第三节 水力计算例题.
- 格式:ppt
- 大小:3.37 MB
- 文档页数:52
排水系统水力计算例题例题:某一30层商住楼,五层以下为商场,以上为住宅。
现有一根排水总立管,承接住宅的10根排水立管,其中PL-1、PL-3和PL-6每层承接有洗涤盆和洗衣机的排水,PL-10每层只承接洗涤盆的排水;PL-5、PL-8每层承接有浴盆、坐便器及洗脸盆的排水,PL-2、PL-4、PL-6和PL-9每层承接有蹲便器及洗脸盆的排水。
排水平面大样及系统原理图如图所示。
试进行水力计算,以确定各管段的管径和坡度。
解:由于为高层建筑,排水管采用机制排水铸铁管。
计算方法采用:排水横支管采用最小管径法确定各管段的管径和坡度;立管(包括总立管)采用临界流量法确定管径,且立管管径不发生变化;横干管及排出管采用水力计算法确定各管段的管径和坡度。
一、排水横支管的计算根据规范第4.4.12至4.4.15和4.4.9之规定,可确定出下列排水横支管各管段的管径和坡度:1.厨房洗涤盆排水管:DN75,坡度0.02 2.厨房洗衣机地漏排水管:DN50,坡度0.03 3.卫生间洗脸盆排水管:DN50,坡度0.03 4.卫生间浴盆排水管:DN50,坡度0.03 5.卫生间大便器排水管:DN100,坡度0.02 二、排水立管的计算由于立管的管径一般不变化,因此计算时按立管最大设计秒流量不超过规范4.4.11表中的通水能力确定管径。
1.确定秒流量计算公式m a x m a x 18.012.0q N q N q p p p +=+=α 其中α=1.52.各卫生器具当量数 洗涤盆:N p =1洗衣机地漏:N p =1.5 洗脸盆:N p =0.75低水箱坐便器:N p =6.0 蹲便器:N p =4.5 浴盆:N p =3.0三、排水横干管、立管及排出管的计算1.进行管段编号,如图所示。
2.列表,主要有:管段编号、当量总数、设计秒流量、管径、坡度、排水流量、备注等。
3.水力计算(1)设计秒流量计算,方法同上(2)确定管径、坡度根据设计秒流量,依据排水横管水力计算的4个规定,通过查表的形式,确定出各管段的管径和坡度。
例题1:如下图所示,一圆锥体绕自身轴线等速旋转,锥体与固定壁面间的距离为K ,空隙全部被动力粘滞系数为μ的牛顿流体所充满。
当旋转角速度为ω,锥体底部半径为R ,高为H ,求作用于圆锥的阻力矩。
解:M=⎰⎰⎰⎰====Kdh r K dA r K dAr K u dAr 322cos 2πμωαπμωωμμτ=H K Rαπμωcos 23而22cos RH H +=α;故:M=2232RH K R +⨯πμω例题2:涵洞进口处,装有与水平线成600倾角而边长为1m 的正方形平板闸门(AB=1m ),求闸门所受静水总压力的大小及作用点。
解:坐标只能建在水面上。
a A kp p 807.91807.9=⨯=a B kp p 300.18)231(807.9=+⨯=KN p p P BA 050.14112=⨯⨯+=h h A y I y y CC C C CD 6.160sin 433.112160sin 433.1160sin 121160sin 0030=+=⨯⨯+=+=0=D x矩形和圆形的C y 和C I 值矩形:2h y C = 123bh I C =圆形:r y C = 44r I C π=例题3:一直立矩形闸门,用三根工字梁支撑,门高及上游水深H 均为3m,把此闸门所受静水压强分布图分为三等份,每根工字梁分别设在这三等份的重心,求三个工字梁的位置?解:设静水压力分布图的面积为A ,则每一等份为A/3m h H A h 3,21313211221=∴⨯==γγ m h H A h 45.2,2132********=∴⨯==γγm h h h h mh h c 091.22718.0121212=-+==-m A h J h y c xc c 11.2718.0091.212)718.0(091.2322=⨯+=+= m h H h h mh H c 725.2255.02232=-+==-m A h J h y c xcc 73.2725.212)55.0(725.22333=+=+=mh h h h h h h y m h y 11.22)(31,15.1322121121211=++-+===。
水力学试题(计算题)0.6 如图所示有一0.8×0.2m的平板在油面上作水平运动,已知运动速度μ=1m/s,平板与固定边界的距离δ=1mm,油的动力粘滞系数为1.15N.S/m2,由平板所带动的油的速度成直线分布,试求平板所受的阻力。
题0.60.7 (1)容积为4m3的水,当压强增加了5个大气压时容积减少1升,试求该水的体积弹性系数K。
(2)又为使水的体积相对压缩1/1000,需要增大多少压强?1.23 如图示,闸门AB宽1.2m,铰在A点,压力表G的读数为-14700N/m2,在右侧箱中油的容重γ0=8.33KN/m2,问在B点加多大的水平力才能使闸门AB 平衡?题1.232.21 贮水器内水面保持恒定,底部接一铅垂直管输水,直管直径d1=100mm,末端收缩管嘴出口直径d2=50mm,若不计水头损失,求直管中A、B两断面的压强水头。
题2.212.22 设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流,冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上,当水流冲击到平面壁后,分成两股水流流出冲击区,若不计重量,(流动在一个水平面上),并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力,试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力P=ρ.Q.V0sin2α,并求出Q1与Q2各为多少?题2.222.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段,用混凝土支座固定,已知主管直径D =3.0m,两个分岔管直径d=2.0m,转角α=1200,主管末断压强p=294KN/m2,通过总流量Q=35m3/s,两分岔管的流量相等,动水压强相等,损失不计,试求水对支座的总推力为若干?题2.232.24 射流自喷嘴中水平射出,冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上,平板为等厚度,边长为30cm,平板上缘悬挂在绞上,(绞磨擦力不计),当射流冲击到平板中心上后,平板偏转300,以后平板不再偏转。
设喷嘴直径d=25mm,喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2,该断面平均流速v=2.76m/s,喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴=0.3,求平板的质量为多少?题2.242.25 如图所示船闸,闸室长l=100m,宽b=10m,上、下游闸门上的充放水孔面积A=1m2,孔口的流量系数μ=0.65,上游孔口的作用水头H=2m,上、下游水位Z=4m,试求(1)闸室的充水时间T1(充水时下游放水孔全闭,上游充水孔全开)。
西昌学院工程技术学院课程设计任务书2013年12 月2 日至2013 年12 月20 日课程名称:工程水文案例分析及实训专业班级:2011级水利水电工程1班姓名:李飘学号:1115030041指导教师:洪晓江2013年12月2日案例一流域产流与汇流计算习题4-2 某流域1992年6月发生一次暴雨,实测降雨和流量资料见表4-13。
该次洪水的地面径流终止点在27日1时。
试分析该次暴雨的初损量及平均后损率,并计算地面净雨过程。
案例二设计年径流量分析计算习题7-2 某水利工程的设计站,有1954~1971年的实测年径流资料。
其下游有一参证站,有1939~1971年的年径流系列资料,如表7-7所示,其中1953~1954年、1957~1958年和1959~1960年,分别被选定为P=50%、P=75%和P=95%的代表年,其年内的逐月径流分配如表7-8示。
试求:m s表7-7 设计站与参证站的年径流系列单位:3/注本表采用的水利年度为每年7月至次年6月。
(1)根据参证站系列,将设计站的年径流系列延长至1939~1971年。
(2)根据延长前后的设计站年径流系列,分别绘制年径流频率曲线,并分析比较二者有何差别。
(3)根据设计站代表年的逐月径流分配,计算设计站P=50%、P=75%和P=95%的年径流量逐月径流分配过程。
表7-8 设计站代表年月径流分配 单位:3/m s案例三 洪峰流量推求计算习题8-1 某河水文站有实测洪峰流量资料共30年(表8-10),根据历史调查得知1880年和1925年曾发生过特大洪水,推算得洪峰流量分别为32520/m s 和32100/m s 。
试用矩法初选参数进行配线,推求该水文站200年一遇的洪峰流量。
表8-10 某河水文站实测洪峰流量表案例四 暴雨资料推求设计洪水习题9-3 已知设计暴雨和产、汇流计算方案,推求P=1%的设计洪水。
资料及计算步骤如下。
(1)已知平恒站以上流域(2992F km =) 1%P =的最大24h 设计面雨量为152mm ,其时程分配按1969年7月4日13时至5日13时的实测暴雨进行(表9-9),Δt 取3h ,可求得设计暴雨过程。
水力计算案例分析解答案例一年调节水库兴利调节计算要求:根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。
资料:(1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1,渗漏损失以相应月库容的1%计。
(2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。
(3) V 死 =300万m 3。
表1 水库来、用水及蒸发资料 (P=75%)表2 水库特性曲线解:(1)在不考虑损失时,计算各时段的蓄水量由上表可知为二次运用,)(646031m V 万=,)(188032m V 万=,)(117933m V 万=,)(351234m V 万=,由逆时序法推出)(42133342m V V V V 万兴=-+=。
采用早蓄方案,水库月末蓄水量分别为:32748m 、34213m 、、34213m 、33409m 、32333m 、32533m 、32704m 、33512m 、31960m 、3714m 、034213m经检验弃水量=余水-缺水,符合题意,水库蓄水量=水库月末蓄水量+死V ,见统计表。
(2)在考虑水量损失时,用列表法进行调节计算: 121()2V V V =+,即各时段初、末蓄水量平均值,121 ()2A A A =+,即各时段初、末水面积平均值。
查表2 水库特性曲线,由V 查出A 填写于表格,蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。
蒸发损失水量:蒸W =蒸发标准?月平均水面面积÷1000渗漏损失以相应月库容的1%,渗漏损失水量=月平均蓄水量?渗漏标准损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量考虑水库水量损失后的用水量:损用W W M +=多余水量与不足水量,当M W -来为正和为负时分别填入。
(3)求水库的年调节库容,根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴利库容)(44623342m V V V V 万兴=-+=,)(476230044623m V 万总=+=。
(4)求各时段水库蓄水以及弃水,其计算方法与不计损失方法相同。