给水排水管道系统第一章给水排水管网系统

1、给水排水管道系统第一章给水排水管网系统第3章 给水排水管网水力学基础31 给水排水管网水流特征 33 非满流管渠水力计算34 管道的水力等效简化35 水泵与泵站水力特性32 管渠水头损失计算3.1 给水排水管网的水流特征l 一,流态特征1、流态的分类：层流和紊流。2、流态的判别准则：临界雷诺数。3、紊流的三个阻力特征区：阻力平方区、过渡区和水力光滑区。4、流态判别的意义：沿程水头损失计算公式不同。层流时沿程水头损失与流速的一次方成正比；紊流时沿程水头损失与流速的1.752.0次方成正比。5、给排水管道中水流一般属于紊流过度区和阻力平方区。dvkRe3.1 给水排水管网的水流特征l 二，恒定流与

2、非恒定流1、定义：流场中所有空间上一切运动要素（流速、压强等）不随时间改变，这种流动成为恒定流，否则称为非恒定流。恒定流中一切运动要素只与坐标x，y，z有关。即：2、给排水管道中水流的运动状态一般为非恒定流，不过一般按恒定流计算。0tptututuzyx3.1 给水排水管网的水流特征l 三，均匀流与非均匀流1、流线：采用欧拉法描述液体运动时，常用形象化的方法直接在流场中绘出反映流动方向的一系列线条，这就是流线。2、均匀流：各流线为平行直线的流动，称为均匀流。非均匀流均匀流3.1 给水排水管网的水流特征l 四，压力流与重力流1、压力流：水在压力下流动。水流阻力大小只与管道内璧粗糙程度、管道长度和

3、流速有关。2、重力流：又称非满流，具有自由表面，水面各点受大气压作用，自由表面的压力为零，因水在重力作用下流动，所以叫做重力流。3、给水管道一般为压力流，排水管道一般为重力流。3.1 给水排水管网的水流特征l 五，水流的水头与水头损失1、定义：水头是指单位重量的流体所具有的机械能，一般用符号h或H表示，常用单位为米水柱（mH2O），简写为米（m）。2、3、水头损失：流体克服流动阻力所消耗的机械能。分为沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失：由沿程阻力所引起的水头损失。局部水头损失：由局部阻力所引起的水头损失。能。流动速度而具有的机械流速水头：因为流体的。有压力而携带的机械能压力水头：流体因为

4、具能。位置高程所得到的机械位置水头：因为流体的水头3.2 管渠水头损失计算l 一，沿程水头损失计算1、达西-魏姿巴赫公式：2、谢才公式：3、经验公式：A、舍维列夫公式：适用于旧铸铁管和旧钢管。B、海曾-威廉公式：适于较光滑的圆管满流紊流计算，主 要用于给水管道水力计算。C、柯尔勃克-怀特公式：适于各种紊流，是适用性和计算精度最高的公式之一。D、巴甫洛夫斯基公式：适用于混凝土管、钢筋混凝土管。E、曼宁公式：适用于明渠或较粗糙的管道。gvdlhf22lRCvhf22舍维列夫公式smvvDgsmvDg/2 . 1)867. 01 (001824. 0/2 . 100214. 03 . 03 . 03

5、 . 0gvdlhf22smvvDvsmvlDv/2 . 1)867. 01 (000912. 0/2 . 100107. 03 . 03 . 123 . 12后退海曾-威廉公式148. 0852. 113. 016.13qCgDwgvdlhf22lDCqhwf87. 4852. 1852. 167.10后退柯尔勃克-怀特公式)Re462. 47 . 3lg(21)Re462. 48 .14lg(7 .17875. 0852. 0DeReC或管壁当量粗糙度雷诺数。注：eRe后退巴甫洛夫斯基公式系数巴甫洛夫斯基公式粗糙式中BBBBynnRnynRC)10. 0(75. 013. 05 . 2:g

6、vdlhf22lRvnhyBf1222后退曼宁公式MnRC6lRCvhf22lRvnhyBf1222后退3.2 管渠水头损失计算l 二，局部水头损失的计算1、实际输水系统的管道或管渠经常设有弯头、阀门、格栅等配件或者构筑物，这些局部障碍物处均匀流遭到破坏，引起里流速的大小、方向或分布的变化，从而产生局部阻力，由此产生局部水头损失。2、公式：3、局部阻力系数一般取决于局部障碍的几何形状，固体壁面的相对粗糙度和雷诺数，即gvhm22Re)/(，局部阻碍形状，dKf3.3 非满流管渠水力计算l 一，特性：具有自由表面。l 二，非满流管渠水力计算公式2132)/,(1IDhDRnvM2132)/,()

7、/,(1IDhDRDhDAnqM)1 ()21 (4)/,(12DhDhDhCOSDDhDAA)21(2)1()21()/,(1DhCOSDhDhDhDDhDRR3.3 非满流管渠水力计算l 3.3.2 非满流管渠水力计算方法1、已知流量q，管径D和水力坡度I，求充满度h/D和流速v。2、已知流量q，管径D和流速v，求充满度h/D和水力坡度I。3、已知流量q，管径D和充满度h/D，求流速v和水力坡度I。4、已知流量q，水力坡度I和充满度h/D，求流速v和管径D 。5、已知管径D，水力坡度I和充满度h/D，求流速v和流量q 。6、已知管径D，水力坡度I和流速v，求充满度h/D和流量q 。3.4

8、管道的水力等效简化l 串联或并联管道的简化1，串联管道的简化2，并联管道的简化A，各管段直径不相同时：B，各管段直径相同时：mNimiidlld11mnNinmidd)(1imndNd 3.4 管道的水力等效简化l 3.4.2 沿线均匀出流的简化l 令n=2， 代入上式求得：ldaqqklqdnqqqkhmltlmntnltf)() 1()(11ltqq /312a3.4 管道的水力等效简化l 3.4.3 局部水头损失计算的简化ddlRCvgvDlgv222222等效公式：推导可得：28CgDDld3.5 水泵与水泵水力特性l 一，水泵分类：双吸离心泵单吸离心泵立式离心泵双吸离心泵双级离心泵单

9、级离心泵单吸离心泵卧式离心泵，离心泵1斜式轴流泵电机泵猫背式轴流泵贯流式轴流泵轴伸式轴流泵卧式轴流泵立式轴流泵，轴流泵2蜗壳式混流泵导叶式混流泵立式混流泵卧式混流泵，混流泵3混流式潜水泵轴流式潜水泵离心式潜水泵，潜水泵43.5 水泵与水泵水力特性l 二，水泵主要参数l 1，流量l 2，扬程：水泵提供给单位重量水的机械能l 3，允许吸上真空高度：水泵吸入口处允许低于大气压的数值。l 4，转速l 5，效率：即有效功率与轴功率的比值l 6，比转速：水泵转速相当与某一标准叶轮的转数。4/365.3HQnns3.5 水泵与水泵水力特性l 三、特性曲线：l 四、静扬程和阻力系数的确定nppepqShhnpipiepnpinpinpinpipinpipieqhNhSqqNqqhqhh222)(