环境水力学ch4-3
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常见的管道水力学计算公式Chezy 公式Chezy 公式一般用得比较少,但它是其它公式的基础,包括Manning 公式。
Chezy 公式表示为:Q⋅⋅=⋅SCRA这里:Q ——断面水流量(m3/s)C ——Chezy糙率系数(m1/2/s)A ——断面面积(m2)R ——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。
Hazen-Williams公式Hazen-Williams 公式是压力管道最常用的水头损失计算公式,该公式表达为:5463..0S.0⋅⋅=Q⋅⋅RkAC这里:Q ——断面水流量(m3/s)C ——Hazen-Williams糙率系数(无量纲)A ——断面面积(m2)R ——水力半径(m)S ——水力坡度(m/m)k ——常数,采用国际单位时为0.85根据需要也可以变换为其它表示方法。
Darcy-Weisbach 公式由于Darcy-Weisbach 是通过理论总结得到的公式,故也称为理论公式。
Darcy-Weisbach 被用于许多要求计算精度较高的工程中。
Darcy-Weisbach 公式表达为:g v d l f h f 22⋅=这里:h f ——沿程水头损失(mm 3/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 )v ——管道流速(m/s )g ——重力加速度(m/s 2)根据需要也可以变换为其它表示方法。
环境水力学1.环境水力学的主要研究污染物在水体中的扩散、输移规律及其在各种水环境问题中的应用。
2.水域的污染物质:1示踪质:是一种理想物质,它在水中扩散移动时,⑴不与水体发生生化或化学反应;⑵它的存在不会改变流场的力学性质。
2保守物质和非保守物质:⑴保守物质不会与环境水体发生生化、化学反应,不会在水体中发生生化降解,即这类物质的数量不会因在水体中扩散输移而发生改变。
⑵非保守物质能与环境水体发生生化、化学反应或生物降解,其总量随时间和空间变化。
3动力惰性物质和动力活性物质:⑴动力惰性物质:不会改变环境水体的密度及流场的力学性质,这类物质的密度通常与环境水体相同或相近。
⑵动力活性物质:能改变水体环境的密度,进而改变流场的力学性质。
3.反应水体受污染的指标:浓度、相对浓度(无量纲浓度)和稀释度。
4.浓度C表示单位体积水中所含污染物的质量。
5.相对浓度P(无量纲浓度)表示样品中污水体积所占的比例。
P=样品中污水的体积/样品总体积。
当P=1时表示样品全为污染物,当P=0时表示样品为净水。
6.稀释度S=样品总体积/样品中污水的体积。
当S=1 时表示样品全为污染物,当S趋近于无穷时表示样品为净水。
7.分子扩散是指物质分子由高浓度向低浓度的运动过程(即存在浓度梯度是分子扩散的必要条件)。
8.菲克第一定律:单位时间通过单位面积的溶质通量q与该面积上的溶质浓度梯度?c/?x成正比。
9.随流扩散方程与分子扩散方程相比,相同点:两者都是质量守恒定律在扩散问题上的体现;不同点:多了一些随流项。
10.紊流扩散与分子扩散的不同点:分子扩散符合马尔科夫过程,紊流质点连续而分子扩散不连续。
11.随流作用:由于时均流速的存在使污染物质发生输移,这时的流速作用称为随流作用。
12.由时均流速引起污染物质发生的输移称为随流扩散,由脉动流速引起污染物发生的输移则称为紊动扩散。
13.紊流可以分为两大类,即均匀各向同性紊流和剪切紊流。
14.分析紊动扩散的方法:欧拉法和拉格朗日法。