倒虹吸水面落差计算课件

水力分析与计算倒虹吸管水面衔接分析计算

主讲人：王勤香黄河水利职业技术学院2014.10水力分析与计算倒虹吸管水面衔接分析计算倒虹吸水面落差计算课件倒虹吸水力分析与计算一、倒虹吸管水力分析二、倒虹吸管水力计算内容（1）选择适宜的流速，确定管径；（2）已知管径、管道布设，校核过流能力；（3）确定下游渠道水位和渠底高程（求水面总落差）。△z1△z2△z3倒虹吸水力分析与计算一、倒虹吸管水力分析二、倒虹吸管水力计算案例：某水库干渠工程与河流相交。由于洪水位过高，拟建倒虹吸管。其设计基本数据如下：设计流量Q=7.17m3/s；倒虹吸进口前设拦污栅，管段有两弯段转角，第一、第二弯段转角均为30°急转弯管；上下游渠道断面相同，底宽b=2.4m，边坡系数m=1.5，糙率n=0.025，设计流量时水深h0=2.1m，进口渐变段末端底宽为4.5m，拟设计双排管，管径1.7m，上游渠道进口处高程▽1=13.97m，试确定倒虹吸下游渠道水位。倒虹吸水面衔接分析计算案例：某水库干渠工程与河流相交。由于洪水位过高，案例分析：1.水流现象分析倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：1.水流现象分析倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：2.水面落差△z计算（1）倒虹吸进口水面降落值Δz1v1、v2——分别为进口渐变段首、末端断面平均流速；ζ1——进口渐变段局部水头损失系数，查表确定渐变段型式ζ1ζ2反弯扭曲面形0.10.21/4圆弧0.150.2方头形0.30.7直线扭曲面形0.05~0.30.3~0.5倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：2.水面落差△z计算（1）倒虹吸进口水面降落值Δz案例分析：2.水面落差△z计算（2）倒虹吸出口水面上升值Δz3ζ2——出口渐变段局部水头损失系数，查表确定渐变段型式ζ1ζ2反弯扭曲面形0.10.21/4圆弧0.150.2方头形0.30.7直线扭曲面形0.05~0.30.3~0.5v3、v4——出口渐变段首、末端断面平均流速倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：2.水面落差△z计算（2）倒虹吸出口水面上升值Δz案例分析：ζi——为管道某一局部能量损失系数，不包括管道出口处但包括管道进口处；Ci、Ri、Li——分别为管身计算段水流的谢才系数、水力半径和管长。（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2A、Ai—管道出口断面及计算管段断面面积；

v2、

v——分别为进口渐变段末端、管出口断面平均流速倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：ζi——为管道某一局部能量损失系数，不包括管道出口案例计算：1.水流落差Δz分析倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：1.水流落差Δz分析倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：2.水面落差△z计算典型断面及平均流速断面部位上游渠道进口渐变段末端管身下游渠道过水断面面积Ai平均流速vi11.60.62(v1)9.50.75(v2)4.541.58(v)11.60.62(v4)4.5×2.1渐变段型式ζ1ζ2反弯扭曲面形0.10.21/4圆弧0.150.2方头形0.30.7直线扭曲面形0.05~0.30.3~0.5（1）倒虹吸进口水面降落值Δz1双管过水面积倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：2.水面落差△z计算典型断面及平均流速断面上游进口案例计算：（2）倒虹吸出口水面上升值Δz3渐变段型式ζ1ζ2反弯扭曲面形0.10.21/4圆弧0.150.2方头形0.30.7直线扭曲面形0.05~0.30.3~0.5断面部位上游渠道进口渐变段末端管身下游渠道过水断面面积Ai平均流速vi11.60.62(v1)9.50.75(v2)4.541.58(v)11.60.62(v4)典型断面及平均流速倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：（2）倒虹吸出口水面上升值Δz3渐变段型式ζ1ζ2案例计算：（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2ζ拦=β(s/b)4/3sinα

ζ拦=1.83×(1.6/18)4/3sin80°=0.072拦污栅进口闸门槽转角倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2ζ拦=β(s/b案例计算：（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2倒虹吸水面衔接分析计算▽z3=▽1+h0-Δz1-Δz2+Δz3=15.64m案例计算：（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2倒虹吸水面衔接分小结、布置任务小结：任务：参考答案：H≈3.09m1.水面落差△z组成2.水面落差△z计算

3.局部损失系数理解、确定

一跨河倒虹吸管，正方形过水断面，边长b=0.8m，倒虹吸管长l=50m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，已知通过流量Q=2.7m3/s。若上下游的行近流速水头忽略不计，求上下游水位差H。

小结、布置任务小结：任务：参考答案：H≈3.09m1.水面主持单位:广东水利电力职业技术学院黄河水利职业技术学院参建单位:杨凌职业技术学院安徽水利水电职业技术学院山西水利职业技术学院四川水利职业技术学院

长江工程职业技术学院主持单位:广东水利电力职业技术学院参建单位:水力分析与计算倒虹吸管水面衔接分析计算

主讲人：王勤香黄河水利职业技术学院2014.10水力分析与计算倒虹吸管水面衔接分析计算倒虹吸水面落差计算课件倒虹吸水力分析与计算一、倒虹吸管水力分析二、倒虹吸管水力计算内容（1）选择适宜的流速，确定管径；（2）已知管径、管道布设，校核过流能力；（3）确定下游渠道水位和渠底高程（求水面总落差）。△z1△z2△z3倒虹吸水力分析与计算一、倒虹吸管水力分析二、倒虹吸管水力计算案例：某水库干渠工程与河流相交。由于洪水位过高，拟建倒虹吸管。其设计基本数据如下：设计流量Q=7.17m3/s；倒虹吸进口前设拦污栅，管段有两弯段转角，第一、第二弯段转角均为30°急转弯管；上下游渠道断面相同，底宽b=2.4m，边坡系数m=1.5，糙率n=0.025，设计流量时水深h0=2.1m，进口渐变段末端底宽为4.5m，拟设计双排管，管径1.7m，上游渠道进口处高程▽1=13.97m，试确定倒虹吸下游渠道水位。倒虹吸水面衔接分析计算案例：某水库干渠工程与河流相交。由于洪水位过高，案例分析：1.水流现象分析倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：1.水流现象分析倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：2.水面落差△z计算（1）倒虹吸进口水面降落值Δz1v1、v2——分别为进口渐变段首、末端断面平均流速；ζ1——进口渐变段局部水头损失系数，查表确定渐变段型式ζ1ζ2反弯扭曲面形0.10.21/4圆弧0.150.2方头形0.30.7直线扭曲面形0.05~0.30.3~0.5倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：2.水面落差△z计算（1）倒虹吸进口水面降落值Δz案例分析：2.水面落差△z计算（2）倒虹吸出口水面上升值Δz3ζ2——出口渐变段局部水头损失系数，查表确定渐变段型式ζ1ζ2反弯扭曲面形0.10.21/4圆弧0.150.2方头形0.30.7直线扭曲面形0.05~0.30.3~0.5v3、v4——出口渐变段首、末端断面平均流速倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：2.水面落差△z计算（2）倒虹吸出口水面上升值Δz案例分析：ζi——为管道某一局部能量损失系数，不包括管道出口处但包括管道进口处；Ci、Ri、Li——分别为管身计算段水流的谢才系数、水力半径和管长。（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2A、Ai—管道出口断面及计算管段断面面积；

v2、

v——分别为进口渐变段末端、管出口断面平均流速倒虹吸水面衔接分析计算案例分析：ζi——为管道某一局部能量损失系数，不包括管道出口案例计算：1.水流落差Δz分析倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：1.水流落差Δz分析倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：2.水面落差△z计算典型断面及平均流速断面部位上游渠道进口渐变段末端管身下游渠道过水断面面积Ai平均流速vi11.60.62(v1)9.50.75(v2)4.541.58(v)11.60.62(v4)4.5×2.1渐变段型式ζ1ζ2反弯扭曲面形0.10.21/4圆弧0.150.2方头形0.30.7直线扭曲面形0.05~0.30.3~0.5（1）倒虹吸进口水面降落值Δz1双管过水面积倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：2.水面落差△z计算典型断面及平均流速断面上游进口案例计算：（2）倒虹吸出口水面上升值Δz3渐变段型式ζ1ζ2反弯扭曲面形0.10.21/4圆弧0.150.2方头形0.30.7直线扭曲面形0.05~0.30.3~0.5断面部位上游渠道进口渐变段末端管身下游渠道过水断面面积Ai平均流速vi11.60.62(v1)9.50.75(v2)4.541.58(v)11.60.62(v4)典型断面及平均流速倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：（2）倒虹吸出口水面上升值Δz3渐变段型式ζ1ζ2案例计算：（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2ζ拦=β(s/b)4/3sinα

ζ拦=1.83×(1.6/18)4/3sin80°=0.072拦污栅进口闸门槽转角倒虹吸水面衔接分析计算案例计算：（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2ζ拦=β(s/b案例计算：（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2倒虹吸水面衔接分析计算▽z3=▽1+h0-Δz1-Δz2+Δz3=15.64m案例计算：（3）倒虹吸进出口水面落差值Δz2倒虹吸水面衔接分小结、布置任务小结：任务：参考答案：H≈3.09m1.水面落差△z组成2.水面落差△z计算

3.局部损失系数理解、确定

一跨河倒虹吸管，正方形过水断面，边长b=0.8m，倒虹吸管长l=50m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，已知通过流量Q=2.7m3/s。若上下游的行近流速水头忽略不