排水管排水能力计算

第三章给水排水管道系统水力计算基础本章内容：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Re k，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。

建筑排水塑料管的简便水力计算摘要：剖析了硬聚氯乙烯塑料排水管的最小坡度和一般坡度进行控制的实质和作用；提出“通用坡度”的概念并作出定义。

在此基础上，结合“规程”中的水力计算公式和约束条件，将成果归纳成表。

关键词：建筑排水塑料管通用坡度最小坡度Simplified Hydraulic Calculation of Indoor Plastic Drainage PipelineLang JiahuiAbstract: The essence and function of minimum slope and common slope control of PVC drainage pipe are discussed and a new concept called general slope is proposed and defined. On the basis of this concept and the guideline stated in the Design Rules of Plastic Pipe (CIJ29-89) a table for hydraulic calculation has been recommended in this paper.近十几年来，在我国硬聚氯乙烯管材和管件的生产技术和施工技术以及配套的防火措施都有了很大发展。

其用量日趋增加，特别是《建筑排水硬聚氯乙烯管道设计规程》(CJJ29-89)简称“规程”的实施，进一步促进了硬聚氯乙烯塑料管的应用。

由于“规程”的编写距今已有10年，其在实施过程中尚存在下列问题：(1)对塑料排水立管通水能力的确定值，近年来提出不同观点和结论，但仍然停留在理论分析上。

只有今后在有条件的情况下，结合水工试验才能有完善的结论。

本文亦不进行该方面的讨论。

(2)在塑料横管的水力计算方面，“规程”中提供的方法是无可非议的，但由于出版过程的疏忽，横管计算图附图2.3和2.4的适用管径颠倒。

住宅排水管简捷计算提要：建筑排水系统时而发生地漏冒水，水封破坏，臭气外溢等现象，很重要的一点是设计时对配管管径缺乏认真的水力计算有关。

为简化计算手续，针对住宅排水系统的特点。

编制了户管、立管和水平干管的管径选用表，并对浴盆配管管径和单立管下部的水平管管径的配置提出了建议。

关键词：户管负荷类型人均设备负荷当量户管立管，水平干管在经济水平较低的情况下，人们对生活质量的要求不高，住宅的卫生设备比较简单，每户一厨一卫已满足基本生活的需要，故排水系统也比较简单，通常每户只需一根水平支管即可解决所有卫生洁具的排水问题。

改革开放近20年来，随着我国的经济发展，生活水平有了很大提高，对水资源的保护和合理利用的观念已被大家接受。

目前中水设施已逐渐普及，对住宅排水设计也提出了更新的要求。

采用以往的经验来直接确定排水管管径坡度已不敷应用，排水系统时而出现地漏冒水，水封破坏，臭气外溢等现象，给人们的生活质量带来了极大影响。

这些不尽如人意的现象的出现。

很重要的一点是在进行排水设计时没有进行认真的水力计算。

在设计周期较短的情况下，能采用快捷方便的方法，正确的选用排水管管径和坡度是大家共同追求的目标。

为此针对住宅排水系统的特点，编制了下述各类户管、立管和水平管干管管径选用表，供大家参考应用。

1、水平支管（户管）1.1水平支管（户管）的排水类型及其负荷当量随着可持续发展战略的实施，水资源的合理利用已成为大家的共识，在基建领域内，国家陆续出台了一系列中水政策。

为便于中水源水的回收利用，除规模较小的住宅外，在建设规模大于5万平方米的住宅小区设计中均需设置中水系统，加之当今住宅的建设标准也日趋提高，由一厨一卫发展在一厨二卫、三卫。

户管的类型日渐增多。

归纳起来，常见的类型大致有12种，具体设计中取用哪种类型取决于中水回收工艺和建筑的平面布置。

1.2户内水平支管的负荷流量及管径住宅的排水流量根据《建筑给排水设计规范》GBJ15－88（以下简称《规范》规定。

・城市给排水・国内外建筑排水立管的排水能力计算比较冯旭东(华东建筑设计研究院有限公司,上海　200002) 摘要　分别应用我国、欧洲和日本三种水力计算方法,对住宅卫生间排水立管的最大允许排水能力和可接纳的卫生器具数量进行计算。

对于相同管径的最大允许排水能力,我国比欧洲大12.5%,比日本大18.4%;接纳卫生器具数量我国也比欧洲、日本要大得多。

通过对建筑排水系统的卫生器具排水流量和当量、设计秒流量计算公式、排水立管的排水能力等分析和比较,提出了影响我国建筑排水管道水力计算急需解决的几个问题。

关键词　建筑排水系统　排水设计秒流量　卫生器具　立管排水能力 排水立管是建筑排水系统的重要组成部分,准确把握排水立管的排水能力是保证建筑排水系统设计可靠的前提。

应用我国、欧洲和日本的三种水力计算方法对相同住宅卫生间的排水立管进行计算和比较,发现不仅卫生器具的排水流量和当量、设计秒流量计算公式、排水立管的排水能力等均不相同,而且相同管径排水立管可接纳的卫生器具数量也存在较大的差异。

1　计算实例与计算方法简介计算实例以一个住宅的卫生间为计算单元,配备坐式大便器、洗脸盆和浴盆各一件,并设有一台洗衣机;排水立管上每层接入一个计算单元的排水横支管,排水管系统设伸顶通气方式。

计算方法分别采用中国标准G B50015—2003《建筑给水排水设计规范》(简称“中国方法”)、欧洲标准EN12056《建筑物内部重力排水系统》(简称“欧洲方法”)和日本空气调和・卫生工学会规格《给排水设备规准・同解说》(简称“日本方法”)。

为了能详细比较三者间的差异,分别按室内污废合流排水管、分流污水管和分流废水管三种不同的设计工况进行计算。

111　中国方法中国方法的计算公式采用《建筑给水排水设计规范》(G B50015—2003,简称“规范”)4.4.5式:q p=0112αN p+q max(1)式中q p———计算管段排水设计秒流量,L/s;N p———计算管段的卫生器具排水当量总数;α———根据建筑物用途而定的系数,住宅α=1.5;q max———计算管段上最大一个卫生器具的排水流量,L/s。

第2.2.1条 雨水设计流量按下式计算式中,Q=qψFQ--雨水设计流量(L/s)；q--设计暴雨强度(L/s.ha)；ψ--径流系数；F--汇水面积(ha)注：当有生产废水排入雨水管道时，应将其水量计算在内。

第2.2.2条 径流系数按下表采用。

平均径流系数可按加权平均计算。

径流系数ψ综合径流系数ψ第2.2.3条 设计暴雨强度(见专用表)第2.2.4条 雨水设计重现期：一般选用0.4~3a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用2~5a.第2.2.5条 设计降雨历时，按下式计算：t=t1+mt2式中，t--降雨历时（min)；t1--地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用5~15min；m--折减系数，暗管折减系数m=2，明渠折减系数m=1.2 ;t2--管渠内雨水流行时间(min)注：在陡坡地区，采用暗管时折减系数m=1.2~2.第2.3.1条 合流管道的总设计流量应按下式计算：第2.3.1条 合流管道的雨水重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期。

第3.2.1条 排水管渠的流速，应按下式计算：V=(1/n) R2/3I1/2式中,V--流速 (m/s);R--水力半径(m);I--水力坡降;n--粗糙系数.第3.2.2条 管渠粗糙系数按下表选用:管渠粗糙系数 n第3.2.3条 排水管渠的最大设计充满度和超高，应遵守下列规定：一、污水管道应按不满流计算，其最大设计充满度应按下表采用。

最大设计充满度注：在计算污水管道充满度时，不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核.二、雨水管道和合流管道应按满流计算。

三、明渠超高不得小于0.2m。

第3.2.4条 排水管道的最大设计流速应遵守下列规定：一、金属管道为10m/s；二、非金属管道为5m/s；第3.2.6条 排水管渠的最小设计流速应遵守下列规定：一、污水管道在设计充满度下为0.6m/s；二、雨水管道和合流管道在满流时为0.75m/s；三、明渠为0.4m/s。

第十六篇%管道水力计算第一章%钢管和铸铁管水力计算一!计算公式!&按水力坡降计算水头损失水管的水力计算#一般采用以下公式&Q H ,!+lE 22-$!$#!#!%式中%Q ...水力坡降(,...摩阻系数(+l...管子的计算内径$(%(E...平均水流速度$(*h %(-...重力加速度#为3&1!$(*h2%!应用公式$!$#!#!%时#必须先确定求取系数,值的依据!对于旧的钢管和铸铁管&当F E#3&2W !"/!(时$E...液体的运动粘滞度#(2*h %#,H "&"2!"+l"&)($!$#!#2%当F E<3&2W !"/!(时,H !+l"&)!&/W !"#1I E ()F "&)($!$#!#)%或采用E H !&)W !"#$(2*h $水温为!"?%时#则,H "&"!43+l"&)!I "&1$4()F "&)($!$#!#0%管壁如发生锈蚀或沉垢#管壁的粗糙度就增加#从而使系数,值增大#公式$!$#!#2%和公式$!$#!#)%适合于旧钢管和铸铁管这类管材的自然粗糙度!将公式$!$#!#2%和公式$!$#!#0%中求得的,值代入公式$!$#!#!%中#得出的旧钢管和铸铁管的计算公式&当F #!&2(*h 时#Q H "&""!"4F2+l!&)$!$#!#/%当F <!&2(*h 时#’4!0!’第一章%钢管和铸铁管水力计算Q H "&"""3!2F 2+l!&)!I"&1$4()F "&)$!$#!#$%钢管和铸铁管水力计算表即按公式$!$#!#/%和$!$#!#$%制成!2&按比阻计算水头损失由公式$!$#!#0%求得比阻公式如下&DH Q ;2H "&""!4)$+l/&)$!$#!#4%钢管和铸铁管的D 值#列于表!$#!#0!二!水力计算表编制表和使用说明!&钢管及铸铁管水力计算表采用管子计算内径+l 的尺寸#见表!$#!#!!在确定计算内径+l 时#直径小于)""((的钢管及铸铁管#考虑锈蚀和沉垢的影响#其内径应减去!((计算!对于直径等于)""((和)""((以上的管子#这种直径的减小没有实际意义#可不必考虑!编制钢管和铸铁管水力计算表时所用的计算内径尺寸表!$#!#!钢%管%$((%水煤气钢管中等管径钢管公称直径M 8外%径M 内%径+计算内径+l 公称直径M 8外%径M 内%径+计算内径+l 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1&/2$)!!)"")!/W 3&/23$!!)/")//W !"&3))0!!0""0""W !2)4$!!计算示例&)例*%已知流量;H !0.*h H "&"!0()*h #求管长.H )/""(#管径M 2""W $#轻工业部部标准B 8H!&"F B 9$!"J -*c (2%硬聚氯乙烯管的水头损失及平均水流速度!)解*%由表!$#2#!中查得外径M 2""((的塑料公称直径为M 82""((#又由表!$#2#0中查得M 82""((#当;H !0.*h 时#!"""Q H !&)0(#F H "&/(*h!因选用非标准管#故须对已求得的!"""Q 值加以修正!由表!$#2#!查得阻力修正系数i !H!&2)!#故实际水头损失为&,H Q i !.H !&)0!"""W !&2)!W)/""H /&44(同法查得流速修正值i 2H !&"3!#将由表!$#2#0中查得的流速F H "&/"(*h 加以修正!求得管内实际流速为FH "&/"W !&"3!H "&/0$(*h $0%工程中#塑料管一律用外径W 壁厚表示其规格!本计算表中公称管径是指外径而言#单位为毫米!三!水力计算塑料给水管水力计算见表!$#2#0!’/00!’第二章%塑料给水管水力计算’$00!’’400!’’100!’’300!’’"/0!’’!/0!’’2/0!’’)/0!’’0/0!’’//0!’’$/0!’第十六篇%管道水力计算’4/0!’第二章%塑料给水管水力计算’1/0!’第十六篇%管道水力计算’3/0!’第二章%塑料给水管水力计算’"$0!’第十六篇%管道水力计算第三章%钢筋混凝土圆管!非满流$R H "&"!0"水力计算一!计算公式;H FD $!$#)#!%图!$#)#!%,<M 2%%%%%F H !RX 2*)Q !*2$!$#)#2%式中%;...流量$()*h %(F...流速$(*h %(R...粗糙系数(X ...水力半径$(%(Q ...水力坡降(D ...水流断面$(%!当,<M 2时#DH $;#h Q R ;c a h ;%^2$!$#)#)%图!$#)#2%,<M2%%%%%3H 2;^$!$#)#0%3...湿周$(%!XH ;#h Q R ;c a h ;2;^$!$#)#/%当,[M 2时#DH $1#;I h Q R ;c a h 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第三章给水排水管道系统水力计算基础本章内容：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Re k，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。

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。