给排水工程：公式、计算、已解决的示例问题管道水力学

压力管道床应尽可能靠近HGL（液压M(ii)atibo梯度线）。管道水力学(i)压力导管床应尽可能靠近HGL（HydraulicM(ii)atibo梯度线）。否则，管道中压力的增加需要更厚、更坚固的管道，这将增加成本。(ii)水力梯度线应产生足够的速度。速度应不淤塞/不冲刷。（0.9m/s至1.5m/s）(三)结构稳定性（四）经济建设(v)管道摩擦引起的水头损失。(vi)由于流动几何形状的变化而造成的损失，即管道尺寸、弯管、阀门等的变化。

水头损失公式：(i)Darcy-Weisbach公式（摩擦流）HL=hf=管道摩擦造成的水头损失，单位为米(m)L=管道长度（米）。D=管道直径（米）V=流速（米/秒）f'=无量纲摩擦系数o=重力加速度(9.81m2/s)k=粗糙度投影(mm)Re=雷诺数(ii)曼宁公式-对于重力管道和压力管道中的湍流适用于全流量圆形管道n=曼宁粗糙度系数。L=管道长度（米）V=流速（米/秒）R=管道的水力平均深度(iii)Hazen-William公式V=0.85CHR0.63$0.54CH=水力系数（参见表2.3）对于更光滑的管道，CH更大R=管道的水力平均深度（米）。对于圆管，R=d/4S=能量线斜率

Hazen-william公式的局限性(i)系数CH不是无量纲的。其价值各不相同。(ii)CH与摩擦条件无关（管径、粘度、速度、粗糙度和雷诺数等）因此，HazenWilliam给出了一个修改后的公式问题3.1：确定为人口25,000的小镇提供服务的供应管道的规模。还要找出拟铺设管道的水力坡度。在需要的地方假设数据。解决方案：人口=25,000假设平均每日用水量（人均需水量）=120/ped。=人口×人均需求=25,000×120/人=3x106l/d=3MLD每日最大需求量=1.8x平均每日需求=1.8x3MLD=5.4MLD(a)求管道直径。给排水工程假设管道中的流速为1.2m/s。将导管视为圆形。Q=AV在哪里，Q=流量(m3/s)A=横截面积(m2)V=流速（米/秒）0.063m3/s=Ax1.2m/sA=0.063/1.2A=0.0525米2用于圆形导管提供25厘米直径管材(b)求水力梯度？使用Hazen-William公式假设CH=110问题3.2：在一个为40万人口服务的供水系统中，水库距离城市8公里，从水源到城市的水头损失为16米。使用Weisbach公式以及Hazen公式计算主供水量，假设每日最大需求量为每人每天200升，并且每日供应量的一半将在8小时内泵送。假设管道材料的摩擦系数在Weisbach公式中为0.012，在Hazen公式中CH=130解决方案：人均日最大需求量=200lpcd人口=4,00,000每日最大需水量=人口x人均需水量=4,00,000×200lpcd=80×1061/天=80MLD设计供水总管的最大需水量80×24/2×1/8=80×12/8MLD=120MLD（因为每日供应量的一半是在8小时内泵出的）Q=120MLD：=120×106/103×24×60×60m3/s=1.39m3/s现在，Q=1.39m3/s，L=8km=8