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1、第二章 沟道水力学,第一节 沟道中的水流情况,第二节 污水沟道水力学设计的原则,第三节 沟道水力学计算用的基本公式,第四节 水力学算图,第五节 沟道水力学设计数据,第六节 沟段的衔接,第七节 沟段水力学计算举例,第八节 常用排水泵,第一节 沟道中的水流情况,水流在沟道流动时，水流上方是大气，具有自由的表面，而其他三个方向受到沟道固体界面的限制，称明渠流或重力流。,沟道有时在水压下流动，这时的水流方式称管流或压力流。,沟道分布的特点： （1）水流方向明确而不变动，水流由小到大，逐渐汇聚。 （2）沟道中的水以渠流方式流动。,第二节 污水沟道水力学设计的原则,计算确定,管径,坡度,高程,水力学计算要
2、满足下列要求,不溢流,不淤积,不冲洗沟壁,通风,第三节 沟道水力学计算用的基本公式,设计管段：相邻的两个窨井间的沟段。,当相邻的设计管段能采用同样的口径和坡度时，可以合并为一条设计沟段。,流量公式：,流速公式：,qv设计沟段的设计流量，m3/s； A设计沟段的过水断面面积，m2 ； v设计沟段过水断面的平均流速，m/s ； R水力半径（过水断面面积与湿周的比值），m ； I水力坡度（即水面坡度，也等于沟底坡度i） ； n沟壁粗糙系数。,均匀流,第四节 水力学算图,水力学算图有不满流圆形沟道水力学算图、满流圆形沟道水力学算图、满流矩形水力学算图和明渠流用的水力学算图等。,例 2-1 已知n0.0
3、14，D300mm，i0.0024，qV25.5L/s，求v和h/D。,解：（1） D300mm，采用教材中图2-2。,（2）这张图有四组线条：竖的线条代表流量，横的代表坡度，从右向左下倾的斜线代表充满度，从左向右下倾的斜线代表流速。每条线上的数目字代表相应要素的值。先从纵轴(表示坡度)上的数字中找0.0024，从而找出代表i0.0024的横线。,（3）从横轴(表示流量)上找出代表qV25.5L/s的那根竖线。,（4）代表坡度0.0024的横线和代表流量25.5L/s的竖线相交，得一点，这一点正好落在代表流速0.65m/s的那根斜线上，并靠近代表充满度0.55的那根斜线上。因此求得v0.65m
4、/s，h/D0.55。,第五节 沟道水力学设计数据,充满度示意,一、设计充满度,沟道中的水深h和管径D（或渠深H）的比值。,0.75,1000,0.70,500900,0.65,350450,0.55,200300,最大设计充满度(h/D或h/H),管径或渠高/mm,最大设计充满度,二、设计流速,概念：沟道中流量到达设计流量时的水流速度。,污水沟道的最小设计流速为0.6m/s；明沟的最小设计流速为0.4m/s。最大设计流速混凝土管为5m/s，钢管为10m/s 。,各设计沟段的设计流速从上游到下游最好是逐渐增加的。,三、 最小管径,污水沟管的最小管径和最小设计坡度,四、最小设计坡度和不计算管段的
5、最小设计坡度,同最小设计流速相应的坡度就是最小设计坡度。,不计算沟段：因设计流量很小而采用最小管径的设计沟段。,五、沟道的埋设深度和覆土厚度,埋设深度：沟底的内壁到地面的距离。,覆土厚度：沟顶的外壁到地面的距离。,决定最小覆土厚度的因素,必须防止沟道中的污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏沟道,必须防止沟壁被车辆造成的活荷载压坏,必须满足支沟在衔接上的要求,沟顶最小覆土厚度一般不宜小于0.7m。,第六节 沟段的衔接,衔接原则：,（1）尽可能提高下游沟段的高程；,（2）避免在上游沟段中形成回水而造成淤积；,（3）不允许下游沟段的沟底高于上游沟段的沟底。,衔接方法,沟顶平接,水面平接,沟底平接,第七节
6、沟段水力学计算举例,当D350mm，qV40L/s，h/D=0.65时， v0.61m/s 0.6m/s, i0.0015I0.0024，符合要求,当D350mm， qV40L/s， v0.6m/s时， h/D=0.66 0.65, 不合格。,（2）令D350mm 查图,（3）令D400 mm,查图,当D400mm，qV40L/s，v0.6m/s时，h/D0.53，i0.00145。与D350mm相比较，沟管设计坡度基本相同，沟管容积未充分利用，沟管埋深反而增加0.05m。另外，沟管口径一般不跳级增加，所以D350mm，i0.0015的设计为好。,（4）沟底高程修正：采用水面平接。,上流沟段的
7、下端水面高程: 44.22+0.3 0.5544.385(m),设计沟段的上端沟底高程: 44.385-0.35 0.6544.158(m),设计沟段的下端沟底高程: 44.158-240 0.001543.798(m),第八节 常用排水泵,离心泵,轴流泵,混流泵,螺旋泵,空气提升泵,一、几种常用排水泵,1离心泵,离心泵分卧式和立式两种形式,特性曲线：P55图216 闭闸启动,特点：流量较小、扬程较高,使用范围：提升污水,轴流泵,主流方向和泵轴平行,特点：扬程低，流量大，额定点效率高,特性曲线：P56 图217,使用范围：大型泵站,螺旋泵,优点,提升絮体易碎的回流活性污泥,特点：扬程低，转速低，流量范围较大，效率稳定,特性曲线：P56 图218,螺旋泵外形,螺旋泵示意图,潜污泵安装图,三、水力学计算 1、选泵：确定泵的型号 确定泵的台数 2、确定位置和线路 3、核算,