給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)

給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3.1給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)流態(tài)特征水的三種流態(tài)：層流

Re<2000紊流

Re>4000過渡流

2000~4000給水排水管網(wǎng)水流一般處在紊流流態(tài)紊流流態(tài)分為三個阻力特征區(qū)：阻力平方區(qū)水頭損失與流速平方成正比過渡區(qū)水頭損失和流速1.75~2次方成正比水力光滑管區(qū)水頭損失和流速1.75次方成正比給水排水管網(wǎng)水流一般處在阻力平方區(qū)和過渡區(qū)當(dāng)流速較小時，各流層質(zhì)點(diǎn)互不混雜，這種型態(tài)的流動叫層流。當(dāng)流速較大時，各流層質(zhì)點(diǎn)形成渦體互相混摻，這種型態(tài)的流動叫做紊流。層流：液體質(zhì)點(diǎn)作有條不紊的線狀運(yùn)動，水流各層或各微小流束上的質(zhì)點(diǎn)彼此互不混摻。紊流：液體質(zhì)點(diǎn)在沿管軸方向運(yùn)動過程中互相混摻。恒定饅流與美非恒猴定流給水島排水縣管網(wǎng)傲中，水流服水力基因素當(dāng)隨時惠間變翼化，屬同于非敵恒定壞流，屯水力箭計(jì)算思復(fù)雜系。在設(shè)簽計(jì)時害一般予只能娛按恒景定流息計(jì)算掛。按運(yùn)動慶要素是否侍隨時滾間變帽化表征隊(duì)液體燒運(yùn)動騙的物妨理量理，如太流速信、加葛速度圣、動釀水壓皂強(qiáng)等恒定定流非恒著定流水庫水庫t0時刻t1時刻均勻戒流與屑非均吸勻流非均美勻流耕：水流年參數(shù)孕隨空播間變餅化。滿管阻流動1）如倉果管秤道截死面在迅一段傍距離清內(nèi)不贈變且箭不發(fā)勾生轉(zhuǎn)丙彎，桌為均愿勻流懷，管堡道對鵝水流畫阻力盆沿程座不變鵝，采玩用沿程專水頭摸損失勝公式計(jì)算意；2）當(dāng)趴管道填在局茶部分嚴(yán)叉、唱轉(zhuǎn)彎螺與變政截面腳時，秤流動什為非爬均勻兵流，避采用局部屑水頭闖損失儉公式計(jì)算閱。非滿奸管流筒或渠鋼流，明只要陡長距慚離截具面不丸變，宴可以談近似托為均塊勻流懸。均勻推流均勻線流非均當(dāng)勻流均勻仔流非均左勻流均勻惹流非均腿勻流非均拘勻流漸變續(xù)流急變夢流急變酬流急變啟流壓力損流與視重力口流壓力唇流輸水鑼通過豈封閉秋的管乳道進(jìn)中行，括水流膚阻力羨主要關(guān)依靠腿水的符壓能紡克服幸，阻力初大小請只與某管道洋內(nèi)壁搖粗糙否程度鴿有關(guān)單、管倆道長搏度和印流速維有關(guān)燃，與羅管道屬埋設(shè)尿深度她和坡給度無輸關(guān)。重力蓄流管渠亞中水不面與兔大氣端相通奧，非姓滿流壤，水醬流阻差力依滴靠水如的位居能克騎服，肥形成也水面嘆沿水略流方太向降快低。給水凡多壓謝力流穗，排愚水多祥重力唯流；長距事離輸宅水重者力流泉，排猶水泵奔站出孝水管堂、倒征虹管紛壓力有流。水流荒的水汪頭與稻水頭談?chuàng)p失水頭筆：單滿位重活量的芝流體句所具鵝有的日機(jī)械嚴(yán)能，暑用h或H表示給，單搞位米臥水柱(m示H2O)。位置貸水頭Z壓力尾水頭P/船r測壓花管水蕩頭流速矩水頭v2/2御g水頭希損失流體襖克服蟲流動總阻力頓所消泥耗的夫機(jī)械御能稱丙為水露頭損棒失。當(dāng)流頓體受害固定壓邊界翅限制益做均喊勻流櫻動時濾，流拔動阻鐮力中搜只有火沿程平不變望的切亂應(yīng)力雁，稱街為沿課程阻毯力。心由沿醒程阻路力引去起的司水頭題損失剃成為沿程夫水頭戀損失絲式。當(dāng)流香體的覽固定觸邊界沃發(fā)生借突然紹變化艷，引瓣起流囑速分消布或要方向秘發(fā)生殊變化顛，從互而集淺中發(fā)其生在探較短潔范圍拌的阻沖力稱孔為局煮部阻愁力。箭由局過部阻促力引痰起的覆水頭技損失縣成為局部弓水頭莫損失。3.斃2管渠揉水頭租損失卻計(jì)算謝才杜公式hf——沿程爹水頭連損失撲，m；v——過水極斷面港平均緞流速茂，m/則s；C——謝才部系數(shù)性；R——過水趴斷面危水力植半徑儲，m，圓含管流R=婚0.社25稿D；l——管渠雷長度且，m。3.遺2.蚊1沿程達(dá)水頭所損失絨計(jì)算沿程勁水頭鑄損失鋸計(jì)算對于究圓管岸滿流封，達(dá)西傘公式：D—哪—管段餓直徑宗，m；g攪——重力瓜加速螞度，m/哭s2；λ—符—沿程常阻力因系數(shù)南，λ=律8g豎/C2沿程扶阻力裹系數(shù)愉的變固化規(guī)碼律尼古欣拉茲再實(shí)驗(yàn)或Lg（10云0λ）lg搞Re層流時,水力光滑壁面,稱為紊流光滑區(qū)水力粗糙壁面,稱為紊流粗糙區(qū)過渡粗糙壁面,稱為率流過渡粗糙區(qū)謝才案系數(shù)祖或沿冷程阻寨力系座數(shù)的鬼確定（1）舍迫維列杰夫公斬式適用中于舊縫鑄鐵搏管和籠舊鋼工管滿鬼管紊腦流，水展溫10度，顧常用妥于給行水管罩道水紛力計(jì)聞算。謝才根系數(shù)毫或沿獅程阻汗力系許數(shù)的陷確定（2）海未曾-威廉性公式適用辟于較蠢光滑待的圓私管滿栗流管散紊流戚計(jì)算，主疏要用亡于給英水管爪道水秩力計(jì)榆算。q——流量神，m3/s；Cw——海曾-威廉遇粗糙消系數(shù)課。謝才獎系數(shù)某或沿談程阻炊力系押數(shù)的么確定（3）柯辛爾勃材洛克-懷特任公式適用逼于各波種紊甘流，匯是適秋用性熊和計(jì)豬算精牛度最潮高的壞公式栽之一。e——管壁皺當(dāng)量油粗糙雙度，m。謝才笛系數(shù)持或沿喇程阻刃力系佛數(shù)的貫確定（4）巴憲甫洛洗夫斯軌基公參式適用僚于明公渠流喜和非藍(lán)滿流哥排水達(dá)管道郵計(jì)算。謝才菊系數(shù)緞或沿悔程阻窩力系更數(shù)的背確定（5）曼亭寧公候式巴甫煉洛夫箏斯基重公式超中y=火1/挎6時的冠特例街，適丑用于僚明渠池或較安粗糙泉的管汽道計(jì)教算。nM——曼寧開公式運(yùn)粗糙腳系數(shù)冬。沿程泥水頭舟損失恒計(jì)算悼公式耍的比蹤蝶較與育選用柯爾俊勃洛侄克-懷特炕公式具有構(gòu)較高鞠的精民度;巴甫配洛夫蔽斯基盜公式具有段較寬年的適閱用范舟圍，1.皂0≤商e海≤5筐.0廳mm餃;曼寧棕公式適用握于較氧粗糙志的管烘道,潤0.糕5≤千e妥≤4淹.0畢mm萍;海曾-威廉離公式適用牛于較誼光滑芬的管就道,e郵≤過0.侍25舊mm另;舍維集列夫污公式適用模于1.狠0≤凳e脫≤1報(bào).5寫mm輔.局部商水頭驢損失虧計(jì)算局部阻力設(shè)施ξ局部阻力設(shè)施ξ全開閘閥0.1990。彎頭0.950%開啟閘閥2.0645。彎頭0.4截止閥3~5.5三通轉(zhuǎn)彎1.5全開蝶閥0.24三流直流0.1水頭嫩損失催公式警的指幼數(shù)形估式沿程摟水頭留損失臉計(jì)算濃公式企的指咱數(shù)形裳式：參數(shù)海曾威廉公式曼寧公式舍維列夫公式K10.67/Cw1.85210.29nM20.001798n1.8522.01.911m4.875.3335.123局部額水頭饑損失撲公式槳的指練數(shù)形綁式：沿程爹水頭姑損失撫與局羽部水全頭損捉失之件和：式中Sg——管道近阻力霜系數(shù)闖；3.歌3非滿宰流管秤渠水李力計(jì)濱算排水漠管網(wǎng)右和長股距離洋輸水逆工程真常采福用非槐滿管鵲流。非滿泡管流結(jié)水力煤計(jì)算即的目艱的：確定招管段達(dá)流量千、流蒸速、頌斷面翅尺寸釀、充沸滿度肥和坡孕度之恢間的咳關(guān)系蹦。3.炮3.券1非滿原流管橡渠水價力計(jì)爸算公召式充滿肌度h/催D——指設(shè)渴計(jì)流散量下訪，管齡道內(nèi)槽的有遭效水么深與扒管徑勁的比協(xié)值。過水致斷面A=邀A（D，h/漠D）水力濁半徑R=晌R(叔D,課h/概D)采用貓謝才打公式低計(jì)算他水頭定損失交，將懸曼寧企公式袋代人框并轉(zhuǎn)倚換：由流泊量和房誠流速仇關(guān)系雹得：hD5個水石力參外數(shù)q、D、h、I、v,已知備其中3個才鏟能求鹽出另園一個貫，水盡力計(jì)統(tǒng)算很究復(fù)雜童。――非滿件流管永渠水惹力計(jì)休算基概本公貫式污水示管道紹按不痰滿流技設(shè)計(jì)夢的原薯因（1）流挽量時尿刻變投化，犯很難能確定鍵計(jì)算趣，而肌且雨厚水、袖地下告水可遠(yuǎn)能通允過檢拿查井惑蓋或認(rèn)管道背接口紐奉滲入馬污水炎管道川。因掘此，拾要保范留一惜部分節(jié)管道抽斷面喝，為逮未預(yù)殼見的枕水量隸留有昏余地拆，避并免污樓水移黑出，沃妨礙每環(huán)境憐衛(wèi)生炭，同吸時使鏈滲入估的地大下水寫順利妙流瀉撤。（2）污導(dǎo)水管德道內(nèi)覺沉積忌的污勺泥可呈能分門解出碑一些豈有害誓氣體林。此縣外，油污水敢中如晉含有樸汽油拔、苯估、石乓油等典易燃奸液體賴時，響可能縣形成惰爆炸易性氣物體。早故需間要留憂出適畫當(dāng)?shù)墓炭臻g辰，以鋪利于浴管道憑的通那風(fēng)，近排除釀有害膀氣體迎。（3）管霉道部購分滿盟流時總，管準(zhǔn)道內(nèi)卡水流齊速度住在一團(tuán)定條傍件下逼比滿果流大哈一些緣瑞。流醒速大銳，有綢利于你沖刷烤淤泥天。非滿頓流水些力計(jì)求算簡耗化方改法（1）水走力計(jì)修算圖饅表（2）借助戶滿流財(cái)水力們計(jì)算責(zé)公式并通潑過一箭定的屑比例鉤變換瓣進(jìn)行袖計(jì)算充滿余度流量坡度流速（1）水箭力計(jì)食算圖冷表精度昆低，仿通用囑性差盆。水力違計(jì)算帳圖適膠用于竊混凝腿土及相鋼筋俗混凝議土管稿道，帖其粗轟糙系震數(shù)n＝0.噴01堵4。每收張圖恩適用盼于一存?zhèn)€指雕定的粘管徑炒。圖麗上的命縱座勻標(biāo)表派示坡顆度I，即約是設(shè)型計(jì)管班道的忘管底彎坡度的，橫兔座標(biāo)墻表示爛流量Q，圖鉆中的性曲線咳分別尋表示兵流量透、坡痰度、腦流速鳴和充袖滿度枕間的厚關(guān)系蜂。當(dāng)劫選定沈管材龍與管糟徑后百，在則流量Q、坡斥度I、流反速v、充義滿度h/D四個駛因素傾中，戶只要壩已知冷其中你任意旅兩個低，就的可由磁圖查滔出另縱外兩咽個。排水貢管渠勁粗糙敲系數(shù)擠表管渠類別粗糙系數(shù)n管渠類別粗糙系數(shù)n石棉水泥管、鋼管0.012漿砌磚渠道0.015木槽0.012～0.014漿砌塊石渠道0.017陶土管、鑄鐵管0.013干砌塊石渠道0.020～0.025混凝土管、鋼筋混凝土管水泥砂漿抹面渠道0.013～0.014土明渠包括（帶草皮）0.025～0.030(2忘)比例詠?zhàn)儞Q皆法假設(shè)雹有一美條滿板流管禿渠與行待計(jì)處算的款非滿興流管販渠具治有相直同的闖管徑D和水輩力坡彈度I，其成過水闖斷面弄面積抓為A0，水費(fèi)力半婆徑為R0，通蓮過流懸量為qo，流淘速為vo，可扯以證蜘明：A/是A0、R/拴R0、q/大qo、v/標(biāo)vo只和盯充滿城度有熔關(guān)。非滿窮流管殲渠水現(xiàn)力計(jì)治算方迅法一、灰已知逗流量q、管搶徑D和水甚力坡雄度I，求視充滿層度h/閣D和流梯速1、先哄由下焦式計(jì)梳算q/刺q0，反駝查表3.俯7得充釘滿度h/暖D;2、根勤據(jù)充緣瑞滿度h/郵D，查咸表3.揭7得A/驕A0，然屬后用群下式絡(luò)計(jì)算土流速v。例3.鉗1已知爭某污辛水管斬道設(shè)孝計(jì)流武量為q=痛10員0L鏈/s，根論據(jù)地幼形條繩件可請以采鴿用水未力坡碧度為I=辣7%，初忌擬采奴用管纏徑D=綁40挖0m繡m的鋼塘筋混蕩凝土灘管，防粗糙待系數(shù)nM皇=0教.0拾14，求報(bào)其充連滿度h/柏D和流迷速v。解瞎用粗朗糙度蛇系數(shù)洞、管血徑和語水力革坡度承帶入驚式3.郊32計(jì)算任：反查幸表3.里7的充源滿度h/疫D=狠56勁.9乏%，相英應(yīng)A/簽AO=0深.5督87，由濁式3.貢33計(jì)算獻(xiàn)：非滿撤流管庭渠水促力計(jì)飲算方堆法二、翠已知左流量q、管肥徑D和流炭速v，求網(wǎng)充滿堪度h/物D和水鳴力坡者度I求解味步驟兇：1、先矮由下目式計(jì)肝算A/宏A0，反迅查表3.閘7得充肝滿度h/遞D2、根叼據(jù)充恥滿度h/借D，查沖表3.寒7得R/跟R0，然過后用估下式敬計(jì)算賊水力足坡度I非滿負(fù)流管仆渠水養(yǎng)力計(jì)恥算方腹法三、棒已知逆流量q、管鄉(xiāng)豐徑D和充工滿度h/皺D，求塵水力其坡度I和流她速v求解耳步驟東：1、先經(jīng)根據(jù)慢充滿已度h/顧D查表3.四7求出q/痛q0，然炊后用繼下式隸計(jì)算唐水力數(shù)坡度I2、根介據(jù)充竟?jié)M度h/嘩D查表3.旬7得A/絞A0，然刪后用艇下式蟻求流誰速v。非滿檢流管丘渠水辭力計(jì)信算方具法四、倍已知訂流量q、水然力坡柳度I和充瘋滿度h/盆D，求成管徑D和流曾速v1、根焰據(jù)充齡滿度h/應(yīng)D查表3.么7得q/扇q0，然省后用抹下式真計(jì)算幻玉管徑D2、根烏據(jù)充托滿度h/忍D查表3.養(yǎng)7求出A/捏A0，然成后用猴下式咳計(jì)算筑流速v非滿門流管君渠水羽力計(jì)惠算方慎法五、吧已知身管徑D、充返滿度h/合D和水決力坡份度I，求士流量q和流匠速v1、根闊據(jù)充會滿度h/撤D查表3.垃7求出q/勢q0，然消后用吵下式剪計(jì)算賤流量q2、根租據(jù)充替滿度h/派D查表3.鵲7求出A/榆A0，然注后用啊下式城計(jì)算頂流速v非滿組流管桿渠水袋力計(jì)與算方慨法六、坡已知鋼管徑D、水識力坡多度I和流跨速v，求待流量q和充來滿度h/辛D1、根稠據(jù)下誦式計(jì)澆算R/州R0，由鑼表3.隱7反查慈得h/倘D2、根鎮(zhèn)據(jù)充邁滿度h/使D查表3.柴7求出A/咳A0，然襲后用使下式稼計(jì)算澤流量q例題魄見教陜材p5亮73.擠4管道亦的水滿力等濫效簡羞化采用枕水力培等效白的原截理，泡將局欠部管踩網(wǎng)簡帽化成驕簡單妥的形傍式。多條蚊管道羅串聯(lián)屢或并界聯(lián)，等妄效為廳單條渾管道華；管道迎沿線扇分散右出流傍或入均流，等反效為疊集中徹出流結(jié)或如石流；泵站覆多臺楊水泵徑并聯(lián)工作宵可以期等效麗為單灶臺水遺泵。l1l2lNd1d2dN1、串騎聯(lián)管救道的掏簡化l根據(jù)首水力濱等效浴的原躍則：簡伙化成軟一條牌后，它在相下同的費(fèi)總輸辭入流證量下覺，應(yīng)暴具有橡相同乒水頭娃損失勁。2、并瞧聯(lián)管趟道的輛簡化將它鐘們等螞效為佩一條使直徑祥為d，長怎度為l的管散道，塵輸送顯流量q=蔽q1+q2+…qN。根據(jù)鼓水力斑等效里的原固則：簡攪化成徒一條媽后，孕在相珍同的嗓總輸晝?nèi)肓髂α肯戮?，?yīng)壘具有殊相同調(diào)水頭痰損失打。d1q1d2q2dNqNq當(dāng)管拌徑相攔等時轉(zhuǎn)：任一獎管段調(diào)的流明量：沿線沖流量套，轉(zhuǎn)檔輸流繡量。3、沿朗線均既勻出苗流簡港化沿線軋流量探和節(jié)捷點(diǎn)流昌量比流所量：為簡轟化計(jì)查算而束將除瘦去大過用戶唇集中蒙流量烘以外蝦的用內(nèi)水量侄均勻陡地分趟配在蠢全部有效籍干管角長度上，是由此歐計(jì)算拆出的尋單位乎長度那干管蠶承擔(dān)拉的供踢水量陜。城鎮(zhèn)登中用增水量均標(biāo)準(zhǔn)好不同灘的區(qū)運(yùn)域應(yīng)故分別望計(jì)算己比流沙量。公園街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊沿線脹流量：干管珍有效銅長度輕與比鄉(xiāng)豐流量遼的乘娃積。按管亂道長阿度計(jì)紐奉算的督比流滅量不生能反嗎映供爹水人強(qiáng)數(shù)和粒用水考量的舉差別肅，可蛋采用宵按面缸積計(jì)訂算比鼠流量棵的方歐法。管網(wǎng)路中除升最末日端的夏管段好外，謝其他勝任一色管段恒的流虜量都粗由兩涌部分最組成獸，一鋪部分要是本佛管段堪沿程捎配水砍產(chǎn)生貿(mào)的流供量，播即沿線通流量，另測一部若分是熄通過安該管犯段輸對送到庭下游碧管段表的流痛量，番稱為轉(zhuǎn)輸伐流量。節(jié)點(diǎn)鴉流量終：沿線群流量沿只有責(zé)概念變上的筍意義鳴，在椒水力吼計(jì)算晚時應(yīng)將沿容線流差量按止適當(dāng)彩比例味分配莖到兩萌各節(jié)寒點(diǎn)，成覽為節(jié)暗點(diǎn)流悶量。爸沿線室流量境轉(zhuǎn)換刃成節(jié)蹤蝶點(diǎn)流朱量的倦原則仔是管半段的終水頭酒損失零相同桐。假設(shè)錦沿線少出流欲均勻嶄，則江管道蒸內(nèi)任騎意斷旋面x上的曉流量柿可以志表示渣為：懷沿筍程水俗頭損奇失計(jì)培算如送下：為簡港化計(jì)婆算，煎將沿鹽線流贊量ql分為找兩個礦集中冰流量種，分霜別轉(zhuǎn)絞移到河管段翅的兩鍵個節(jié)摸點(diǎn)。假設(shè)青轉(zhuǎn)移載到末捷端的自流量碑為aql，則通佳過管遣道流得量為祝：水頭聯(lián)損失杯為：根據(jù)魔水力撐等效緞原則逝：由此振表明嚇，管兔道沿冷線出贏流的疼流量螺可以敢近似簡地一衰分為寄二，屯轉(zhuǎn)移