非满流管渠水力计算公式.ppt

3．1．4 压力流与重力流 水头损失：流体克服流动阻力所消耗的 机械能 1．舍维列夫公式 2．海曾－威廉公式 3．柯尔勃洛克－怀特公式 4. 巴甫洛夫斯基公式 5．曼宁公式 3．2．2 沿程水头损失计算公式的比较与选用 巴甫洛夫斯基公式适用范围广，计算精度也较高，特别是对于较粗糙的管道，管道水流状态仍保持较准确的计算结果，最佳适用范围为1.0≤e≤5.0mm； 曼宁公式亦适用于较粗糙的管道，最佳适用范围为0.5≤e≤4.0mm； 海曾－威廉公式则适用于较光滑的管道，特别是当e≤0.25mm（CW≥130）时，该公式较其它公式有较高的计算精度； 舍维列夫公式在1.0≤e≤1.5mm之间给出了令人满意的结果，对旧金属管道较适用，但对管壁光滑或特别粗糙的管道是不适用的。 3．2．3 局部水头损失计算 3．2．4 水头损失公式的指数形式 2．局部水头损失公式的指数形式： 3．3 非满流管渠水力计算 非满流管渠水力计算基本公式 3．4．1 串联或并联管道的简化 1．串联 第3章结束 管道的水力等效简化 当并联管道直径相同时，有： 3．4．2 沿线均匀出流的简化 干管配水情况 假设沿线出流是均匀的，则管道的任一断面上的流量 沿程水头损失 * * 第3章 给水排水管网水力学基础 －管渠稳定流方程 第3章 给水排水管网水力学基础 －－管渠稳定流方程 谢才公式： （m） 式中　hf――沿程水头损失，m；v――过水断面平均流速，m/s； 　 C――谢才系数； l――管渠长度，m； 　 R――过水断面水力半径，即断面面积除以湿周，m， 对于圆管满流R=0.25D（D为直径）。 　 圆管满流－达西公式： （m） 式中　D──管段直径，m； g──重力加速度，m/s2； λ──沿程阻力系数， 。 管渠水力计算公式 舍维列夫（Ф.А.Шевелев）公式 海曾-威廉（Hazen-Williams）公式 巴甫洛夫斯基(Н.Н.Павловский)公式 曼宁（Manning）公式：y=1/6 水头损失公式的指数形式 式中　k、n、m──指数公式参数； a――比阻，即单位管长的摩阻系数； sf ――摩阻系数。 3.1 给排水管网水流特征 3．1．1 流态特征 3．1．2 恒定流与非恒定流 水量变化－非恒定流（复杂）－按恒定流计算 3．1．3 均匀流与非均匀流 水流参数往往随时间和空间变化－非均匀流 1．压力流：hf∝n、l、v；与H、I无关（压能克服水流阻力） 2．重力流：靠水的位能克服 3．1．5 水流的水头与水头损失 水头是指单位重量的流体所具有的机械能。 H＝Z＋P/γ＋v2/2g 3．2 管渠水头损失计算 3．2．1 沿程水头损失计算 管渠沿程水头损失用谢才公式 圆管满流，沿程水头损失也可以用达西公式表示： C、λ与水流流态有关，一般采用经验公式或半经验公式计算。常用： 适用：旧铸铁管和旧钢管满管紊流，水温100C0（给水管道计算） 适用：较光滑圆管满流紊流（给水管道） 适用：各种紊流，是适应性和计算精度最高的公式 适用：明渠流、非满流排水管道 曼宁公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6时的特例，适用于明渠或较粗糙的管道计算。 式中 hm——局部水头损失，m； ξ——局部阻力系数。 给水排水管网中局部水头损失一般不超过沿程水头损失的5%，常忽略局部水头损失的影响，不会造成大的计算误差。 有利于管网理论分析，便于计算机程序设计。 1．沿程水头损失公式的指数形式为： 式中 k、n、m——指数公式参数； a——比阻，即单位管长的摩 阻系数， 3．沿程水头损失与局部水头损失之和: 式中 Sm——局部阻力系数； 式中 Sg——管道阻力系数； 水力计算目的：确定 3．3．1非满流管渠水力计算公式 1．非满流管渠水力计算公式 常用的均匀流基本公式： 式中 Q —— 流量（m3/s）； ω —— 过水断面面积（m2） v —— 流速（m/s）； R —— 水力半径（ｍ）； I —— 水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）。 n —— 管壁粗糙系数（见表）。 排水管渠粗糙系数表 0.025～0.030 土明渠 包括（带草皮） 0.013～0.014 混凝土管、钢筋混凝土管 水泥砂