压力流和重力流的比较
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关于流量、压力、管径、流速的关系2010-04-17 12:43:04| 分类:默认分类 | 标签: |字号大中小订阅一般工程上计算时,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管径^2X流速(立方米/小时)^2:平方。
管径单位:mm管径=sqrt(353.68X流量/流速)sqrt:开平方饱和蒸汽的公式与水相同,只是流速一般取20--40米/秒。
如果需要精确计算就要先假定流速,再根据水的粘度、密度及管径先计算出雷诺准数,再由雷诺准数计算出沿程阻力系数,并将管路中的管件(如三通、弯头、阀门、变径等)都查表查出等效管长度,最后由沿程阻力系数与管路总长(包括等效管长度)计算出总管路压力损失,并根据伯努利计算出实际流速,再次用实际流速按以上过程计算,直至两者接近(叠代试算法)。
因此实际中很少友人这么算,基本上都是根据压差的大小选不同的流速,按最前面的方法计算。
波努力方程好像对于气体等可压缩流体不适用阿管道横截面积为AA=派D^2/4Q=A×v水管管径-流速-流量对照表(轻松解决你算管径问题)每次画图都要算出管径,你只要对照此表就能看出来!经验:1.重力流,流速比较小。
一般选0.8-1.02.压力流,流速比较大,一般选1.0-1.5管径/流速/流量对照表20 0.5 0.7 0.9 1.1 1.4 1.6 1.8 2.0 2.3 2.5 2.7 2.9 3.2 3.4 25 0.7 1.1 1.4 1.8 2.1 2.5 2.8 3.2 3.5 3.9 4.2 4.6 4.9 5.3 32 1.2 1.7 2.3 2.9 3.5 4.1 4.6 5.2 5.8 6.4 6.9 7.5 8.1 8.7 40 1.8 2.7 3.6 4.5 5.4 6.3 7.2 8.1 9.0 10.0 10.9 11.8 12.7 13.6 50 2.8 4.2 5.7 7.1 8.5 9.9 11.3 12.7 14.1 15.6 17.0 18.4 19.8 21.2 65 4.8 7.2 9.6 11.9 14.3 16.7 19.1 21.5 23.9 26.3 28.7 31.1 33.4 35.880 7.2 10.9 14.5 18.1 21.7 25.3 29.0 32.6 36.2 39.8 43.4 47.0 50.7 54.3 100 11.3 17.0 22.6 28.3 33.9 39.6 45.2 50.9 56.5 62.2 67.9 73.5 79.2 84.8 125 17.7 26.5 35.3 44.2 53.0 61.9 70.7 79.5 88.4 97.2 150 25.4 38.2 50.9 63.6 76.3 89.1 200 45.2 67.9 90.5 250 70.7 300 350 400 450 500 600106.114.123.132.0 7 4 1 7 3 .7 .1 .5 .99 4 1 5 6 5 .2 .6 .8 .57 1 7 8 5 8 .7 .2 .2 .05 9 3 1 4 .1 .2 .7 .6 .6101.114.127.140.152.165.178.190.8 0 7 1 2 8 1 .0 .65 6 1 0 4 3 .6 .3 .22 2 4 9 7 8 .1 .7 .70 8 8 8 0 3 .6 .1 .3113.135.158.181.203.226.248.271.294.316.339.1 7 5 4 4 6 9 .97 1 4 6 9 1 2 .43 4 3 9 3 6 6 .0106.141.176.212.247.282.318.353.388.424.459.494.530.0 7 8 4 5 1 74 6 1 9 05 3101.152.203.254.305.356.407.458.508.559.610.661.712.763.8 5 0 0 7 1138.207.277.346.415.484.554.623.692.762.831.900.969.1039181.271.361.452.542.633. 723.814.904.995.1085117612661357229.343.458.572.687.801.916.1030114512591374 148816031717282.424.565.706.848.989.11311272141315551696183719792120407.61 0.814.10171221142516281832203522392442264628503053。
众所周知,雨雪降落到屋面后在短时间内形成积水,如果处理不当,则会导致雨水四处溢流或屋面漏水,影响人们的正常生产活动。
因此在进行工程设计时,必须设置屋面雨水排水系统,以便有组织、有系统地将屋面雨水及时排除。
如何在设计时做到科学、快速,是广大设计人员面临的现实问题。
科学,意味着方案合理、设计准确;快速,体现在工程应用性,即通过简明的计算表格,迅速得到工程计算数据及结果。
本文从雨水的各种排除方式着手,进行简单对比分析,认为压力流雨水排水系统在目前具有典型工程设计应用价值,拟结合徐州地区雨量公式,总结出本地区雨水排水系统设计应用路径。
1传统的屋面雨水排水方式及其特点、应用场合传统的屋面雨水排水方式,有多种分类方法。
按雨水排水系统是否在建筑物内部,分为内排式和外排式;按每根雨水立管接纳雨水斗的个数,分为单斗系统和多斗系统;按室内埋地管检查井是否密闭或是否设有明渠,分为密闭式和敞开式;按雨水排水管道系统内的压力类型分为重力流和压力流。
1.1 屋面雨水外排水方式雨水系统各部分均敷设于室外,室内不会由于雨水系统的设置而产生水患。
(1)檐沟外排水由檐沟、承雨斗、立管组成。
适用用于小型低层建筑,室外不设雨水管渠。
一般由土建人员进行设计,即沿建筑物长度方向的两侧,每隔15~20m设100mm直径的落水管1根,每个承水斗负担的汇水面积不超过250m2,落水管的材料过去常用雨水排水铸铁管、镀锌铁皮方形管、石棉水泥管,现在使用较为普遍的是UPVC管。
(2)天沟外排水由天沟、雨水斗、立管、排出管组成。
适用于大面积厂房屋面排水,室外常设有雨水管渠。
当厂房内不允许进雨水或设置雨水管道、天沟长度不大于50m时优先采用该种方式。
立管及排出管采用铸铁管,石棉水泥接口。
1.2屋面雨水内排水方式屋面雨水内排水方式,指屋面设有雨水斗,建筑内部设有连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地管、检查井的雨水排水系统。
对于建筑立面要求高的高层建筑、大屋面建筑、寒冷地区建筑、墙外设置雨水排水立管有困难的建筑,常采用内排水方式。
压力重力的关系
压力和重力是两个不同的物理概念,但它们在某些情况下会相互关联。
以下是它们之间的关系:
1. 定义上的区别:
压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的,属于弹力。
压力的方向与受力物体的接触面相垂直。
重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引作用而产生的。
重力方向始终
竖直向下,与物体的质量和重力加速度有关。
2. 作用点上的区别:
压力的作用点在物体受力面上,例如木棒挤压面团时,压力作用在面团上。
重力的作用点在物体重心,例如物体的重心是其重力的作用点。
3. 与水平面的关系:
当物体放在水平面上且无其他外力作用时,压力与重力大小相等。
这是因
为物体静止时,重力等于地面给物体的支持力,即压力。
当物体放在斜面上时,压力小于重力。
这是因为斜面对物体的支持力(即
压力)只与物体在斜面上的垂直分量有关,小于物体的重力。
当物体被压在竖直面上时,压力与重力完全无关。
此时的压力是由于其他
外力作用在物体上产生的。
4. 与形变的关系:
压力能使物体发生形变。
在受力面积相等的情况下,压力越大,压力的作用效果越显著;在压力相同的情况下,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
重力本身不会使物体发生形变,但可以改变物体的运动状态。
总之,压力和重力是两个不同的物理概念,但在某些情况下会相互关联。
它们在定义、作用点、与水平面的关系以及与形变的关系等方面存在差异。
按压力获取方式分类按压力获取方式不同可分为机压输水系统和自压输水系统。
1。
机压(水泵提水)输水系统它又分为水泵直送式和蓄水池式.当水源水位不能满足自压输水要求时,要利用水泵加压将水输送到所需要的高度或蓄水池中,通过分水口或管道输水至田间.目前,井灌区大部分采用直送式。
2.自压输水系统当水源较高时,可利用地形自然落差所提供的水头作为管道输水所需要的工作压力。
在丘陵地区的自流灌区多采用这种形式。
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点一、重力流输水的分类根据水力学的重力流输原理,我们将供水系统的重力流输水分成了以下两类。
明渠或者暗涵均可以划分为第一类无压流输水,而另一类是承压流输水一般而言指的也是暗涵。
所谓的无压流输水就是在输送途中不产生水压,类似与自然界的河水流态。
无压流输水在输水过程中流速的缓急完全取决于地形的陡峭程度,渠道的坡度决定了水流的坡度。
无压流输水的供给目的地一般都是开阔的蓄水池、水库等无压力且足够大的储水地.承压流输水在输水过程中则主要依赖于动水压力和静水压,它的输送原理和水泵加压输水也有差别.但用承压流输水方式进行供水的时候,水需要流经暗管,进入管道后就形成了压力,压力的大小与输送管道的长短相关。
因为承压流输水管的压力由静水压和动水压力组成,所以在水力坡度与地势一致时,动水压力就不存在,只剩下静水压;当停止输水并保持管道中的水充盈状态,此时管道末端的静水压力最大。
由于承压流输水输送的水压力很大,所以这种形式的供水可以直接提供水到城市供水网或者高处建筑物。
二、重力流输水的特点由于重力流输水有节约能源、操作便捷、成本低、投入少等好处,所以该供水方案成立当前最佳的供水选择。
但是重力流输水也存在自身的局限性,在地势平坦的地区就不能实现重力输水,一定要在有一定地形高度差的地方才能实行.在重力流输水供水过程中,目标供水地的不同对地势的要求也不一样,例如城市供水管网的用户过多,需要的压力也随着增加,这就需要较为陡峭的地势才能产生足够大的压力,保证城市供水管网的水资源供应。
综述输水方式的选择在城市的建设发展过程中,城市的给排水系统对保证城市居民正常生产生活提供的基础保障。
在整个城市供水系统中,给水管网占据了很重要的地位,并且对管网的投资业相当巨大,大约占了总投资的80%左右。
在供水系统中,输水管网的主要作用是将水保质保量的送到千家万户,进而满足城市居民的生活及生产用水。
城市供水系统耗能中,克服管网的水头损失和满足最小服务水头以及多余水头的耗能占了很大的比例,占据了绝大部分的供水投资成本,因此只要进行良好的设计,这部分就具有很大的节能空间。
本文就给水管网的合理分布进行了深入分析,希望能够降低对整个供水系统的投资成本和节约社会资源。
一、输水方式的选择1 输水方式的分类输水方式分为压力流输水方式、重力流输水方式以及压力与重力相结合的输水方式、压力流输水方式是当水厂水池位高于水源水位时,依靠水泵加压输水。
采用加压输水时,输水管要根据地形高差、管线长度、管材的承受能力、地质状况及设备动力等情况,设置一级加压泵站或中途加压泵站,压力流输送至水厂。
当水源水位高于水厂水池水位,且两处的地势高差足以克服输水管线的水头损失时,可根据地形地质条件,采用重力流輸水,不能自流的地段,采用压力流输水,这种输水方式投资和运行费用低,是理想的输水方式;由于地形的复杂性,水在输送的过程中,要结合地形加以确定,宜用压力输水的地段采用压力输水,在压力输水段需要设置加压泵站提升水压。
这种既有压力输水又有重力输水的方式成为压力与重力结合输水方式。
2 输水方式的选择输水方式的选择往往受水源条件、地形地质条件的限制。
选择输水方式,首先要确定供水的水源、供水的距离I和力量Q,之后根据水源水位Z1和水厂水池水位Z2之差来确定采用何种输水方式。
如果Z1HP=Z1-Z2+h式中:Hp为加压泵站水泵扬程,m;h为输水过程中的水头损失,m。
如果Z1>Z2,原则上可以考虑采用重力输水,这时重力l输水管水力坡度if 和平均地形坡度i0有如下关系:if<=i0,其中i0=(Z1-Z2)/l重力输水需要有一定的水力坡度,达到重力输水的要求,因而管径会增大,管线长度会延长,建造费用随之增加,如果有:F1>F2+F4式中:F1为重力输水管道的建造费用;F2为压力输水管的建造费用;F3为泵站建造费用;F4为管理运行费用。
【论文】浅析重力流与压力流雨水系统技术比较2012-03-20 来源:光明论文作者:郭慧【大中小】【导语】建筑屋面需要设置雨水排水系统,有组织、有系统的将屋面雨水及时排除,否则会造成四处溢流或屋面漏水形成水患,影响人们的生活和生产活动。
本文主要讨论了重力流雨水排水系统和压力流(虹吸式)雨水排水系统技..摘要:建筑屋面需要设置雨水排水系统,有组织、有系统的将屋面雨水及时排除,否则会造成四处溢流或屋面漏水形成水患,影响人们的生活和生产活动。
本文主要讨论了重力流雨水排水系统和压力流(虹吸式)雨水排水系统技术方面的比较,对于今后管道排水设计具有一定作用。
关键词:屋面雨水处理,重力流,压力流,房屋给排水1 引言:目前屋面雨水排水系统设计可采用的有两种系统:一种为国内通常采用的重力流雨水排水系统,另一种为近三十年来国际上迅速发展起来,国内正在逐渐推广的压力流(虹吸式)雨水排水系统[1].究竟哪一种系统在现代建筑的屋面雨水排放中更具优势,下面对这两种类型雨水排水系统技术、经济等方面进行比较。
2 管道系统中的水流概况及工作原理2.1 重力流雨水系统国内的重力流雨水系统一般采用65型及87型雨水斗,构造较为简单,一般都直接设在天沟或屋面较低处。
在降雨初期,天沟水深很浅,斗前水位较低,水流通过斗的拦污整流栅后,顺利地流入斗中,水流在斗内形成漏斗状水舌,斗内为大气压;水下流通过较短的连接管排入悬吊管内,在管中形成较薄流层,水流平稳,压力仍为大气压,水流为以管坡流动的重力流;水继续下流入立管后,沿管壁下落形成附壁流,管内仍为大气压;水再下流入排出管后进入埋地管检查井中。
2.2 压力流(虹吸式)雨水系统国产化的压力流(虹吸式)屋面雨水系统开发了具有良好整流功能的下沉式雨水斗(如图3.2所示)。
雨水斗上部盖有进水格栅,降雨过程中,通过格栅盖进入雨水斗的屋面雨水落入深斗内,斗内带孔隙的整流罩使处于涡流状态的雨水平稳地以淹没泄流进入排水管。
按压力获取方式分类按压力获取方式不同可分为机压输水系统和自压输水系统。
1.机压(水泵提水)输水系统它又分为水泵直送式和蓄水池式。
当水源水位不能满足自压输水要求时,要利用水泵加压将水输送到所需要的高度或蓄水池中,通过分水口或管道输水至田间。
目前,井灌区大部分采用直送式。
2.自压输水系统当水源较高时,可利用地形自然落差所提供的水头作为管道输水所需要的工作压力。
在丘陵地区的自流灌区多采用这种形式。
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点一、重力流输水的分类根据水力学的重力流输原理,我们将供水系统的重力流输水分成了以下两类。
明渠或者暗涵均可以划分为第一类无压流输水,而另一类是承压流输水一般而言指的也是暗涵。
所谓的无压流输水就是在输送途中不产生水压,类似与自然界的河水流态。
无压流输水在输水过程中流速的缓急完全取决于地形的陡峭程度,渠道的坡度决定了水流的坡度。
无压流输水的供给目的地一般都是开阔的蓄水池、水库等无压力且足够大的储水地。
承压流输水在输水过程中则主要依赖于动水压力和静水压,它的输送原理和水泵加压输水也有差别。
但用承压流输水方式进行供水的时候,水需要流经暗管,进入管道后就形成了压力,压力的大小与输送管道的长短相关。
因为承压流输水管的压力由静水压和动水压力组成,所以在水力坡度与地势一致时,动水压力就不存在,只剩下静水压;当停止输水并保持管道中的水充盈状态,此时管道末端的静水压力最大。
由于承压流输水输送的水压力很大,所以这种形式的供水可以直接提供水到城市供水网或者高处建筑物。
二、重力流输水的特点由于重力流输水有节约能源、操作便捷、成本低、投入少等好处,所以该供水方案成立当前最佳的供水选择。
但是重力流输水也存在自身的局限性,在地势平坦的地区就不能实现重力输水,一定要在有一定地形高度差的地方才能实行。
在重力流输水供水过程中,目标供水地的不同对地势的要求也不一样,例如城市供水管网的用户过多,需要的压力也随着增加,这就需要较为陡峭的地势才能产生足够大的压力,保证城市供水管网的水资源供应。
第四步:将装配在一起的悬吊系统悬挂在吊杆上;
第五步:把管道安装到管卡上。
(2)钢管或不锈钢管
不锈钢管采用氩弧焊接或氩电联焊,焊接要求按相关焊接规范。
管卡可以采用匾钢或圆钢管卡,支吊架,参见国家建筑标准设计图集02S402《管道支架及吊架》。
立管底部应设支墩。
管道支架间距按《建筑给水排水及系统工程施工质量验收规范》
GB50252–2002执行。
6、执行标准
1)、工程标准
《建筑给水排水设计规范》 GB 50015-2003
《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB 50400-2006
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002
2)、相关标准图
01S302《雨水斗》
03S402《室内管道支架及吊架》。
按压力获取方式分类
按压力获取方式不同可分为机压输水系统和自压输水系统。
1.机压(水泵提水)输水系统
它又分为水泵直送式和蓄水池式。
当水源水位不能满足自压输水要求时,要利用水泵加压将水输送到所需要的高度或蓄水池中,通过分水口或管道输水至田间。
目前,井灌区大部分采用直送式。
2.自压输水系统
当水源较高时,可利用地形自然落差所提供的水头作为管道输水所需要的工作压力。
在丘陵地区的自流灌区多采用这种形式。
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点
一、重力流输水的分类
根据水力学的重力流输原理,我们将供水系统的重力流输水分成了以下两类。
明渠或者暗涵均可以划分为第一类无压流输水,而另一类是承压流输水一般而言指的也是暗涵。
所谓的无压流输水就是在输送途中不产生水压,类似与自然界的河水流态。
无压流输水在输水过程中流速的缓急完全取决于地形的陡峭程度,渠道的坡度决定了水流的坡度。
无压流输水的供给目的地一般都是开阔的蓄水池、水库等无压力且足够大的储水地。
承压流输水在输水过程中则主要依赖于动水压力和静水压,它的输送原理和水泵加压输水也有差别。
但用承压流输水方式
进行供水的时候,水需要流经暗管,进入管道后就形成了压力,压力的大小与输送管道的长短相关。
因为承压流输水管的压力由静水压和动水压力组成,所以在水力坡度与地势一致时,动水压力就不存在,只剩下静水压;当停止输水并保持管道中的水充盈状态,此时管道末端的静水压力最大。
由于承压流输水输送的水压力很大,所以这种形式的供水可以直接提供水到城市供水网或者高处建筑物。
二、重力流输水的特点
由于重力流输水有节约能源、操作便捷、成本低、投入少等好处,所以该供水方案成立当前最佳的供水选择。
但是重力流输水也存在自身的局限性,在地势平坦
的地区就不能实现重力输水,一定要在有一定地形高度差的地方才能实行。
在重力流输水供水过程中,目标供水地的不同对地势的要求也不一样,例如城市供水管网的用户过多,需要的压力也随着增加,这就需要较为陡峭的地势才能产生足够大的压力,保证城市供水管网的水资源供应。
重力流输水系统要想顺利完成输水工作,必须依赖与地形地貌,只有足够的高度差才能保证水资源的正常输送。
在这里我们将重力流输水和水泵加压输水进行比较,看出它存在一些局限问题:
①重力流
输水在输水的时候首要的限制因素就是地形,在地势平坦的平原区,重力流输水就不能使用;②水泵加压输水主要是由电产生动力供水,故管道的选取比较自由,但是重力流输水管道路径的选择受到地形的约束;
③承压重力流输水管
在供水的时候不稳定,因为水管末端的静水压不受人为控制,如果压力过大很容易引起水管破裂,阻碍城市居民的正常水供应;
④重力流输水系统中输水的主要动力是地形的高度差,该因素是由地形客观决定的,所以一旦供水的来源和给水的目的地确定下来后,水位压力差和流量就随之固定,基本不能再进行调节,当给水目的地需水有变化的时候,重力流供水系统则不能满足其需求;
⑤当需要将重力流输水和水泵加压输水结合使用的时候,压力差是最大的问题,只有两端的压力相等时才能连接在一起,这对供水也产生了局限。
三、长距离重力流输水管道中压力特点
重力流输水系统现在越来越多的运用在地势陡峭地区的大型供水工程中,由于该供水系统的正常运行需要地势高度差,它的压力由动水压力和静水压组成,所以控制管道压力是最主要的问题。
例如在管道的阀门关闭以后,管中的静水压只与管道的距离有关,地形高度差与水压成正比关系,管道受到的压力也因此而改变,一旦发生阀门的异常关闭,就会使管道压力增加,最终导致管道的破裂,影响水资源的正常供应。
另外对于一些地形起伏较大的地区,重力输水管道的路径也随之变化,管道中的转折和拐角处就会出现水流不畅,然后会造成断流弥合水锤,
最终产生不可估量的损失。
输水管道的输送路程越长,则水击问题就会越易发生。
下面研究输水管道的特点。
在承压重力流输水工程中,首先要处理的问题就是减弱水流对输水管道的压力,增加输水系统的安全性。
在这个案例中管道的最低处的高度差有113m,这个高度差产生的压力已经超出了管道的承受能力,再加上动水压力后,总体压力就更大了,所以为增加重力流输水的系统的安全性,降低断流弥合水锤的发生几率,我们要采取一定的解决措施,缓解管道的承受压力。
结论:
重力流输水管道在输水途中,水在管道中进行流动时,是气液两相相互并存的。
所以为了降低输水管道的工作压力,我们在对距离较长的输水管道进行设计时,要提前利用特殊的非稳定流计算方法,根据管道的走行分布,在恰当的地点(一般都是在驼峰上)安装一定数量的排气阀门,以便排出管道内的气体,降低工作压力。
在选定排气阀的时候,我们对于排气阀的型号选取、口径大小的选取、安装位置等都要进行认真仔细的考虑,因为排气阀安装选择是否准确直接影响到排气程度。
根据以往选取安装排气阀的实践基础,一般情况下在地市相对低平,管道坡度在1‰以下的时候,我们应该相距0.5~1.0km左右就安装一个排气阀,
这是最佳的安装距离。
此外,除了安装间隔距离,排气阀的型号、安装方式等对于排气阀的正常运行也由十分重要的影响作用。
输水管中水总是在气液两相之间不断转变,存在许多的不确定性,这也增加了我们排气的难度系数,所以排气阀安装的位置、方式、安装的间隔距离以及对于排气阀型号的选择等方面就更加增加重视。
在重力流输水管道系统中增设减压恒压阀以及超压泄压阀装置都可以起到检测控制管道压力的作用,对于保证水资源的安全输送以及避免断流弥合水锤的形成都有显著的作用。