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1、第六节 管段阻力的计算,一、管段阻力与水压 Hi-Hj=hij Hi,Hj从某一基准面算起的管段起端i和终端j的水压，m； hij 管段i, j的阻力（水头损失），m。 二、管段阻力计算公式 均匀流流速公式（谢才公式）： 式中: v 管内平均流速(米/秒)； C 谢才系数； R 水力半径（圆管RD/4) i 单位管段长度的阻力，或水力坡度； D 管段内径(米)； 阻力系数，依管材而定； g 重力加速度（9.81米/秒2 ) 。,第六节 管段阻力的计算,二、管段阻力计算公式 （达西-韦伯公式，圆管满流） 式中：q 管段流量；C-谢才系数 比阻 管段沿程阻力计算一般公式： 式中：k，n，m 常数和
2、指数； l 管段长度； 比阻； s 管道摩阻（s= l）,第六节 管段阻力的计算,三、管道的计算内径,第六节 管段阻力的计算,四、给水管内水流流态 （1） 阻力平方区：Re105,阻力系数仅与管壁粗糙度有关，与Re无关。 旧钢管、旧铸铁管，v1.2m/s时， 或金属管内壁无特殊防腐措施时管内水流流态。 （2）过渡区：2320 Re105,阻力系数与管径、管壁粗糙度及Re有关。 旧钢管、旧铸铁管，v1.2m/s时， 石棉水泥管； （3）水力光滑区（层流区）： Re 2320，阻力系数与管径及Re有关， 与管壁粗糙度无关。 塑料管和玻璃钢管；,第六节 管段阻力的计算,五、常用公式 1. 舍维列夫公
3、式 (3)旧钢管和旧铸铁管，水温10 时的水力坡度： 当 时， 当 时， 式中：v流速，m/s； Dj管道的计算内径，m。,第六节 管段阻力的计算,2. 巴甫洛夫斯基公式 适用于混凝土管、钢筋混凝土管和渠道的阻力计算 谢才系数C的表达式： 式中：y指数，表达式： n管壁粗糙系数，混凝土管和钢筋混凝土管n=0.013-0.014; R水力半径，m。 n=0.013时： n=0.014时： 式中：Q流量，m3/s。 Dj计算内径，m。,第六节 管段阻力的计算,3. 海曾威廉公式 式中：C系数 海曾威廉公式的系数C值,第六节 管段阻力的计算,4. 柯尔勃洛克公式 式中： 阻力系数； k 绝对粗糙度,
4、问题,课堂中讲述的四种计算管段阻力的公式分别的适用范围是什么？,第一篇 城市给水管网,第七章 给水管网的水力计算,给水管网的水力计算,第一节 树状管网的水力计算 第一节 环状管网的水力计算,第一节 树状管网的水力计算,已知量： 节点流量、管段长度、管径、阻力系数 未知量：管网各管段的流量或水压 共有P个未知数：P管段数 P = J + L - 1 ：J节点数，L环数,第一节 树状管网的水力计算,一、树状管网的特点 水流方向单一，管段流量唯一 二、树状管网水力计算要点 1.干线 管段流量确定 经济流速确定管径 管段阻力计算 节点水压计算 二级泵站扬程确定 2.支线 支线允许压降确定 支线允许水力
5、坡度确定 支线管径确定,第一节 树状管网的水力计算,树状管网水力计算步骤 1、计算比流量 2、计算沿线流量 3、计算节点流量 4、计算管段流量 5、计算和选取干管管径 6、计算各干管管段水头损失 7、计算干管节点水压 8、计算各支线允许的水力坡度 9、计算和选取支线管径 10、计算水塔高度和水泵扬程,第一节 树状管网的水力计算,三、树状管网水力计算示例,例题： 某城市供水区用水人口5万人，最高日用水量定额为150L/(人.d)，要求最小服务水头为157kPa(15.7m)。节点4接某工厂，工业用水量为400m3/d，两班制，均匀使用。城市地形平坦，地面标高为5.00m，管网布置如上图。 解：
6、1、总用水量 设计最高日生活用水量： 500000.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s,第一节 树状管网的水力计算,工业用水量： 总水量为： 2、管线总长度 ，其中水塔到节点0的管段两侧无用户。 3、比流量 4、沿线流量，见下表。,第一节 树状管网的水力计算,第一节 树状管网的水力计算,沿线流量计算,5、节点流量，见下表。 节点流量计算,第一节 树状管网的水力计算,6、因城市用水区地形平坦，控制点选在离泵站最远的节点8。干管各管段的水力计算见下表。管径按平均经济流速确定。 干管水力计算,第一节 树状管网的水力计算,7、干管上各支管接出处节点的水压标高为： 节点4：16
7、.00+5.00+3.95=24.95m 节点1：24.95+1.75=26.70m 节点0：26.70+0.56=27.26m 水塔：27.26+1.27=28.53m 各支线的允许水力坡度为：,第一节 树状管网的水力计算,支线水力计算,第一节 树状管网的水力计算,参照水力坡度和流量选定支线各管段的管径时，应注意市售标准管径的规格，还应注意支线各管段水头损失之和不得大于允许的水头损失，例如支线4567的总水头损失为3.28m，而允许的水头损失按支线起点和终点的水压标高差计算为3.95m，符合要求，否则须调整管径重新计算，知道满足要求为止。由于标准管径的规格不多，可供选择的管径有限，所以调整的次数不多。,第一节 树状管网的水力计算,8、求水塔高度和水泵扬程 水塔水柜底高于地面的高度： H塔=16.00+5.00+3.95+1.75+0.56+1.27-5.00=23.53m 水塔建于水厂内，靠近泵站，因此水泵扬程为： H塔=5.00+23.53+3.00-4.70+3.00=29.83m 上式中3.00m为水塔的水深，4.70m为泵站吸水井最低水位标高，3.00m为泵站内和到水塔的管线总水头损失。,第一节 树状管网的水力计算,课后作业,教材给水工程严煦世主编，46页，将额定最高日用水量改为160L/(人天），最小服务水头为16m，重新进行计算。,