第四章静水压力计算 一、是非题 1O重合。 2、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。 3、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。 4、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50kPa。 5、水深相同的静止水面一定是等压面。 6、静水压强的大小与受压面的方位无关。 7、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。 二、选择题 1、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强 （1）数值相等 （2）数值不等 （3）水平方向数值相等 （4）铅直方向数值最大 m，则该点的相对压强为 2、液体中某点的绝对压强为100kN/2 m （1）1kN/2 m （2）2kN/2 m （3）5kN/2 m （4）10kN/2 m，则该点的相对压强为 3、液体中某点的绝对压强为108kN/2 m （1）1kN/2 m （2）2kN/2 m （3）8kN/2 m （4）10kN/2 4、静止液体中同一点沿各方向上的压强 （1）数值相等 （2）数值不等 （3）仅水平方向数值相等 5、在平衡液体中，质量力与等压面 （1）重合 （2）平行 （3）正交 6、图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1 ，则A、B 两测压管中的液面必为 （1）B 管高于A 管 （2）A 管高于B 管 （3）AB 两管同高。
7、盛水容器a 和b 的测压管水面位置如图(a)、(b) 所示，其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为 （1）pa>pb （2）pa< pb （3）pa=pb （4）无法确定 8 （1）牛顿 （2）千帕 （3）水柱高 （4）工程大气压 三、问答题 1、什么是相对压强和绝对压强？ 2、在什么条件下“静止液体内任何一个水平面都是等压面”的说法是正确的？ 3、压力中心D和受压平面形心C的位置之间有什么关系？什么情况下D点与C点重合？ 4、图示为几个不同形状的盛水容器，它们的底面积AB、水深h均相等。试说明： （1）各容器底面所受的静水总压力是否相等？ （2）每个容器底面的静水总压力与地面对容器的反力是否相等？并说明理由（容器的重量不计）。 四、绘图题 1、绘出图中注有字母的各挡水面上的静水压强分布。
1、滑水现象 轮胎的滑水现象，也称为滑水现象或者液面效应，是指汽车在路表覆盖有一层水膜的路面上行驶时，因轮胎与地面之间不能完全排除或无法排除路面水膜，从而出现汽车在水膜上行驶的现象。这时轮胎与路面的直接接触受到妨碍，水在这里起着润滑剂的作用，使摩擦系数减少。路面潮湿时，轮胎的接地面内只有一部分直接与路面接触，其余部分是通过水膜接触路面的。水膜介入的部分越大，摩擦系数越低。 只要路表覆盖有一定量的水膜，轮胎在水膜覆盖的路面上高速行驶时，那么由于流体的压力就会使轮胎上浮，必定存在有某种程度的不完全滑水发生。如果进一步提高车速，最终将导致轮胎与地面完全失去接触，轮胎便在路面的积水上面向前滑动。这种现象恰如滑水运动一样，卷入轮胎下面的水压力与轮胎的载荷相平衡，轮胎与路面完全失去接触。轮胎在水膜覆盖的路面上行驶，轮胎的胎面和路面之间的接触状态存在三种不同形式的接触区，分别是：挤压膜区，覆盖区，和牵引区，共三个区[1]。参见图1-1。这三个区域的接触形式很复杂，包含多种的摩擦与润滑类型。 轮胎前进方向 A B C 水膜 路面 图1-1轮胎与路面接触的3个分区 图1-1中的这三个区域不是固定不变的，当外界条件发生变化，接触部的区域划分也会发生变化。在一定限度内，水层越厚、车速越高，动水压力就越大，对车轮的举升力也就越大。图1-1中的A区也随之扩大，B区逐渐向C区移动，C逐渐减小。图1-2是轮胎在路面上行驶时拍摄的照片，随着速度的增加，胎面与路面的接触面积减少。当路面积水的举升力超过轮胎的负荷力足以把汽车抬起时，轮胎与路面就完全脱离接触了，而是与水膜接触的面积增大了，若这种举升力能够继续保持下去，则汽车可在水面上滑行。这种情况即为完全动力滑水。由于汽车的方向已失去控制，在水面上的滑行是飘忽不定的，故称为水漂（dynamic hydroplaning）。如果是在山区，车辆在这种状态下行驶，车辆会因为不受司机控制而滑向四周，而道路边缘又无交通保护设施，车辆就会翻向山谷而发生车祸。 Daughaday[2]认为：完全滑水时这三个区变为一个挤压膜区，完全在干的路面上行驶时这三个区又变为一个牵引区。由于轮胎和路面间没有水，就缺少了水在轮胎和路面间的润滑，因此挤压膜区域轮胎与路面大致上是没有相对运动的。在紧靠挤压膜区前面的区域里，轮胎与液体之间形成一个有限的楔角，由于楔角内液体的动量变化，建立起液体的上推力，这一上推力按轮胎对路面的前进速度的平方增加，在整个接触区域里，胎面单元在接触到路面上的大多数凸体以前，一定首先在它们的过程中压挤掉余下的水膜。覆盖区是水膜破裂的区域。在潮湿态下，轮胎与路面的真正接触只发生在牵引区，如果挤压过程能在最短的时间内完成，对一确定的车速，挤压膜区就越短，如果覆盖区长度不改变，则牵引区的长度就越长，轮胎的牵引力就会越大。他认为润滑状态可以分为两大类，一类是淹没状态，一类是潮湿状态，但淹没状发生时，轮胎的胎面沟和路面的平均空穴宽度结合起来，就能在特定的路段的平均最大车速下，在轮胎和道路间的接触区之间排走足够的水量。在研究中他还发现由于路面排水不同的设计，特定路段的平均最大车速也不尽相同。随着最大速度的提高，轮胎面与路面
一换热器结构形式的选择 螺旋板式操作温度在300～400℃以下，整个换热器焊为一体，密封性良好螺旋板换热器直径在1.5m之内，板宽200～1200mm，板厚2～4mm，两板间距5～25mm，可用普通钢板和不锈钢制造，目前广泛用于化工、轻工、食品等行业。其具有以下特点： (1)总传热系数高由于流体在螺旋形通道内受到惯性离心力的作用和定距柱的干扰，低雷诺数(Re=1400～1800)下即可达到湍流，允许流速大(液体为2m/s，气体为20m/s)，故传热系数大。 (2)不易结垢和堵塞由于流速较高且在螺旋形通道中流过，有自行冲刷作用，故流体中的悬浮物不易沉积下来。 (3)能利用低温热源由于流道长而且两流体可达到完全逆流，因而传热温差大，能充分利用温度较低的热源。 (4)结构紧凑由于板薄2～4mm，单位体积的传热面积可达到150～500m2/m3。 相对于螺旋板式换热器，板式换热器处理量小，受密封垫片材料性能的限制，其操作温度一般不能高于200℃，而且需要经常进行清洗,不适于用在蒸汽冷凝的场合。 综上原因，选择螺旋板式换热器作为蒸汽冷凝设备。 二大流量换热器选型参数 1 一次侧介质质量流量 按最大质量流量14t/h进行计算 2 饱和蒸汽压力 换热器饱和蒸汽入口处的最高压力在2.0MPa左右 3 饱和蒸汽温度 饱和蒸汽最高温度按照214℃进行计算 3 温度t℃ 0 2 4 6 8 压力密度压力密度压力密度压力密度压力密度
4 一次侧（高温侧）、二次侧（低温侧）的进出口温度 热侧入口温度 T1=214℃ 热侧出口温度 T2=50℃ 冷侧进口温度 t1=40℃ 冷侧出口温度 t2=60℃ 三 总传热量(单位:kW)计算 有相变传热过程计算公式为： )t -(t .)T -(T .r .122S c c h h h c q c q q Q =+= 其中r .h q 是饱和蒸汽凝结所放出的热量； )T -(T .2S h h c q 是饱和水温度降至目标温度时所需放出的温度；)t -(t .12c c c q 是冷却水吸收的热量。 式中：Q ------换热量，KW h q ------饱和蒸汽的质量流量，Kg/s ，此处取14t/h 即3.89 Kg/s r ----------蒸汽的汽化潜热，KJ/Kg ，2.0MPa 、214℃条件下饱和蒸汽的气化潜 热值为890.0KJ/Kg S T ----------饱和蒸汽入口侧压力下水的饱和温度，在2.0MPa 时，水的饱和温度 为214℃
1、如何用潜水泵的管径来计算水的流量 Q=4.44F*((p2-p1)/ρ）0.5 流量Q，流通面积F，前后压力差p2-p1，密度ρ，0.5是表示0.5次方。以上全部为国际单位制。适用介质为液体，如气体需乘以一系数。 由Q＝F*v可算出与管径关系。 以上为稳定流动公式。 2、请问流水的流量与管径的压力的计算公式是什么？ 管道的内直径205mm,高度120m,管道长度是1800m,请问每小时的流量是多少？管道的压力是多少，管道需要采用多厚无缝钢管？ 问题补充： 从高度为120米的地方用一根管道内直径为205mm管道长度是1800米放水下来,请问每个小时能流多少方水？管道的出口压力是多少?在管道出口封闭的情况下管道里装满水,管道底压力有多大 Q=[H/（SL）]^(1/2) 式中管道比阻S=10.3*n^2/(d^5.33)=10.3*0.012^2/(0.205^5.33)=6.911 把H=120米，L=1800米及S=6.911代入流量公式得 Q=[120/（6.911*1800）]^(1/2) = 0.0982 立方米/秒= 353.5 立方米/时 在管道出口封闭的情况下管道里装满水,管道出口挡板的压力可按静水压力计算： 管道出口挡板中心的静水压强P=pgH=1000*9.8*180=1764000 帕 管道出口挡板的静水总压力为F： F=P*（3.14d^2 /4）=1764000*（3.14*0.205^2 /4）=58193.7 牛顿 3、管径与流量的计算公式 请问2寸管径的水管,在0.2MPA压力的情况下每小时的流量是多少?这个公式是如何计算出来的? 流体在水平圆管中作层流运动时，其体积流量Q与管子两端的压强差Δp，管的半径r，长度L，以及流体的粘滞系数η有以下关系： Q=π×r^4×Δp/(8ηL) 4、面积，流量，速度，压力之间的关系和换算方法、 对于理想流体，管道中速度与压强关系：P + ρV2/2 = 常数，V2表示速度的平方。 流量=速度×面积,用符号表示 Q =VS 5、管径、压力与流量的计算方法 流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。用容积表示流量单位是L/s或 （`m^3`/h）；用重量表示流量单位是kg/s或t/h。 流体在管道内流动时，在一定时间内所流过的距离为流速，流速一般指流体的平均流速，单位
水管网流量简单算法如下： 自来水供水压力为市政压力大概平均为0.28mpa。 如果计算流量大概可以按照以下公式进行推算，仅作为推算公式， 管径面积×经济流速（DN300以下管选1.2m/s、DN300以上管选1.5m/s）=流量如果需要准确数据应按照下文进行计算。 水力学教学辅导 第五章有压管道恒定流 【教学基本要求】 1、了解有压管流的基本特点，掌握管流分为长管流动和短管流动的条件。 2、掌握简单管道的水力计算和测压管水头线、总水头线的绘制，并能确定管道的压强分布。 3、了解复杂管道的特点和计算方法。 【容提要和学习指导】 前面几章我们讨论了液体运动的基本理论，从这一章开始将进入工程水力学部分，就是运用水力学的基本方程（恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程）和水头损失的计算公式，来解决实际工程中的水力学问题。本章理论部分容不多，主要掌握方程的简化和解题的方法，重点掌握简单管道的水力计算。 有压管流水力计算的主要任务是：确定管路过的流量Q；设计管道通过的流量Q所需的作用水头H和管径d；通过绘制沿管线的测压管水头线，确定压强p沿管线的分布。 5.1 有压管道流动的基本概念 （1）简单管道和复杂管道 根据管道的组成情况我们把它分为简单管道和复杂管道。直径单一没有分支而且糙率不变的管道称为简单管道；复杂管道是指由两根以上管道组成管道系统。复杂管道又可以分
为串联管道、并联管道、分叉管道、沿程泄流管和管网。 （2） 短管和长管 在有压管道水力计算中，为了简化计算，常将压力管道分为短管和长管： 短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损失都不能忽略不计的管道； 长管是指流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失，在计算中可以忽略的管 道为，一般认为（ ）＜（5~10）h f %可以按长管计算。 需要注意的是：长管和长管不是完全按管道的长短来区分的。将有压管道按长管计算，可以简化计算过程。但在不能判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前，按短管计算不会产生较大的误差。 5.2简单管道短管的水力计算 （1）短管自由出流计算公式 （5—1） 式中：H 0是作用总水头，当行近流速较小时，可以近似取H 0 = H 。 μ称为短管自由出流的流量系数。 （5—2） （2）短管淹没出流计算公式 （5—3） 式中：z 为上下游水位差，μc 为短管淹没出流的流量系数 （5—4） 请特别注意：短管自由出流和淹没出流的计算关键在于正确计算流量系数。我们比较短管自由出流和淹没出流的流量系数（5—2）和（5—4）式，可以看到（5—2）式比（5—4）式在分母中多一项“1”，但是计算淹没出流的流量系数μc 时，局部水头损失系数中比自由出流多一项管道出口突然扩大的局部水头损失系数“1”，在计算中不要遗忘。 （3）简单管道短管水力计算的类型 简单管道短管水力计算主要有下列几种类型： 1）求输水能力Q:可以直接用公式（5—1）和（5—3）计算。 2）已知管道尺寸和管线布置，求保证输水流量Q 的作用水头H 。 这类问题实际是求通过流量Q 时管道的水头损失，可以用公式直接计算，但需要计算管流速，以判别管是否属于紊流阻力平方区，否则需要进行修正。 3）已知管线布置、输水流量Q 和作用水头H ，求输水管的直径 d 。 j h g v ∑+22 02gH A c Q μ=ζλμ∑++= d l 11 z g A c Q 2μ=ζλμ∑+=d l c 1
压力与流速的计算公式 没有“压力与流速的计算公式”。流体力学里倒是有一些类似的计算公式，那是附加了很多苛刻的条件的，而且适用的范围也很小。 1，压力与流速并不成比例关系，随着压力差、管径、断面形状、有无拐弯、管壁的粗糙度、是否等径/流体的粘度属性……，无法确定压力与流速的关系。 2，如果你要确保流速，建议你安装流量计和调节阀。也可以考虑定容输送。 要使流体流动，必须要有压力差（注意：不是压力！），但并不是压力差越大流速就一定越大。当你把调节阀关小后，你会发现阀前后的压力差更大，但流量却更小。 管道的水力计算包括长管水力计算和短管水力计算。区别是后者在计算时忽略了局部水头损失，只考虑沿程水头损失。（水头损失可以理解为固体相对运动的摩擦力） 以常用的长管自由出流为例，则计算公式为 H=(v^2*L)/(C^2*R), 其中H为水头，可以由压力换算， L是管的长度， v是管道出流的流速， R是水力半径R=管道断面面积/内壁周长=r/2， C是谢才系数C=R^(1/6)/n， n是糙率，其大小视管壁光洁程度，光滑管至污秽管在0.011至0.014之间取 列举五种判别明渠水流三种流态的方法 [ 标签：明渠,水流,方法 ] （1）明渠水流的分类 明渠恒定均匀流 明渠恒定非均匀流 明渠非恒定非均匀流 明渠非恒定均匀流在自然界是不可能出现的。 明渠非均匀流根据其流线不平行和弯曲的程度，又可以分为渐变流和急变流。 （2）明渠梯形断面水力要素的计算公式： 水面宽度 B = b+2 mh （5—1） 过水断面面积 A =（b+ mh）h （5—2） 湿周（5—3） 水力半径（5—4）
式中：b为梯形断面底宽，m为梯形断面边坡系数，h为梯形断面水深。 （3）当渠道的断面形状和尺寸沿流程不变的长直渠道我们称为棱柱体渠道。 （4）掌握明渠底坡的定义，明渠有三种底坡：正坡（i＞0）平坡（i=0）和逆坡（i＜0。 明渠均匀流特性和计算公式 （1）明渠均匀流的特征： a）均匀流过水断面的形状、尺寸沿流程不变，特别是水深h沿程不变，这个水深也称为正常水深。 b）过水断面上的流速分布和断面平均流速沿流程不变。 c）总水头线坡度、水面坡度、渠底坡度三者相等，J = Js = I。 即水流的总水头线、水面线和渠底线三条线平行。 从力学意义上来说：均匀流在水流方向上的重力分量必须与渠道边界的摩擦阻力相等才能形成均匀流。因此只有在正坡渠道上才可能形成均匀流。 （2）明渠均匀流公式 明渠均匀流计算公式是由连续性方程和舍齐公式组成的，即 Q = A v （5—5）（5—5） 也可表示为：（5—7） 曼宁公式为（5—8） 式中K是流量模数，它表示当底坡为i = 1的时候，渠道中通过均匀流的流量。 水在管道内的流速与水所受的压力有关系吗？ [ 标签：管道流速,流速,关系 ] 水在一根管道内的流速与他所受的压力有什么关系？加上管道对水的阻力之后呢？ 管道的水力计算包括长管水力计算和短管水力计算。区别是后者在计算时忽略了局部水头损失，只考虑沿程水头损失。（水头损失可以理解为固体相对运动的摩擦力） 以常用的长管自由出流为例，则计算公式为 H=(v^2*L)/(C^2*R), 其中H为水头，可以由压力换算，
4.1 基坑围护墙内、外的土压力、水压力计算 4.1.1主动土压力的计算 按照水土分算原则计算土压力时，可采用总应力抗剪强度指标按下式计算主动土压力。 ()a a i i a K C K h q p 2-+=∑γ 式中，a p ——计算点处的主动土压力强度（kPa ），0≤a p 时，取0=a p ； i γ——计算点以上各土层的重度（kN/m 3） ，地下水位以上取天然重度，地下水位以下取水下重度； i h ——各土层的厚度（m ）； a K ——计算点处土的主动土压力系数，() 245tan 2?-= a K ； C 、?——计算点处土的总应力抗剪强度指标。按三轴固结不排水试验或直剪固结快剪试验峰值强度指标取用。 计算式： ①填土 () 33.021045tan 21=-= a K ; 在水位以上 ()1111112a a a K C K h r q p -''+='; m h 01 ='； ())(6.633.0233.002011Kpa p a =?-?+='； m h 5.01 ='； ())(57.933.00233.05.0182012Kpa p a =?-??+='。 在水位以下 ()111111 112a a a K C K h r h r q p -+''+=； m h 01=； ())(57.933.00233.05.0182011Kpa p a =?-??+=； m h 11=； ())(21.1233.00233.0185.0182012Kpa p a =?-??+?+=。 ②褐黄色粉质粘土 () 49.02045tan 22=-= a K ； ()22222111 122a a a K C K h r h r h r q p -++''+=；
4.1 基坑围护墙、外的土压力、水压力计算 4.1.1主动土压力的计算 按照水土分算原则计算土压力时，可采用总应力抗剪强度指标按下式计算主动土压力。 ()a a i i a K C K h q p 2-+=∑γ 式中，a p ——计算点处的主动土压力强度（kPa ），0≤a p 时，取0=a p ； i γ——计算点以上各土层的重度（kN/m 3），地下水位以上取天然重度，地下水位以下取水下重度； i h ——各土层的厚度（m ）； a K ——计算点处土的主动土压力系数，()245tan 2?-=οa K ； C 、?——计算点处土的总应力抗剪强度指标。按三轴固结不排水试验或直剪固结快剪试验峰值强度指标取用。 计算式： ①填土 () 33.021045tan 21=-=οοa K ; 在水位以上 ()1111112a a a K C K h r q p -''+='; m h 01='； ())(6.633.0233.002011Kpa p a =?-?+='； m h 5.01='； ())(57.933.00233.05.0182012Kpa p a =?-??+='。 在水位以下 ()111111 112a a a K C K h r h r q p -+''+=； m h 01=； ())(57.933.00233.05.0182011Kpa p a =?-??+=； m h 11=； ())(21.1233.00233.0185.0182012Kpa p a =?-??+?+=。 ②褐黄色粉质粘土
()49.022045tan 22=-=οοa K ； ()22222111 122a a a K C K h r h r h r q p -++''+=； m h 02=； ()49.018249.0185.0182021?-??+?+=a p )(07.7Kpa -=； m h 5.12=； ()49.018249.05.16.8185.0182022?-??+?+?+=a p )(75.0Kpa -= ； ③淤泥质粉质粘土夹砂 ()74.025.845tan 23=-=οοa K ； ()3333322111 132a a a K C K h r h r h r h r q p -+++''+=； m h 03=； ()74.05.23274.05.16.8185.0182031?-??+?+?+=a p )(49.3Kpa -=； m h 9.43=； ()74.09.48.75.16.8185.0182032??+?+?+?+=a p 74.05.232?- )(41.18Kpa =； ④淤泥质粘土 ()6.023.1445tan 24=-=οοa K ； ()444443322111 142a a a K C K h r h r h r h r h r q p -++++''+=； m h 04=； )9.909.48.75.16.8185.01820(41?+?+?+?+?+=a p 6.01326.0??-? )(69.37Kpa =； m h 9.94=； ()9.979.48.75.16.8185.0182042?+?+?+?+?+=a p 6.08.926.0?-?
水蒸气压和相对湿度的计算公式 要求水蒸气压和相对湿度时，虽然最好用通风乾湿计，但也可采用不通风乾湿计。由乾湿计计算水 蒸气压和相对湿度的公式为： 1. 从通风乾湿计的度数计算水蒸气压： （1）湿球不结冰时 e =E’w–0.5(t-t’)P/755 （2）湿球结冰时 e =E’i –0.44(t-t’)P/755 式中， t:乾球读数(oC) t’：湿球读数(oC) E’w：t’(oC)的水饱和蒸气压 E’i：t’(oC)的冰饱和蒸气压 e：所求水蒸气压 P：大气压力 2. 从不通风乾湿计的度数计算水蒸气压： （1）湿球不结冰时 e=E’ w-0.0008P(t-t’) (2)湿球结冰时 e=E’ i-0.0007P(t-t’) 此处所用符号的意义同上。压力单位都统一用mmHg或mb。 3．求相对湿度： H=e/Ew×100 式中H为所求相对湿度（％），Ew为t(oC)的饱和蒸气压（即使在0oC以下时也不使用Ei）。
水的蒸气压 水和所有其它液体一样，其分子在不断运动着，其中有少数分子因为动能较大，足以冲破表面张力的影响而进入空间，成为蒸气分子，这种现象称为蒸发。液面上的蒸气分子也可能被液面分子吸引或受外界压力抵抗而回入液体中，这种现象称为凝聚。如将液体置于密闭容器内，起初，当空间没有蒸气分子时，蒸发速率比较大，随着液面上蒸气分子逐渐增多，凝聚的速率也随之加快。这样蒸发和凝聚的速率逐渐趋于相等，即在单位时间内，液体变为蒸气的分子数和蒸气变为液体的分子数相等，这时即达到平衡状态，蒸发和凝聚这一对矛盾达到暂时的相对统一。当达到平衡时，蒸发和凝聚这两个过程仍在进行，只是两个相反过程进行的速率相等而已。平衡应理解为运态的平衡，绝不意味着物质运动的停止。 与液态平衡的蒸气称为饱和蒸气。饱和蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压。每种液体在一定温度下，其饱和蒸气压是一个常数，温度升高饱和蒸气压也增大。水的饱和蒸气压和温度的关系列于表中。 表水的蒸气压和温度的关系
§2-1 水工建筑物的荷载计算 水工建筑物上的作用有：重力、水作用、渗透作用力、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度、土及泥沙作用、地震作用等。 一、自重 W=V γ 一般素砼取23.5~24kN/m 3，钢筋砼取24.5~25kN/m 3，浆砌石取21.5~23kN/m 3，对土石坝的材料重度应根据具体性能及不同部位，分别取湿重度、干重度、饱和重度、浮重度等几种情况计算。 水工建筑物上永久固定设备，如闸门、启闭机等，其自重标准值采用设备标牌重量 作用分项系数：大体积混凝土、土石坝取1.0；对普通水工混凝土、金属结构（设备）取1.05，当自重对结构有利时取0.95。地下工程的混凝土衬砌取1.1，其对结构有利时取0.9。 二、水压力 水体对各种水工结构均发生作用，作用结果是对结构产生水压力，其可分为静水压力和动水压力。 1．静水压力 水体静止状态下对某结构表面的作用力称为静水压力 （1）作用在坝、闸等结构面上的水压力 P H =2 2 1H w γ P V =w w V γ （2）管道及地下结构上的水压力计算。 内水压力：作用在管道内壁上的静水压力； 外水压力：作用于管道或衬砌外侧的水压力。 对内水压力，为计算方便，常将其分解成均匀内水压力和非均匀内水压力两部分。 h p w wr γ=' )cos 1(' 'θγ-=i w wr r p 对有压隧洞的砼衬砌的外水压强标准值可按式（2-6）计算。 e e ek H p ωγβ= （2-6） 式中：ek p ——作用于衬砌上的外水压强标准值（KN/m 2 ）； e β——外水压力折减系数，可按表2-1采用； e H ——作用水头(m)，按设计采用的地下水位线与隧洞中心线的 高差确定。 同内水压力一样，外水压力也可分解成均匀外水压力和非均匀外水压力。 非均匀外水压力的合力方向垂直向上，合力的大小应等于单位洞长排开水体的重量。 2．动水压力
第五章压力管路的水力计算 主要内容 长管水力计算 短管水力计算 串并联管路和分支管路 孔口和管嘴出流 基本概念： 1、压力管路：在一定压差下，液流充满全管的流动管路。（管路中的压强可以大于大气压，也可以小于大气压） 注：输送气体的管路都是压力管路。 2、分类： 按管路的结构特点，分为 简单管路：等径无分支 复杂管路：串联、并联、分支 按能量比例大小，分为 长管：和沿程水头损失相比，流速水头和局部水头损失可以忽略的流动管路。 短管：流速水头和局部水头损失不能忽略的流动管路。 第一节管路的特性曲线 一、定义：水头损失与流量的关系曲线称为管路的特性曲线。 二、特性曲线
l l L g V d L g V d l l g V d l d l g V d l g V h h h f j w + = = + = ?? ? ? ? ? + = + = + = 当 当 当 其中， 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 λ λ λ λ λ ζ （1）把2 4 d Q A Q V π = = 代入上式得： 2 2 5 2 2 2 28 4 2 1 2 Q Q d g L d Q g d L g V d L h w α π λ π λ λ= = ? ? ? ? ? = = （2） 把上式绘成曲线得图。 第二节长管的水力计算 一、简单长管 1、定义：由许多管径相同的管子组成的长输管路，且沿程损失较大、局部损失较小，计算 时可忽略局部损失和流速水头。 2、计算公式：简单长管一般计算涉及公式 2 2 1 1 A V A V=（3） f h p z p z+ + + γ γ 2 2 1 1 ＝ （4） g V D L h f2 2 λ = （5） 说明：有时为了计算方便，h f的计算采用如下形式： m m m f d L Q h - - = 5 2ν β （6） 其中，β、m值如下 流态βm 层流 4.15 1 （a） 水力光滑0.0246 0.25 （b）
12.4 土水压力的计算方法 12.4.1 作用于支挡结构上的土压力 (一)概述 作用在挡土支护结构上的侧压力包括土压力、水压力、冰荷载(寒冷地区)、地震力及地面荷载所产生的侧压力等。土压力是作用于挡土支护结构的主要荷载，特别是在大型深基坑工程中若能较准确地估算土压力，对于确保深基坑工程的顺利进行具有十分重要的意义。从广义来说，土压力是土作用在挡土支护结构上的或作用在被土体所包围的结构物表面上的压力及其合力。这些压力(及合力)是由土的自重、土所承受的恒载和活载所产生的，其大小由土的物理与力学性质、土和结构之间的物理作用、绝对位移、相对位移以及变形值与特性所决定。水压力、冰荷载、地震力及地面荷载等均是通过土这一载体作用于挡土支护结构上，因此，均属于广义土压力，也可称为特殊情况下的土压力。 【例题17】在下列各项中，属于广义土压力的是( )。 A、水压力； B、地震力； C、冰荷载； D、地面荷载； 答案：A、B、C、D (二)影响土压力的因素 作用在挡土支护结构上的土压力受以下因素制约： 1不同土类中的侧向土压力差异很大。采用同样的计算方法设计的挡土支护结构，对某些土
类可能安全度很大，而对另一些土类则可能面临倒塌的危险。因此在没有完全弄清挡土支护结构土压力的性能之前，对不同土类应区别对待。 2 土压力强度的计算及其计算指标的取值与基坑开挖方式和土类有关。当剪应力超过土的抗剪强度时，背侧土体就会失去稳定，发生滑动。由于基坑用机械开挖，一般进度均较快，开挖卸荷后，土压力很快形成，为与其相适应采用直剪快剪或三轴不排水剪是合理的。但剪切前是否要固结，则根据土的渗透性而定。渗透性弱的土，由于加荷快、来不及固结即可能剪损，此时宜采用不固结即进行剪切；反之，渗透性强的土，宜固结后剪切。 【例题18】对于侧壁为饱和粘土的基坑，宜采用( )三轴试验确定其抗剪强度指标。 A、固结排水剪； B、固结不排水剪； C、不固结不排水剪； D、不固结排水剪； 答案：C 3土压力是土与挡土支护结构之间相互作用的结果，它与结构的变位有着密切的关系，从而导致设计土压力值的不确定性。如经典的库仑土压力和朗肯土压力理论仅考虑主动与被动状态；在挡土支护结构变形很小时，要采用静止土压力(其值无统一求法)；对于作用于多支点挡土支护结构的土压力则按弹塑性理论进行计算。 4 土压力强度的大小与挡土支护结构刚度有关。当基坑深度及地层土质等条件均相同的情况下，作用在重力式挡土支护结构和柔性挡土支护结构上的土压力显然不同，这是由于两者刚度相差太大所致。 5 对于多支点挡土支护结构，其土压力大小及分布又因支点(锚杆或支撑)的位置及反力大小而变化。
饱和蒸汽密度计算公式ρ=Ap+B ρ------蒸汽密度，kg/m3； p ----------流体绝对压力，MPa ； A、B--------系数和常数。 不同压力段的密度计算式 2.过热蒸汽密度计算公式 =1+F1(T) p+F2(T)p2+F3(T)p3 P-------压力,Pa; ρ-------蒸汽密度kg/m3 R-------气体常数，R=461J/(kg?K) T-------温度,K F1(T)=(b0+b1φ+…b5φ5)×10-9 F2(T)=(c0+c1φ+…c8φ8)×10-16 F3(T)=(d0+d1φ+…d8φ8)×10-23 b0= -5.01140 c0= -29.133164 d0= +34.551360 b1= +19.6657 c1=+129.65709 d1= +230.69622 b2= -20.9137 c2=-181.85576 d2= -657.21885 b3= +2.32488 c3=+0.704026 d3= +1036.1870 b4= +2.67376 c4=+247.96718 d4= -997.45125 b5= -1.62302 c5=-264.05235 d5= +555.88940 c6=+117.60724 d6= -182.09871 c7=-21.276671 d7= +30.554171 c8=+0.5248023 d8= -1.99178134 φ=103/T 1、过热蒸汽密度 IN:REAL;(*补偿前流量,t/h*) TE:REAL;(*介质温度,摄氏度*) PT:REAL;(*介质压力,Mpa*)
For personal use only in study and research; not for commercial use For personal use only in study and research; not for commercial use 压力与流量计算公式： 调节阀的流量系数Kv，是调节阀的重要参数，它反映调节阀通过流体的能力，也就是调节阀的容量。根据调节阀流量系数Kv的计算，就可以确定选择调节阀的口径。为了正确选择调节阀的口径，必须正确计算出调节阀的额定流量系数Kv值。调节阀额定流量系数Kv的定义是：在规定条件下，即阀的两端压差为10Pa，流体的密度为lg/cm，额定行程时流经调节阀以m/h或t/h的流量数。 1．一般液体的Kv值计算 a．非阻塞流 判别式：△P＜FL（P1－FFPV） 计算公式：Kv＝10QL 式中：FL－压力恢复系数，见附表 FF－流体临界压力比系数，FF＝0.96－0.28 PV－阀入口温度下，介质的饱和蒸汽压（绝对压力），kPa PC－流体热力学临界压力（绝对压力），kPa QL－液体流量m/h ρ－液体密度g/cm P1－阀前压力（绝对压力）kPa P2－阀后压力（绝对压力）kPa b．阻塞流 判别式：△P≥FL（P1－FFPV） 计算公式：Kv＝10QL 式中：各字符含义及单位同前 2．气体的Kv值计算 a．一般气体 当P2＞0.5P1时 当P2≤0.5P1时 式中：Qg－标准状态下气体流量Nm/h Pm-(P1+P2)/2(P1、P2为绝对压力)kPa △P＝P1－P2 G －气体比重（空气G＝1） t －气体温度℃ b．高压气体（PN＞10MPa） 当P2＞0.5P1时
一、 管线注水的计算 试压段的注水量可用管道的几何体积算出，根据计算每公里的几何体积约为1102.5m 3 二、 升压用水的计算 在升压过程中，需要进行两次含气量测试。其方法是：泄放一定的压力，实际放出的水量V 1与理论放出的水量V P 比较，理想情况下：V 1/V P =1，但实际中由于水中含有一定的空气V 1/V P 大于1，印度标准中要求含气量不能高于6%，即V 1/V P 不能高于1.06 理论升压用水量可以用如下公式进行计算： 其中： Vp ：理论注水量(m 3) r .i ：管道内径（mm ） s ：管道壁厚（mm ） A ：水的热压缩值（可根据相关资料查得(bar -1)×106） V t ：管道总体积（m 3) ΔP ：压力变化值(bar) K ：无量纲系数直焊缝管材取1.02 对于该公式，可利用Excel 进行计算。（参考附件《利比亚工程使用的计算方法》） 三、 温度变化对压力的影响 在稳压过程中，温度有可能会对压力变化产生影响。印度工程要求温度对压力的影响变化不能超过0.3bar ，温度变化引起的压力变化可由下面公式计算得出： 其中：ΔP ：压力变化值(bar) ΔT ：温度变化值(℃) r.t ：管道内径（mm ） t ：管道壁厚（mm ） A ：水的等温压缩值（可根据相关资料查得(bar -1)×106） B ：水膨胀系数和钢材线形膨胀系数的差值（可根据相关资料查得(℃-1) ×106） 四、 P/V 图的制作 （参考利比亚和广东LNG 工程中制作使用的P/V 图） 1、什么是P/V 线？ 1）此线反映了向100%注满水管道注水，压力随注水量增加而出现增加的情况。 2）受压管道的应力和应变情况类似于两端受拉的钢棒。 K P 10A 884.0V 6????????? ? ??+?=-t i V s r p T A t r 884.0B P i ?+?=?
水流量与压强差的准确计算公式 最佳答案 对于有压管流，水流量与压强差的准确计算公式和计算步骤如下： 1、计算管道的比阻S，如果是旧铸铁管或旧钢管，可用舍维列夫公式计算管道比阻s=d^ 或用s=d^计算（n为管内壁糙率，d为管内径，m）,或查有关表格； 2、确定管道两端的作用水头差ΔH=ΔP/(ρg)，)，H 以m为单位；ΔP为管道两端的压强差(不是某一断面的压强），ΔP以Pa为单位，ρ——水的密度， ρ=1000kg/m^3；g=kg 3、计算流量Q：Q = (ΔH/sL)^(1/2) 4、流速V=4Q/^2) 式中：Q——流量，以m^3/s为单位；H——管道起端与末端的水头差，以m 为单位；L——管道起端至末端的长度，以m为单位。^表示乘方运算，d^2 表示管径的平方；d^表示管径的方。是圆周率取至小数点后第4位。 或者先求管道断面平均流速，再求流量： 管道流速:V=C√(RJ)= C√(RΔP/L) 确定 流量: Q=^2/4)V 式中：V——管道断面平均流速；C——谢才系数,C=R^(1/6)/n,n管道糙率；R——水力半径；对于圆管R=d/4，d为管内径；J——水力坡降，即单位长度的水头损失，当管道水平布置时，也就是单位长度的压力损失,J=ΔP/L；ΔP——长为L的管道上的压力损失；L——管道长度。 总公式：Q=√(ΔP/9800)x (d^)x3600 m^3/h 多晶炉：d=40,压差=4x10^5,L=200m 流量^3/h 单晶炉: d=94,压差=^5,L=200m 流量^3/h 如果流量为15 m^3/h 侧要求L=100,d= mm 侧要求L=200,d=60.7 mm 如果流量为m^3/h 侧要求L=200,d=68 mm
给水管道工作压力的计算方法 摘要：PVC-U管材因其重量轻、水力条件好、使用寿命长、安装简单等优点在各种供水管网中应用日益普及。但是，大口径PVC-U管材与传统管材相比因价格较高，建设期投资较多，而当今工程方案比选往往忽略动态费用（例日常运行费用等），影响了其推广应用。为此，通过对PVC-U管材与传统管材的技术经济比较，为大口径PVC -U给水管的推广应用创造条件。 一、引言 以传统管材（球墨铸铁管、混凝土管道）为计算准则，在传统管材最优实用流速下，以相同输水能力为基准，结合同规格PVC-U管材进行分析比较。 原始数据：管线流量取Q总=50000 m3/d =0.5787 m3/s； 管材选择：球墨铸铁管材DN800（K9级）； 混凝土管DN800 PVC-U管材Φ800×19.6mm 管线长度：L =19000m 参考依据：《室外给水设计规范》中华人民共和国国家标准 《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》中国工程建设标准化协会标准 二、管道的技术可行性分析 1、流速计算：
式中 di:管材内径（m） u：管内水的平均流速（m/s） Q：管材输水量（m3/s） 球墨铸铁管DN800（K9级）流速 =1.15 m/s 混凝土管DN800 流速 =1.15 m/s PVC-U管材流速 Φ800×19.6mm（0.63Mpa）管材 =1.27米/秒 结果表明,三种管材流速均在经济流速范围之内,是可行的。 2、水力计算： 球墨铸铁管水力计算 球墨铸铁管内流速＜1.2 m/s时，单位水头损失可由下式计算。式中: ：每米管道的水头损失(米) ：管材内径（m） ：管内水的流速（m/s） 代入得水力坡降系数 =0.0029m 钢筋混凝土管水力计算 流速系数C可按下式计算 式中: ：每米管道的水头损失(米)；
饱和水蒸气压公式 饱和是一种动态平衡态，在该状态下，气相中的水汽浓度或密度保持恒定。在整个湿度的换算过程中，对于饱和水蒸气压公式的选取显得尤为重要，因此下面介绍几种常用的。 （1）、克拉柏龙-克劳修斯方程 该方程是以理论概念为基础的，表示物质相平衡的关系式，它把饱和蒸汽压随温度的变化、容积的变化和过程的热效应三者联系起来。方程如下： T-为循环的温度;dT-为循环的温差;L-为热量，这里为汽化潜热（相变热）;ν-为饱和蒸汽的比容;ν^-为液体的比容;e-为饱和蒸汽压。 这就是著名的克拉柏龙-克劳修斯方程。该方程不但适用于水的汽化，也适用于冰的升华。当用于升华时，L为升华潜热。 （2）、卡末林-昂尼斯方程 实际的蒸汽和理想气体不同，原因在于气体分子本身具有体积，分子间存在吸引力。卡末林 - 昂尼斯气体状态方程考虑了这种力的影响。卡末林-昂尼斯于1901年提出了状态方程的维里表达式（e表示水汽压）。 这些维里系数都可以通过实验测定，其中的第二和第三维里系数都已经有了普遍的计算公式。例如接近大气压力，温度在150K到400K时，第二维里系数计算公式： 一般在我们所讨论的温度范围内，第四维里系数可以不予考虑。 （3）、Goff-Grattch 饱和水汽压公式 从1947年起，世界气象组织就推荐使用 Goff-Grattch 的水汽压方程。该方程是以后多年世界公认的最准确的公式。它包括两个公式，一个用于液 - 汽平衡，另一个用于固 - 汽平衡。 对于水平面上的饱和水汽压 式中，T0为水三项点温度 273.16 K 对于冰面上的饱和水汽压 以上两式为 1966 年世界气象组织发布的国际气象用表所采用。 （4）、Wexler-Greenspan 水汽压公式 1971年，美国国家标准局的 Wexler 和 Greenspan 根据 25 ～ 100 ℃范围水面上饱和水汽压的精确测量数据，以克拉柏龙一克劳修斯方程为基础，结合卡末林 - 昂尼斯方程，经过简单的数学运算并参照试验数据作了部分修正，导出了 0 ～ 100 ℃范围内水面上的饱和水汽压的计算公式，该式的计算值与实验值基本符合。
水的流量与管径的压力的计算公式 1、如何用潜水泵的管径来计算水的流量 Q=4.44F*((p2-p1)/ρ)0.5 流量Q，流通面积F，前后压力差p2-p1，密度ρ，0.5是表示0.5次方。以上全部为国际单位制。适用介质为液体，如气体需乘以一系数。 由Q,F*v可算出与管径关系。 以上为稳定流动公式。 2、请问流水的流量与管径的压力的计算公式是什么, 管道的内直径205mm,高度120m,管道长度是1800m,请问每小时的流量是多少,管道的压力是多少，管道需要采用多厚无缝钢管, 问题补充: 从高度为120米的地方用一根管道内直径为205mm管道长度是1800米放水下来,请问每个小时能流多少方水,管道的出口压力是多少?在管道出口封闭的情况下管道里装满水,管道底压力有多大 Q=[H/(SL)]^(1/2) 式中管道比阻S=10.3*n^2/(d^5.33)=10.3*0.012^2/(0.205^5.33)=6.911 把H=120米，L=1800米及S=6.911代入流量公式得 Q=[120/(6.911*1800)]^(1/2) = 0.0982 立方米/秒 = 353.5 立方米/时 在管道出口封闭的情况下管道里装满水,管道出口挡板的压力可按静水压力计算: 管道出口挡板中心的静水压强 P=pgH=1000*9.8*180=1764000 帕管道出口挡板的静水总压力为F: F=P*(3.14d^2 /4)=1764000*(3.14*0.205^2 /4)=58193.7 牛顿 3、管径与流量的计算公式
请问2寸管径的水管,在0.2MPA压力的情况下每小时的流量是多少?这个公式是如何计算出来的? 流体在水平圆管中作层流运动时，其体积流量Q与管子两端的压强差Δp，管的半径r，长度L，以及流体的粘滞系数η有以下关系: Q=π×r^4×Δp/(8ηL) 4、面积，流量，速度，压力之间的关系和换算方法、对于理想流体，管道中速度与压强关系:P+ρV2/2=常数，V2表示速度的平方。流量=速度×面积,用符号表示 Q =VS 5、管径、压力与流量的计算方法 流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。用容积表示流量单位是L/s或 (`m^3`/h);用重量表示流量单位是kg/s或t/h。 流体在管道内流动时，在一定时间内所流过的距离为流速，流速一般指流体的平均流速，单位 1 为 m/s。 流量与管道断面及流速成正比，三者之间关系: `Q = (? D^2)/ 4 ? v ? 3600 `(`m^3` / h ) 式中 Q —流量(`m ^3` / h 或 t / h ); D —管道内径(m); V —流体平均速度(m / s)。 根据上式，当流速一定时，其流量与管径的平方成正比，在施工中遇到管径替代时，应进行计算后方