段倒虹吸管出口消力池,池长L及池深T,按经验公式:L=(3~4)hT> 0.5D0+ S +0.3经计算取L =6m, T=1.2m。
(整理)倒虹吸管设计计算倒虹吸管设计计算⼀、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;13P2.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。
根据贵州省《灌溉⽤⽔定额》编制分区图:项⽬区属Ⅰ区,灌溉定额根据贵州省灌溉⽤⽔定额编制Ⅰ区⽔稻净定额为2703m/亩,⽑灌溉定额为6443m/亩。
需⽔量公式WM 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;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 o PD gHD t t θρσ==以钢材的设计允许应⼒[]σ代替θσ;经整理得:[]2w oo gHD t ρ?σ≥(mm)w ρ—— ⽔的密度,1000kg/3m ;H —— 内⽔压⼒,m 。
旧寨倒虹吸计算书、基本资料设计流量: 2.35 m3/s加大流量: 2.94 m 3/s进口渠底高程:1488.137m进口渠宽: 2.0m进口渠道设计水深:1.31m加大流量水深:1.56m出口渠底高程:1487.220m进口渠道设计水深:1.43m加大流量水深:1.70m进出口渠道形式:矩形进口管中心高程:1487.385m出口管中心高程:1486.69m管径DN :1.6m二、设计采用的主要技术规范及书籍1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288 —99;2、《水电站压力钢管设计规范》SL284 —20033、《混凝土结构设计规范》SL/T191 —96;4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073 —1997;5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》;。
6、《水力计算手册》7、《倒虹吸管》三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B 1-B2)或L=C 1h;C取 1.5~2.5;C1取3~5:h 上游渠道水深;经计算取L=4m ;2、进口沉沙池尺寸确定(1) 拟定池内水深H;H=h+TT=(1/3~1/4)h;T 为进口渠底至沉沙池底的高差;0.8m;(2) 沉沙池宽 BB=Q/(Hv) ;v 池内平均流速0.25~0.5m/s;经计算取B=3.5m;(3) 沉沙池长L'L'≥( 4~5) h经计算取L =8m;(4) 通气孔通气孔最小断面面积按下式计算:KQ1265C △PA 为通气管最小断面面积m2;Q 为通气管进风量,近似取钢管内流量,m3/s; C 为通气管流量系数;如采用通气阀, C 取0.5;无阀的通气管, C 取0.7;△P 为钢管内外允许压力差,其值不大于0.1N/mm2;K 为安全系数,采用K=2.8。
经计算A=0.0294 m2;计算管内径为0.194m ,采用D273(δ =6mm的)螺旋钢管。
四、出口段倒虹吸管出口消力池,池长L 及池深T,按经验公式:L=(3~4)hT≥0.5D0+δ +0.3经计算取L =6m,T=1.2m。
倒虹吸计算公式
实际上虹吸流动时有水流阻力,有能量损失,需知道虹吸管的长度及布置情况。
做为初学,可假定为理想情况,不考虑能量损失。
设水源水面到虹吸管出口的高差为H,列水源水面到虹吸管出口的伯努利方程得:
H1=V^2/(2g) , 得虹吸流速:V=(2gH1)^(1/2)
虹吸流量:Q=(3.14D^2/4)(2gH1)^(1/2) D为虹吸管内径。
设最高点压强为P,虹吸管最高点到出口的高差为H2,列最高点到出口的伯努利方程得:
H2+P/(pg)+V^2/(2g)=V^2/(2g)
得:P = -pgH2 (相对压强,即不包括大气压,相对压强为负值,即绝对压强小于大气压,就是处于一定的真空状态,理论上最大真空值不能超过10米水柱,即H2<10米水柱)
也可列容器液面到最高点的伯努利方程:
0=H3+P/(pg)+V^2/(2g)
P=-pg[H3+V^2/(2g)]=-pg[H3+H1] = -pgH2 (答案与上面相同)
当然虹吸管的工作条件之一是虹吸管必须先充满水,而且管道不进气(容易进气的部位是在虹吸管的顶部,因为此处压强小于大气压,而虹吸管两端进出口处都大于大气压,倒不容易进气。
)因此虹吸管壁不能有孔眼和裂缝。
因实际的水流有阻力,有能量损失,虹吸管顶点的允许安装高度远小于10米!
说明:本例在不考虑水流能量损失,而且虹吸管截面是均匀的情况下,得出与截面积、管长、流速无关。
但实际有水流的能量损失,计算要远比以上复杂。