设计流量水力计算

U型渠水力计算公式U型渠是一种常见的渠道形式，主要应用于农田排灌、水利工程以及城市雨水排水系统等领域。

在U型渠设计和水力计算中，有一些常用的公式可以用来计算流量、水深等参数。

以下是一些常用的U型渠水力计算公式。

1.流量计算公式：U型渠的流量计算公式主要有曼宁公式和查克森公式两种。

其中，曼宁公式是最常用和普遍适用的公式。

曼宁公式：Q=(1.486/n)*A*R^(2/3)*S^(1/2)其中，Q为流量（m³/s），n为曼宁粗糙系数，A为截面面积（m²），R为湿周（m），S为水流坡度（m/m）。

查克森公式：Q=(1.075/n)*A*R*S^(1/2)其中，Q为流量（m³/s），n为查克森系数，A为截面面积（m²），R为湿周（m），S为水流坡度（m/m）。

2.水深计算公式：U型渠的水深可以通过曼宁公式中的截面面积A计算得到。

水深（深度）h=A/B其中，h为水深（m），A为截面面积（m²），B为底宽（m）。

3.临界水深计算公式：临界水深是指水流速度和压力所能达到的最大值，超过该水深后，水流动能转变为压力能，发生跌水现象。

临界水深h_c=(Q^2/(g*A^2))^0.2其中，h_c为临界水深（m），Q为流量（m³/s），g为重力加速度（9.81m/s²），A为截面面积（m²）。

4.断面形状系数计算公式：断面形状系数用于表示U型渠的截面形状，一般取决于渠底与渠壁的比例。

断面形状系数K=B/(h+2h_x)其中，K为断面形状系数，B为底宽（m），h为水深（m），h_x为距渠底1/4处的高度（m）。

5.波速计算公式：波速是指水波在渠道中的传播速度，可以用来计算冲击力和激浪的压力。

波速c=(g*h)^(1/2)其中，c为波速（m/s），g为重力加速度（9.81m/s²），h为水深（m）。

以上是一些常用的U型渠水力计算公式，它们可以帮助工程师和设计者在U型渠项目中进行流量、水深等参数的计算和设计。

流量与管径、压力、流速的一般关系一般工程上计算时，水管路，压力常见为0.1--0.6MPa ，水在水管中流速在1--3 米/秒，常取1.5 米/秒。

流量=管截面积X 流速=0.002827X 管内径的平方X 流速（立方米/小时）。

其中，管内径单位：mm ，流速单位：米/秒，饱和蒸汽的公式与水相同，只是流速一般取20--40 米/秒。

水头损失计算Chezy 公式这里：Q ——断面水流量（m3/s）C ——Chezy 糙率系数（m1/2/s）断面面积（m2）水力半径（m）S ——水力坡度（m/m ）根据需要也可以变换为其它表示方法:Darcy-Weisbach公式由于这里：h f ——沿程水头损失（mm3/s）f ——Darcy-Weisbach水头损失系数（无量纲）l ——管道长度（m）d ——管道内径（mm）——管道流速（m/s）g ——重力加速度（m/s2）水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在保证用户水量、水压安全的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和确经济管径。

输配水管道水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失一般仅为沿程水头损失的5~10% ，因此本文主要研究、探讨管道沿程水头损失的计算方法。

1.1 管道常用沿程水头损失计算公式及适用条件管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，不同的水流流态，遵循不同的规律，计算方法也不一样。

输配水管道水流流态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果。

紊流又根据阻力特征划分为水力光滑区、过渡区、粗糙区。

管道沿程水头损失计算公式都有适用范围和条件，一般都以水流阻力特征区划分。

水流阻力特征区的判别方法，工程设计宜采用数值做为判别式，目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数，按照水流阻力特征区划分如表1沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1γ：水的运动粘滞系数 λ：沿程摩阻系数 Δ：管道当量粗 糙度 q ：管道流量 Ch ：海曾-威廉系 数 C ：谢才系数R ：水力半径 n ：粗糙系数 i ：水力坡降 l ：管道计算长度达西公式是管道沿程水力计算基本公式，是一个半理论半经验的计算通式，它适用于流态的不同区间，其中摩阻系 数 λ可采用柯列布鲁克公式计算，克列布鲁克公式考虑的因 素多，适用范围广泛，被认为紊流区 λ的综合计算公式。

引言：给排水工程是建筑物的重要组成部分，对于建筑物的正常运行和生命安全具有重要意义。

在给排水设计中，水力计算是一项必不可少的工作。

水力计算可以帮助工程师确定给排水系统的水流速度、压力和管道尺寸，以保证系统的正常运行。

本文将详细介绍给排水水力计算的相关内容，包括流量计算、管道压力计算、管道尺寸确定等。

概述：给排水水力计算是指根据给定的参数和条件，利用水力学原理和公式，计算给排水系统的水流速度、压力、管道尺寸等参数的过程。

水力计算主要用于确定给排水系统中液体的流动情况，以保证系统的正常运行和安全性。

正文：一、流量计算1.流量计算是给排水系统设计的基础。

确定流量可以帮助工程师确定管道的尺寸和泵的选型。

2.流量的计算可以通过公式、图表或计算软件来进行。

常用的计算方法有曼宁公式、肯尼斯公式等。

3.在流量计算中，需要考虑水流的速度、管道的摩阻系数、管道的形状等因素。

4.流量计算还需要考虑到给排水系统的用途和工况要求，如住宅楼的供水、排水需求和工业厂房的给水、排水需求等。

二、管道压力计算1.管道压力计算是为了确定给排水系统中管道的压力，以确保系统的正常运行和管道的安全性。

2.管道压力的计算可以通过公式、图表或计算软件来进行。

常用的计算方法有伯努利方程、能量平衡等。

3.在管道压力计算中，需要考虑管道的摩阻、流速、管道的材料、管道的尺寸等因素。

4.管道压力计算还需要考虑到给排水系统的用途和工况要求，如供水系统的最小压力要求、排水系统的排放高度要求等。

三、管道尺寸确定1.管道尺寸的确定是为了满足给排水系统流量计算和管道压力计算的要求，并保证系统的正常运行和安全性。

2.管道尺寸的确定需要考虑到流量、流速、管道的材料、管道的摩阻系数等因素。

3.常用的管道材料有铸铁、钢、聚氯乙烯等，不同材料的管道有不同的摩阻系数。

4.管道尺寸的确定还需要考虑到工程经济性和材料供应的可行性。

四、水泵选型1.水泵选型是为了满足给排水系统的流量要求和管道压力要求，并确保系统的正常运行。

生活给水设计流量及水力计算技术措施2．4．1 居住小区或建筑物的用水量一般包括下列各项(全部或几项)：1 住宅生活用水量。

2 公共建筑用水量。

3 浇洒广场、道路和绿化用水量。

4 冲洗汽车用水量。

5 冷却塔、锅炉等的补水量。

6 游泳池、水景娱乐设施用水量。

7 消防用水量。

8 管网流失和未预见水量。

注：1 消防用水量是非正常用水量，—一般应单列。

2 当小区内有市政公用设施，其用水量应由管理部门提供，当无重大市政公用设施时不另计用水量。

3 若设计范围内有工厂时，则还应包括生产用水和管理、生产人员的用水。

2．4．2 小区最高日生活用水量按下式计算：∑+=di d Q b Q )1( (2．4．2） 式中 d Q ——小区最高日用水量(m3／d)；b ——考虑管网流失和未预见水量的系数，见2．1．10条；di Q ——各类用水项目的最高日用水量(m 3／d)，详见2．4．3条。

2．4．3 小区内各类用水的最高日用水量可按下列方法计算：1 住宅居民最高日用水量按下式计算：∑=100011i i d N q Q (2．4．3—1） 式中1d Q ——小区内各类住宅的最高日用水量(m3／d)； li q ——住宅最高日生活用水定额(1／人·d)，见表2．1．1；Ni ——各类住宅居民人数(人)。

2 公共建筑最高日用水量按下式计算：∑=100022i i d m q Q (2．4．3—2） 式中2d Q ——小区内各公共建筑最高日用水量(m 3／d)；i m ——计算单位(人·床·m ’等)； i q 2——单位最高日用水定额(L ／人·d ，L ／床·d ，L ／m 2．d 等)，见表2．1．2—1或2．1．8条。

3 浇洒道路和绿化用水量按下式计算：∑⋅⋅=1000333ii i d n F q Q (2．4．3—3）式中 Q d4——汽车冲洗的用水量(m 3／d)；q 4j ——各种汽车冲洗用水定额(L ／辆·次)，见表2．1．5； m 4i ——各种汽车每日冲洗汽车的数量(辆／d)；n 4——冲洗次数，一般一天按一次计。

住宅建筑给水管水力计算算例及讨论住宅建筑的设计总用水量为10m³/h，给水管道的起始水压为0.4MPa，终点水压为0.3MPa。

首先我们需要确定给水管道的管径，然后计算管道的水力参数，最后根据水力参数来选择合适的给水管道材料和规格。

1.确定给水管道的管径根据设计总用水量，我们可使用以下公式计算给水管道的流量Q：Q=V/t其中，V为设计总用水量，单位为m³/h；t为给水管道使用的小时数。

假设给水管道使用24小时，代入之前的数值，可得：Q=10/24=0.4167m³/h下一步是根据给水管道的流量来确定其管径。

我们将使用流量速度法进行计算。

首先，我们假设给水管道的流速为2m/s。

根据流量速度法公式：Q=A×v其中，Q为流量，单位为m³/h；A为管道横截面积，单位为m²；v为流速，单位为m/s。

代入之前的计算结果，可得：0.4167=A×2解得给水管道的横截面积为0.4167/2=0.2084m²由于给水管道一般选用圆形管道，其横截面积A可通过以下公式进行计算：A=π×(d/2)²其中，π取3.14，d为管道的直径，单位为m。

代入横截面积的计算结果，可得：0.2084=3.14×(d/2)²解得给水管道的直径d为0.515 m，即51.5 cm。

2.计算管道的水力参数根据给水管道的直径，我们可计算出其横截面积和周长：A=π×(d/2)²=3.14×(0.515/2)²=0.2084m²C=π×d=3.14×0.515=1.62m接下来，我们将计算流量速度和雷诺数来确定水力参数。

流量速度v的计算公式为：v=Q/A代入之前的计算结果，可得：v=0.4167/0.2084≈2m/s雷诺数Re的计算公式为：Re=v×d/ν其中，ν为水的运动黏度，单位为m²/s，一般取10⁻⁶m²/s。

水力计算公式
一、采暖热负荷：Q h=q h*A*10-3
Q h:采暖设计热负荷（kW)
q h:采暖热指标（W/m2)
A:建筑面积（m2）
二、采暖全年耗热量：Q h a=0.0864*N*Q h*[（T i-T a）/（T i-T o﹒
Q h a:采暖全年耗热量（GJ)
N:采暖期天数（167)
Q h:采暖设计热负荷（kW)
T i:采暖室内计算温度（℃）
T a:采暖期平均室外温度（℃）
T o﹒h:采暖室外计算温度（℃）
0.0864=3.6(GJ/MWh)/1000*24h
三、热水热力网设计流量：G=3.6*[Q/（c*（T1-T2））]
G:热力网设计流量（T/h)
Q:设计热负荷（kW)
c:水的比热容[kJ/（kg﹒℃）]
T1:热力网供水温度（℃）
T2:热力网回水温度（℃）
四、热水管道内壁当量粗糙度（钢管）：0.0005m
蒸汽管道内壁当量粗糙度（钢管）：0.0002m
五、主干线经济比摩阻：30-70Pa/m
支干线比摩阻：不>300Pa/m,连接一个热力站的支干线比摩六、热水热力网支干线、支线介质流速：不>3.5m/s
七、蒸汽热力网供热介质的最大允许设计流速：
1、过热蒸汽管道：
1）公称直径大于200mm的管道 80（m/s)
2）公称直径小于或等于200mm的管道 50（m/s)
2、饱和蒸汽管道：
1）公称直径大于200mm的管道 60（m/s)
2）公称直径小于或等于200mm的管道 35（m/s)
）/（T i-T o﹒h）]
a
T2））]
支干线比摩阻：可>300Pa/m。

排水系统的水力计算与设计规范要求排水系统是现代建筑中不可或缺的一部分，它确保了建筑物内外的水能够顺利排除，保持建筑物的正常运行和人员的舒适。

而水力计算与设计规范是排水系统设计过程中必须遵循的重要指导依据。

本文将对排水系统的水力计算与设计规范要求进行探讨。

一、水力计算要求在进行排水系统设计之前，必须进行水力计算，以确保系统能够满足正常使用条件下的排水需求，并能够有效排除污水和雨水。

水力计算要求主要包括以下几点：1. 流量计算：根据建筑物类型、面积、人员数量等因素，确定排水系统的设计流量。

该流量应能够满足建筑物内的水量供应、污水排放以及雨水排除的需求。

2. 输水管道设计：根据设计流量、输水距离、管道材料等因素，计算输水管道的直径和坡度。

管道的直径和坡度应能够保证流速和压力在合理范围内，同时减小水流阻力。

3. 水泵设计：如果需要使用水泵进行排水，必须对水泵进行合理选择和设计。

水泵的工作能力应能够满足系统需要的流量和压力，并具备一定的备用能力。

4. 排气设计：对于长管道、高点位以及阻塞易发生的地方，需要设置排气装置以排除管道内部产生的空气。

排气装置的位置和数量应根据实际情况进行设置。

5. 反水设计：在设计排水系统时，必须考虑到反水问题。

通过设置适当的阀门、曲线管段等措施，防止污水倒流和管道内的负压状况。

二、设计规范要求排水系统的设计必须符合相应的设计规范要求，以确保系统的可靠性、安全性和持久性。

设计规范要求包括以下几个方面：1. 地方性规范：各地区根据当地的气候、地质和行业特点等因素，制定了相应的排水系统设计规范。

设计师在进行排水系统设计时，必须遵循所在地区的规范要求。

2. 建筑规范：建筑排水系统设计必须符合建筑设计和建筑工程施工规范的要求。

这些规范规定了排水系统所需的设备、材料和施工方法等。

3. 国家标准：国家对排水系统的设计、施工和维护也有相关的标准要求。

设计师必须熟悉并遵守国家标准，以确保系统符合国家的安全和环保要求。

排水量设计秒流量和排水管网的水力计算要求1.1.排水量及排水定额生活排水平均时排水量和最大时排水量的计算方法与建筑内部的生活给水量计算方法相同。

因建筑内部给水量散失较少，所以生活排水定额和时变化系数与生活给水相同。

建筑内部排水定额有两个，一个是以每人每日为标准，另一个是以卫生器具为标准。

每人每日排放的污水量和时变化系数与气候、建筑物内卫生设备完善程度有关。

卫生器具排水定额是经过实测得到的。

主要用来计算建筑内部各管段的排水设计秒流量，进而确定各管段的管径。

某管段的设计流量与其接纳的卫生器具类型、数量及使用频率有关。

为了便于累计计算，与建筑内部给水一样，以污水盆排水量0.33L∕s为一个排水当量，将其他卫生器具的排水量与0.33L∕s的比值，作为该卫生器具的排水当量。

由于卫生器具排水具有突然、迅速、流速大的特点，所以，一个排水当量的排水流量是一个给水当量额定流量的1.65倍。

具体规定如下：1）居住小区生活排水系统排水定额是其相应的生活给水系统用水定额的85%—95%。

居住小区生活排水系统小时变化系数与其相应的生活给水系统小时变化系数相同，应按规定确定。

2）公共建筑生活排水定额和小时变化系数与公共建筑生活给水用水定额和小时变化系数相同，应按《集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及小时变化系数》表确定。

3）居住小区内生活排水的设计流量应按住宅生活排水最大小时流量与公共建筑生活排水最大小时流量之和确定。

4）工业废水排水定额及时变化系数应按工艺要求确定。

5）卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径应按表3-3确定。

6）卫生器具同时排水按表3-4、表3-5和表3-6计算。

卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径注：家用洗衣机排水软管，直径为30mm,有上排水的家用洗衣机排水软管内径为19mm o表3・4工业企业生活间、公共浴室、剧院化妆间、体育场馆运动员休息室等卫生器具同时给水百分数注：健身中心的卫生间，可采用本表体育场馆运动员休息室的同时给水百分率。

水力计算4.2.1 排水管渠的流量，应按下列公式计算：式中Q——设计流量(m3／s)；A——水流有效断面面积(m2)；v——流速(m／s)。

4.2.2 排水管渠的流速，应按下列公式计算：式中 v——流速(m／s)；R——水力半径(m)；I——水力坡降；n——粗糙系数。

4.2.3 排水管渠粗糙系数，宜按表4.2.3的规定取值。

4.2.4 排水管渠的最大设计充满度和超高，应符合下列规定：1 重力流污水管道应按非满流计算，其最大设计充满度，应按表4.2.4的规定取值。

2 雨水管道和合流管道应按满流计算。

3 明渠超高不得小于0.2m。

4.2.5 排水管道的最大设计流速，宜符合下列规定：1 金属管道为10.Om／s。

2 非金属管道为5.Om／s。

4.2.6 排水明渠的最大设计流速，应符合下列规定：1 当水流深度为0.4～1.Om时，宜按表4.2.6的规定取值。

2 当水流深度在0.4～1.Om范围以外时，表4.2.6所列最大设计流速宜乘以下列系数：h＜O.4m 0.85；1.O＜h＜2.Om 1.25；h≥2.Om 1.40。

注：h为水流深度。

4.2.7 排水管渠的最小设计流速，应符合下列规定：1 污水管道在设计充满度下为0.6m／s。

2 雨水管道和合流管道在满流时为0.75m／s。

3 明渠为0.4m／s。

4.2.8 污水厂压力输泥管的最小设计流速，可按表4.2.8的规定取值。

4.2.9 排水管道采用压力流时，压力管道的设计流速宜采用0.7～2.0m／s。

4.2.10 排水管道的最小管径与相应最小设计坡度，宜按表4.2.10的规定取值。

4.2.11 管道在坡度变陡处,其管径可根据水力计算确定由大改小,但不得超过2级,并不得小于相应条件下的最小管径。

设计秒流量的计算附 1、5设计秒流量得计算1、5、1设计流量计算(1)最⾼⽇⽤⽔量Qd最⾼⽇⽤⽔量按式(1-1)计算:(1-1) 式中m—设计单位数(如⼈数、床位数等)q d⼀⽤⽔定额,见表1-9、10采⽤公式(1-1)应注意以下⼏点:1)该公式适⽤于各类建筑物⽤⽔、汽车库汽车冲洗⽤⽔、绿化⽤⽔、道路浇洒⽤⽔。

2)对于多功能得建筑物,如商住楼、宾馆、⼤会堂、影剧院等,应分别按不同建筑物得⽤⽔量定额,计算各⾃得最⾼⽇⽤⽔量,然后将同时⽤⽔者叠加,取最⼤⼀组⽤⽔量作为整幢建筑物得最⾼⽇⽤⽔量。

3)对⼀幢建筑可⽤于⼏种功能时,应按耗⽔量最⼤得功能计算。

4)⼀幢建筑物得服务⼈数超过范围时,设计单位数应按实际单位数计算,如集体宿舍内附设公共浴室,该浴室还为其它⼈员服务时,其浴室⽤⽔量应按全部服务对象计算。

5)建筑物实际⽤⽔项⽬超出或少于范围时,其⽤⽔量应作相应增减。

如医院、旅馆增设洗⾐房时应增加洗⾐房得⽤⽔量。

6)设计单位数应由建设单位或建筑专业提供。

当⽆法取得数据时,在征得建设单位同意下,可按卫⽣器具⼀⼩时⽤⽔量与每⽇⼯作时数来确定最⾼⽇⽤⽔量。

(2)⼯业企业⽣产⽤⽔量:应根据⼯业⽣产⼯艺、设备、⼯作制度、供⽔⽔质与⽔温等因素并结合供⽔系统状况来选择与确定⽣产⽤⽔量。

(3)消防⽤⽔量:见第2章。

(4)最⼤⼩时⽣活⽤⽔量:最⼤⼩时⽤⽔量按式(1-2)计算:(1-2) 式中Qh—最⼤⼩时⽤⽔量Qd最⾼⽇⽤⽔量或最⼤班⽤⽔量;T—每⽇或最⼤班⽤⽔时间(h)K—⼩时变化系数,见表1-9,10(5)⽣活给⽔设计秒流量:1)住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼⼉园、办公楼、学校等建筑物⽣活给⽔设计秒流量,应按式(1-3)计算: (1-3) 式中—设计秒流量(L/s)a,K—根据建筑物⽤途⽽定得系数,见表1-20;—计算管段得卫⽣器具给⽔当量总数,见表1-16采⽤公式(1-3)应注意⼏点:①如计算值⼩于该管段上⼀个最⼤卫⽣器具给⽔额定流量时,应采⽤⼀个最⼤得卫⽣器具给⽔额定流量作为设计秒流量。

输气管道的水力计算分析输气管道的水力计算分析是指在输气过程中，通过计算输气管道的水力损失、流量、压力等参数，来评估管道输送能力、确定管道尺寸和选择有效的管道设计参数的过程。

本文将介绍输气管道水力计算分析中的基本原理和方法，并对输气管道的流量、水力损失和压力进行详细的计算和分析。

一、流量计算在输气管道的水力计算分析中，首先需要计算流量。

流量是指单位时间内通过输气管道的气体质量或体积。

常用的流量计算公式有以下几种：1.等温式流量计算公式Q=3600*A*V*ρ/Z其中，Q为流量（m³/h），A为管道截面积（m²），V为气体速度（m/s），ρ为气体密度（kg/m³），Z为气体压缩因子。

2.等焓式流量计算公式Q=3600*A*C其中，C为气体流量系数，由气体特性和流量计算方法决定。

根据具体情况选择合适的流量计算公式，并根据管道截面形状和气体流动条件确定管道截面积和气体速度，进而计算出流量。

二、水力损失计算水力损失是指气体在管道中由于摩擦、弯管、阀门、管道直径变化等原因引起的能量损失。

水力损失的计算是衡量输气管道输送能力和选择管道尺寸的重要依据。

常用的水力损失计算方法有以下几种：1.摩擦压降法ΔP=λ*L*(V²/(2gD))其中，ΔP为压降（Pa），λ为摩擦系数，L为管道长度（m），V为气体速度（m/s），g为重力加速度（m/s²），D为管道直径（m）。

2.流量比例法ΔP=K*Q²其中，ΔP为压降（Pa），K为系数，Q为流量（m³/h）。

根据具体情况选择合适的水力损失计算方法，并根据管道长度、摩擦系数、管道直径和流量计算出水力损失。

三、压力计算压力是指气体在输气管道中的压力。

在输气管道的水力计算分析中，需要计算出管道起点和终点的压力，以评估管道输送能力和确定管道参数。

压力的计算方法有以下几种：1.法向压力梯度法ΔP=ρ*g*H其中，ΔP为压降（Pa），ρ为气体密度（kg/m³），g为重力加速度（m/s²），H为管道高度差（m）。