大流量底格栏栅坝取水设计探讨

现代设计方法习题答案

3.用梯度法求下列无约束优化问题：MinF(X)=x12+4x22，设初始点取为X(0)={2,2}T，以梯度模为终止迭代准则，其收敛精度为5。 1)求初始点梯度▽F(X) ▽F(X)={2x1,8x2}T▽F(X(0))={4,16}T (2)第一次搜索 |▽F(X(0))|=16.5,S(0)=- ▽F(X(0))/16.5=-{0.243,0.97}T α(0)=2.157 X(1)=X(0)+α(0)S(0)={1.476,-0.923}T ▽F(x(1))={2.952,-0.738}T |▽F(x(1))|=3.043<5.0 故满足要求，停止迭代。 最优点X*={1.476,-0.0923}T 最优值F(X*)=2.21 4.

5.

6. 用外点法求解约束优化问题： ()()12211221min ..0()0 f X x x s t g X x x g X x =+=-≤=-≤ ， 收敛准则：(1) ()0.10.01k k X X εδ+-≤=，约束容限＝ 解：（1）利用外点法惩罚法构造无约束优化问题 () ( ) 12()22()212121(min ,()() k k k x x X r x x r x x r x +??Φ=?++-+-??可行域内）（可行域外） （2）此例只是为了说明外点法的思路，用微分法求解上述无约束优化问题。 用极值条件求解： 在可行域内：偏导数不可能等于0，即可行域内无极值 在可行域外，令： ()2()11211 ()2122 14()2012()0k k k r x x x r x x r x x x ?Φ =+-+=??Φ =--=?

生活给水设计秒流量的概率计算方法

生活给水设计秒流量的概率计算方法 摘要：本文分别介绍了国内外在计算生活给水设计秒流量时采用的常用概率理论方法，即亨特概率法和俄罗斯概率法。并对其理论原理，计算方法及特点进行了阐述。最后对两种方法进行比较。 关键词：给水设计秒流量概率法卫生器具 1 前 生活用水设计秒流量反映了给水排水系统瞬时高峰用水规律的设计流量。以L/s计。用于确定给水管管径和排水管管径，计算给水管系的水头损失和排水管道的坡度、充满度，以及选用水泵等 世界各国进行了不少水量方面的研究，并制定出各自室内给水管道流量的计算方法。室内给水管道流量的计算方法有平方根法、概率理论法 目前，国外应用的方法皆以概率为理论基础，概率计算是所有新的设计方法的基础。国外不仅早已建立了以概率理论为基础的秒流量计算式，而且在近几十年来，对用水工况进行了长期的大量的研究，至今己获得足够的可以更完善地加工整理设计秒流量计算方法的资料，这对我国设计秒流量计算方法的改进具有重要的参考价值。虽然许多国家均采用概率方法为基础，但由于对数据的选取以及处理方式不同，所产生的方法不同，以美国的亨特概率方法和俄罗斯的概率方法为代表 2 概率计算方 2.1 亨特概率方 2.1.1 亨特概率法的建立 [1 亨特概率法由美国的亨特（Roy B.Hunter）于1924年提出，并在1940年以后发展成熟，得到承认。其基本原理是将系统中卫生器具的使用看作一个随机变量，各种卫生器具的使用是独立的，使用中不存在相互联系，可用二项分布的数学模型来描述秒流量这一随机变量

假定某给水管段上连接有n个卫生器具，各个器具的开启和关闭相互独立，每个器具的额定流量为q0，则通过该计算管段的最大给水设计秒流量为q0n，最小给水流量为0，任意时刻通过该管段的给水秒流量q（0≤q≤q0）。设计系统应降低管材耗量，并保证不间断供水，以满足用水高峰时的用水量。假设用水高峰时每个卫生器具的使用概率为p，则不被使用的概率为（1-p），那么在用水高峰时，n个卫生器具中有i个同时使用的概率为 （2-1 亨特的定义，对根据于只有一种卫生器具构成单一系统，表示如下 （2-2 其中：Pm—至多有m个器具同时的概率值 m— 卫生器具同时使用个数设计值 p—用水高峰期单个卫生器具的使用概率 n—管段连接的卫生器具数 Pr—供水保证值，在亨特概率方法中采用0.99 由上式可以得知，在供水保证值Pr给出的情况下，可得在总卫生器具n个中，同时起作用的卫生器具数目r的值 由上式（2-2）知，n个卫生器具中有r个作用，r是0到n的任意数，把r从0到n的概率全部想加起来可得 （2-3 其中：式中符号同前 利用（式2.2）在已知N，P的条件下，可求出满足Pm≥0.99的m值。卫生器具同时使用个数设计值的概念与设计秒流量的概念想对应的计算管段的设计秒流量为 qg=q0 式中 qg——计算管段的设计秒流量，L/S

流量与管径、压力、流速的一般关系

流量与管径、压力、流速的一般关系2007年03月16日星期五13:21 一般工程上计算时，水管路，压力常见为0.1--0.6MPa，水在水管中流速在1--3米/秒，常取1.5米/秒。流量=管截面积X流速=0.002827X管内径的平方X流速(立方米/小时)。其中，管内径单位：mm ，流速单位：米/秒，饱和蒸汽的公式与水相同，只是流速一般取20--40米/秒。水头损失计算Chezy 公式 Chezy 这里：Q ——断面水流量（m3/s）C ——Chezy糙率系数（m1/2 /s）A ——断面面积（m2）R ——水力半径（m）S ——水力坡度（m/m）根据需要也可以变换为其它表示方法: Darcy-Weisbach公式 由于这里：hf ——沿程水头损失（mm3/s） f ——Darcy-Weisbach水头损失系数（无量纲）l ——管道长度（m）d ——管道内径（mm）v ——管道流速（m/s）g ——重力加速度（m/s2） 2 水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在保证用户水量、水压安全的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和确经济管径。输配水管道水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失一般仅为沿程水头损失的5~10%，因此本文主要研究、探讨管道沿程水头损失的计算方法。 1.1 管道常用沿程水头损失计算公式及适用条件管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，不同的水流流态，遵循不同的规律，计算方法也不一样。输配水管道水流流态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果。紊流又根据阻力特征划分为水力光滑区、过渡区、粗糙区。管道沿程水头损失计算公式都有适用范围和条件，一般都以水流阻力特征区划分。水流阻力特征区的判别方法，工程设计宜采用数值做为判别式，目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数，按照水流阻力特征区划分如表1。 沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1 阻力特征区适用条件水力公式、摩阻系数符号意义水力光滑区>10 雷诺数h：管道沿程水头损失v：平均流速d：管道内径γ：水的运动粘滞系数λ：沿程摩阻系数Δ：管道当量粗糙度q：管道流量Ch：海曾-威廉系数C：谢才系数R：水力半径n：粗糙系数i：水力坡降l：管道计算长度紊流过渡区10< <500 （1）（2）紊流粗糙区>500 达西公式是管道沿程水力计算基本公式，是一个半理论半经验的计算通式，它适用于流态的不同区间，其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算，克列布鲁克公式考虑的因素多，适用范围广泛，被认为紊流区λ的综合计算公式。利用达西公式和柯列布鲁克公式组合进行管道沿程水头损失计算精度高，但计算方法麻烦，习惯上多用在紊流的阻力过渡区。海曾—威廉公式适用紊流过渡区，其中水头损失与流速的 1.852次方成比例（过渡区水头损失h∝V1.75~2.0）。该式计算方法简捷，在美国做为给水系统配水管道水力计算的标准式，在欧洲与日本广泛应用，近几年我国也普遍用做配水管网的水力计算。谢才公式也应是管道沿程水头损失通式，且在我国应用时间久、范围广，积累了较多的工程资料。但由于谢才系数C采用巴甫洛夫公式或曼宁公式计算确定，而这两个公式只适用于紊流的阻力粗糙区，因此谢才公式也仅用在阻力粗糙区。另外舍维列夫公式，前一段时期也广泛的用做给水管道水力计算，但该公式是由旧钢管和旧铸铁管 3 管材试验资料确定的。而现在国内采用的金属管道已普遍采用水泥砂浆和涂料做内衬，条件已发生变化，因此舍维列夫公式也基本不再采用。 1.2 输配水管道沿程水头损计算的实用公式输配水管道沿程水头计算时，先采用判别水流的阻力特征用，再选择相应的公式计算，科学合理，但操作麻烦，特别在流速是待求的未知数时，需要采用试算的方法确定雷诺数（Re）很不方便。为了使输配水管道水力计算能满足工程设计的需要，又可以方便的选择计算公式和进行简捷的计算，根据多年来管道水力计算的经验，《室外给水设计规

现代设计方法综合训练题

现代设计方法综合训练题 第二部分 非选择题 三、填空题 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1．计算机辅助设计（CAD）是指人们在计算机的辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。 2．CAD系统的软件根据其用途可分为三类，它们是：软件、支撑软件专用软件。 3．在特征模型中，形状特征是其它特征的载体，非几何特征信息一般作为附加在形状特征上。 4．在单峰搜索区间[a,b]内，任取两个试算点a1,a2，若两点的函数值 F(a1)>F(a2)，则缩小后的区间为。 5．当有两个设计变量时，目标函数与设计变量之间的关系是中的一个曲面。 6．在有限元方法中，求总刚度矩阵的方法主要有两种，其中一种方法是利用刚度系数集成的方法获得总刚度矩阵的，该方法应用了 原理。 7．单元刚度矩阵具有对称性、性和奇异性。 8．2/3表决系统中各子系统的可靠度为R，则该系统的可靠度为 。 9．可靠度是对产品可靠性的度量。 10．某串联机电系统由N个子系统组成，各子系统的可靠度服从指数分布，且第i个子系统的失效率为λ，则该系统的平均寿命为。11．优化设计亦称最优化设计，它是以为基础，以电子计算机为辅助工具的一种设计方法。 12．优化设计的数学模型一般由设计变量、和约束条件三个基本要素组成。 13．国标GB3187-82将可靠性定义为：“产品在和规定的时间内，完成规定功能的能力。” 14．所谓特征指的是反映、可按一定原则分类的、具有相对独立意义的典型结构形状。 15．梯度是函数对各个设计变量的所组成的列矢量，并以符 号“”或grad表示。 16．二次插值法的基本思想是：在选定的单峰区间内取一点，连同两端点，利用这三点的函数值构成一个，作为原函数的近似，求出近似二次多项式的极小点作为原函数的近似最优点。

管径-流速-流量对照表

管径/流速/流量对照表

已知流量、管材，如何求管径？ 分两种情形： 1、水源水压末定，根据合理流速V（或经济流速）确定管径d： d=√[4q/(πV)] (根据计算数值，靠近选取标准管径） 2、已知管道长度及两端压差，确定管径 流量q不但与管内径d有关，还与单位长度管道的压力降落（压力坡度）i有关, i=(P1-P2)/L.具体关系式可以推导如下： 管道的压力坡度可用舍维列夫公式计算 i=0.0107V^2/d^1.3——（1） 管道的流量 q=(πd^2/4)V ——（2） 上二式消去流速V得： q = 7.59d^2.65√i (i 以kPa/m为单位）管径：d=0.4654q^0.3774/i^0.1887 (d 以m为单位） 这就是已知管道的流量、压力坡度求管径的公式。 例：某管道长100m，管道起端压力P1=96kPa，末端压力P2=20kPa，要求管道过1.31 L/s的流量，试确定管径

压力坡度 i=(P1-P2)/L=(96-20)/100=0.76kPa/m 流量 q=1.31 L/s=0.00131 m^3/s 管径d=0.4654q^0.3774/i^0.1887 =0.4654*0.00131^0.3774/0.76^0.1887= 0.0400m =400mm 还可用海森威廉公式：i=105C^(-1.85)q ^1.85/d^4.87 ( i 单位为 kPa/m )钢管、铸铁管：C=100，i=0.02095q ^1.85/d^4.87 ，q =8.08d^2.63 i ^0.54 铜管、不锈钢管：C=130，i=0.01289q ^1.85/d^4.87 ，q =10.51d^2.63 i ^0.54 塑料管：C=140，i=0.01124q ^1.85/d^4.87 ，q =11.31d^2.63 i ^0.54 C=150，i=0.009895q ^1.85/d^4.87 ，q =12.12d^2.63 i ^0.54

第05章 施工导流与水流控制

第五章施工导流和水流控制 5.1 概述 5.2 导流规划 5.3 导流建筑物设计 5.4 导流建筑施工 5.5 施工排水 5.6 施工期安全度汛 5.7 资源配置

第五章施工导流和水流控制 5.1概述 5.1.1导流标准 金窝水电站为三等工程，其主要建筑物底格栏栅坝等为Ⅲ级，根据《水利水电工程施工组织设计规范（SDJ338-89）》规定，导流建筑物为Ⅴ级，对应土石导流建筑物设计洪水标准为重现期10-5年，考虑到实测水文资料系列较短，故导流标准采用10年一遇。 5.1.2 导流时段及流量 导流工程采用10年一遇的设计标准，相应汛期（5月—11月）流量为358m3/s，枯水期（12月—4月）流量为24.4m3/s，根据工程特点，闸坝枢纽施工在枯水期进行，导流时段定为12月至翌年4月，相应设计流量Q10%=24.4m3/s,上游围堰处水位2329.05m。 5.1.3 设计依据及原则 （1）仁宗海水电站TWH/RZH/RCⅥ标招标技术文件要求。 （2）相关国家及行业标准和规范。 （3）工程主体建筑物的结构及布置型式。 （4）施工现场的施工条件。 （5）我局在其它类似工程实践中的经验。 本工程在中标后，我们将按照招标文件技术规范第2.1.3款的要求，在规定时间内按规定的内容向工程师提交更为具体的设计文件，并按工程师批准的文件实施。 5.1.4 导流方式及方案

本金窝水电站底格栏栅坝坝址区属中高山峡谷地形，河床两岸山体胸厚，谷坡陡峻。枯水期河水面宽30-60米，河床覆盖层深53米，对外公路位于右岸，坝址右岸下游约200米分布有长140米的河漫滩，左岸地形呈阶梯状，河漫滩发育，在靠近河边有一宽缓长约300米的条形滩地。坝址处河道狭窄，底格拦栅坝溢流面较高，且下游有跨河倒虹吸管基坑，故导流工程采用左岸坝肩和调节池开挖设置导流明渠与溢流坝段留缺口相联合的方式进行施工导流。 5.1.5 控制性进度要求 根据招标技术文件要求及施工进度分析，导流工程控制性进度：（1）2004年12月15日主河床截流，导流明渠过流； （2）2005年1月完成上、下游围堰及其防渗设施、围堰闭气和基坑排水； （3）2005年4月30日一期上、下游围堰拆除； （4）2006年1月导流明渠封堵，堆筑调节池施工围堰。 （5）2006年1月明渠封堵、左岸砼坝缺口、底格栏坝过流。 （6）2006年4月30日明渠封堵围堰及调节池围堰拆除。 5.2导流规划 5.2.1导流方式 按照招标文件中技术规范的要求，本合同导流方式采用三阶段两期进行。 5.2.2导流程序 本合同工程导流程序如下：

现代设计方法-习题集(含答案)

《现代设计方法》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有 习题 【说明】：本课程《现代设计方法》（编号为09021）共有单选题,计算题,简答题, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[ 填空题,单选题]等试题类型未进入。 一、计算题 1. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 342)(m in 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε。 2. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次） 32)(m in 2+=x x f ，给定[][],1,2a b =-，取1.0=ε 3. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次） 432+=x )x (f min ，给定[][]40,b ,a =，取10.=ε。 4. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 12)(m in 3+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取5.0=ε 5. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 107)(m in 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε 6. 用梯度法求解无约束优化问题： 168)(m in 22221+-+=x x x X f ，取初始点[]T X 1,1)0(= ，计算精度1.0=ε。 7. 用梯度法求解96)(m in 12221+-+=x x x X f ，[]T X 1,1)0(= ，1.0=ε。 8. 用梯度法求解44)(m in 22221+-+=x x x X f ，[]T X 1,1)0(=，1.0=ε 。

9. 用梯度法求解无约束优化问题：1364)(m in 222 121+-+-=x x x x X f ，取初始点[]T X 1,1)0(=，计算精度1.0=ε。 10. 用梯度法求解1212221422)(m in x x x x x X f --+=,[]T X 1,1)0(=，1.0=ε 。（请迭代两次） 11. 有三个可靠度均为0.9的子系统组成的并联系统，试比较纯并联及2/3[G]表决系统的可靠度。 12. 一个由2个子系统组成的系统，其可靠度指标为0.85，试按等同分配法分配子系统的可靠度：（1）组成串联系统，（2）组成并联系统。 13. 已知某零件的应力和强度均呈正态分布，零件强度：MPa 516=δμ（均值），MPa S 2.24=δ（标准差），应力：MPa 378=σμ（均值），Mpa S 5.41=σ（标准差），试计算零件的可靠度与失效概率。 14. 由应力分析表明，某零件所承受的应力是拉应力，可用正态分布来描述，MPa T 3500=μ，标准差MPa S T 400=。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述，其均值MPa C 1000=μ，标准差MPa S C 150=。由强度分析表明，该零件的强度也服从正态分布，其均值MPa 5000=δμ。现要求出当保证该零件的可靠度不低0.999时，零件强度的标准差的最低值应为多少? 15. 由应力分析表明，某零件所承受的应力是拉应力，可用正态分布来描述，MPa T 3500=μ，标准差MPa S T 400=。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述，其均值MPa C 1000=μ，标准差MPa S C 150=。由强度分析表明，该零件的强度也服从正态分布，其均值MPa 5000=δμ。现要求出当保证该零件的可靠度不低0.999时，零件强度的标准差的最低值应为多少?

设计秒流量的计算

附 1、5设计秒流量的计算 1、5、1设计流量计算 (1)最高日用水量Qd 最高日用水量按式(1-1)计算: 3(/)1000 d d mq Q m d = (1-1) 式中m —设计单位数(如人数、床位数等) q d 一用水定额,见表1-9、10 采用公式(1-1)应注意以下几点: 1)该公式适用于各类建筑物用水、汽车库汽车冲洗用水、绿化用水、道路浇洒用水。 2)对于多功能的建筑物,如商住楼、宾馆、大会堂、影剧院等,应分别按不同建筑物的用水量定额,计算各自的最高日用水量,然后将同时用水者叠加,取最大一组用水量作为整幢建筑物的最高日用水量。 3)对一幢建筑可用于几种功能时,应按耗水量最大的功能计算。 4)一幢建筑物的服务人数超过范围时,设计单位数应按实际单位数计算,如集体宿舍内附设公共浴室,该浴室还为其它人员服务时,其浴室用水量应按全部服务对象计算。 5)建筑物实际用水项目超出或少于范围时,其用水量应作相应增减。如医院、旅馆增设洗衣房时应增加洗衣房的用水量。 6)设计单位数应由建设单位或建筑专业提供。当无法取得数据时,在征得建设单位同 意下,可按卫生器具一小时用水量与每日工作时数来确定最高日用水量。 (2)工业企业生产用水量:应根据工业生产工艺、设备、工作制度、供水水质与水温等因 素并结合供水系统状况来选择与确定生产用水量。 (3)消防用水量:见第2章。 (4)最大小时生活用水量:最大小时用水量按式(1-2)计算: 3(/)d h Q Q K m h T = (1-2) 式中Qh —最大小时用水量3(/)m h Qd 最高日用水量3(/)m d 或最大班用水量3 (/)m 班; T —每日或最大班用水时间(h) K —小时变化系数,见表1-9,10 (5)生活给水设计秒流量: 1)住宅、集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等建筑物生活给水设计秒流量,应按式(1-3)计算: 0.2(/)g g q KN L s = (1-3) 式中g q —设计秒流量(L/s) a,K —根据建筑物用途而定的系数,见表1-20; g N —计算管段的卫生器具给水当量总数,见表1-16

流量与管径、力、流速之间关系计算公式

流量与管径、力、流速之间关系计算公式 流量=管截面积X流速=0、X管内径的平方X流速(立方米/小时)。其中，管内径单位：mm ，流速单位：米/秒，饱和蒸汽的公式与水相同，只是流速一般取20--40米/秒。水头损失计算Chezy 公式这里：Q断面水流量（m3/s）CChezy糙率系数 （m1/2/s）A断面面积（m2）R水力半径（m）S水力坡度（m/m）根据需要也可以变换为其它表示方法:Darcy-Weisbach公式由于这里：hf 沿程水头损失（mm3/s）f Darcy-Weisbach水头损失系数（无量纲）l管道长度（m）d管道内径（mm）v 管道流速（m/s）g 重力加速度（m/s2）水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在保证用户水量、水压安全的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和确经济管径。输配水管道水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失一般仅为沿程水头损失的5~10%，因此本文主要研究、探讨管道沿程水头损失的计算方法。1、1 管道常用沿程水头损失计算公式及适用条件管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，不同的水流流态，遵循不同的规律，计算方法也不一样。输配水管道水流流态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果。紊流又根据阻力特征划分为水力光滑区、过渡区、粗糙区。管道沿程水头损失计算公式都有适用范围和条件，一般都以水流阻力特征区划分。

水流阻力特征区的判别方法，工程设计宜采用数值做为判别式，目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数，按照水流阻力特征区划分如表1。沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数 表1阻力特征区适用条件水力公式、摩阻系数符号意义水力光滑区>10雷诺数h：管道沿程水头损失v：平均流速d：管道内径γ：水的运动粘滞系数λ：沿程摩阻系数Δ：管道当量粗糙度q：管道流量Ch：海曾-威廉系数C：谢才系数R：水力半径n：粗糙系数i：水力坡降l：管道计算长度紊流过渡区10<<500（1）（2）紊流粗糙区>500 达西公式是管道沿程水力计算基本公式，是一个半理论半经验的计算通式，它适用于流态的不同区间，其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算，克列布鲁克公式考虑的因素多，适用范围广泛，被认为紊流区λ的综合计算公式。利用达西公式和柯列布鲁克公式组合进行管道沿程水头损失计算精度高，但计算方法麻烦，习惯上多用在紊流的阻力过渡区。 海曾威廉系数Ch 海曾—威廉系数适用紊流过渡区，Ch取值范围宜大于120，否则计算成果误差较大。2、2 相应的紊流阻力特征区内不同摩阻系数间的对应关系 （1）

第五章环境影响分析

第五章环境影响分析 由于本项目已稳定运行多年（约6年），施工期的环境影响早已消失，从现场考察情况分析，大部分施工迹地已恢复，植被恢复状况良好，没有明显的环境遗留问题，近年来也未收到有关环境问题的投诉。 结合水电工程的特点，本章重点分析电站运行后对环境的影响情况。 5.1 对水环境的影响分析 5.1.1水文情势变化 1 施工导流期回顾评价 根据色者水电站工程施工实施情况，闸坝采取了断流围堰，利用引水渠的开挖形成导流明渠的导流方式，取水口整体不分期施工。 由于工程取水口设施施工规模小，影响河段短，沿导流明渠过流基本不影响河道流态，根据施工期的回顾调查，工程施工导流期未对河段水生生态产生明显影响。 2 运行期的水文情势影响 色者水电站系底格栏栅坝引水式电站，电站拦河闸坝的建设使原有天然河道的水量发生明显变化，按变化情况可分为3段，即坝上河段、减水河段和厂房尾水下游河段。各段的水文情势变化情况分述如下。 （1）坝上水文情势变化 色者水电站建成后将在色者沟干流形成0.7m的坝上壅水，长度不超过30m，坝上段将由原河道变为相对缓流河道型壅水区，水位抬高，过水面积增大，水体流速较天然河道有所减小，但由于工程无调节性能，项目的运行对河道径流过程无影响。由于本项目取水枢纽采用底格栏栅坝，坝前壅水小，电站的运行对坝上河段的水文情势影响不明显。 （2）减水河段 色者水电站运行期，坝址至厂房尾水间形成长约4.5km减水河段，该减水河

段内无支沟分布。 据调查，色者水电站取水枢纽至厂房河段约4.5km范围内，虽无工农业及居民生产生活取用色者沟水，但为保障坝下减水河段的生态用水需求，电站运行期间，考虑从坝址常年下泄生态流量，电站运行期对减水河段的主要影响表现在河道流量明显减少。色者电站色者沟和右支沟取水口处多年平均流量分别为1.08m3/s、0.55m3/s，电站运行期在色者沟上的设计发电引用流量为1.41m3/s，在右支沟上设计发电引用流量为0.72m3/s。工程运行期在满足生态流量的前提下引水发电，工程坝下河段流量将不同程度的减少。 电站运行后坝址水量分配情况详见下表。

浙江省1月自学考试现代设计方法试题及答案

浙江省1月自学考试现代设计方法试题及答案

浙江省 1月自学考试现代设计方法试题 课程代码：09323 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共30分) 1.对第Ⅱ象限中的一个点P 实施-?????? ? ???100010001坐标变换，则变换后P 点位于( ) A.Ⅰ象限 B.Ⅱ象限 C.Ⅲ象限 D.Ⅳ象限 2.滚筒式绘图仪上来自x 方向的脉冲信号使得( ) A.抬笔或落笔 B.笔架左右移动 C.滚筒带动图纸移动 D.停机和开机 3.图形变换矩阵T= 200020001??????? ???,则变换后的图形是原来的( ) A.2倍 B.1倍 C.3倍 D.4倍 4.扫描仪与主机接口，常见接口为( ) A.并行 B.RS-232 C.SCSI D.通信 5.用来定义用户在二维平面或三维世界中的物体，并符合右手定则的直角坐标系是( ) A.设备坐标系 B.世界坐标系

C.物理坐标系 D.规格化坐标系 6.CAD 支撑软件是在CAD 系统中，支撑( )进行CAD 工作的实用性功能软件。 A.用户 B.硬件 C.绘图机 D.打印机 7.对单凸物体进行面可见性测试，当外法线矢量N 和视线矢量S 的夹角( )时，面为可见的。 A.小于60° B.小于90° C.大于90° D.大于60° 8.数据库不但能为多个用户服务，而且能同时被多个用户使用，这种共享是( ) A.自动化的 B.并发的 C.智能化的 D.较大冗余的 9.标准件的图形构成分为4个层次，其中最基本的通用几何元素( ) A.G 类构件 B.K 类构件 C.B 类构件 D.A 类构件 10.在透视投影变换中，斜透视有( )个主灭点。 A.1 B.2 C.3 D.4 11.判断矩阵2014-???? ? ?，它应是( ) A.负定矩阵 B.正定矩阵 C.不定矩阵 D.对称矩阵

流量计算公式

摘要：本文概述了目前用于管道直饮水系统管网设计秒流量的三种算法：传统公式算法、改造传统公式算法和概率公式算法，并比较了这三种算法的计算结果，分析了其中原因。指出传统公式算法和改造传统公式算法都不适用于管道直饮水系统管网的计算，而概率公式算法是一种较为合适的方法。 关键词：管道直饮水设计秒流量算法 0 前言 设计秒流量的计算是管网水力计算的基础，设计秒流量计算正确才能保证整个系统的正常运行。设计秒流量计算偏大，就会导致管径偏大、水泵流量偏大，造成经济上的浪费；同时，管网中的流速偏小，容易导致细菌繁殖，微粒沉积。而如果设计秒流量过小，则会使所选管径过小，造成水头损失过高，浪费能量，严重时出现断流，不能保证用水可靠性。所以，选择一个正确的设计秒流量计算方法至关重要。 1．设计秒流量计算方法概述 目前，用于管道直饮水系统设计秒流量的计算方法大致有三种： （1）算法一（传统公式算法） 即采用建筑生活给水管道设计秒流量计算公式 （1） 取=1.02，=0.0045，公式（1）成为： （2） 其中为设计秒流量（l/s），为当量总数，此公式为水工业工程设计手册《建筑和小区给水排水》[1]所采用。 （2）算法二（改造传统公式算法） 根据1981年出版的《室内给排水工程》[2]，住宅生活用水秒不均匀系数与平均日用水量的关系为：

（3） 则 （4） 其中，为秒不均匀系数，为平均日用水量（m3/d）。 （3）算法三（概率公式算法） 关于概率公式算法，首先要引入一个重要概念——龙头使用概率。根据有关资料［３］，龙头使用概率可表示为： （5） ——最高峰用水时龙头连续两次用水时间间隔（s）； ——期间龙头放水时间（s）。 有了龙头的使用概率之后，可以用概率统计的方法计算出同时用水龙头数量，个龙头额定流量之和便是管道设计秒流量。 、和可用以下方法计算得到。设用水高峰期为下班后的某个半小时内，且此时段内的放水时间均匀分布，则此时龙头的使用概率为： （6） ——高峰期用水定额，l/s; ——管段负荷龙头总数；

管道水流量计算公式

管道水流量计算公式 A.已知管的内径12mm，外径14mm，公差直径13mm，求盘管的水流量。压力为城市供水的压力。 计算公式1：1/4∏×管径的平方（毫米单位换算成米单位）×经济流速（DN300以下管选1.2m/s、DN300以上管选1.5m/s） 计算公式2：一般取水的流速1--3米/秒，按1.5米/秒算时： DN=SQRT（4000q/u/3.14) 流量q，流速u，管径DN。开平方SQRT。 其实两个公式是一样的，只是表述不同而已。另外，水流量跟水压也有很大的关系，但是现在我们至少可以计算出大体的水流量来了。 备注：1.DN为Nomial Diameter 公称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。 这是缘自金属管的管璧很薄，管外径与管内径相差无几，所以取管的外径与管的内径之平均值当作管径称呼。 因为单位有公制(mm)及英制(inch)的区分，所以有下列的称呼方法。 1. 以公制(mm)为基准，称 DN (metric unit) 2. 以英制(inch)为基准，称NB(inch unit) 3. DN (nominal diameter) NB (nominal bore) OD (outside diameter) 4. 【例】 镀锌钢管DN50，sch 20 镀锌钢管NB2”，sch 20 5. 外径与DN，NB的关系如下： ------DN(mm)--------NB(inch)-------OD(mm) 15-------------- 1/2--------------21.3 20--------------3/4 --------------26.7 25-------------- 1 ----------------33.4 32-------------- 1 1/4 -----------42.2 40-------------- 1 1/2 -----------48.3 50-------------- 2 -----------60.3 65-------------- 2 1/2 -----------73.0 80-------------- 3 -----------88.9 100-------------- 4 ------------114.3 125-------------- 5 ------------139.8 B.常用给水管材如下：

水电站施工组织设计

水电站施工组织设计

10 施工组织设计 10.1施工条件 10.1.1工程概况 XX水电站位于黑水河的一级支流XX沟的上游段之二级支流波洛沟十六沟、波河罗十五沟和波洛沟的下游段，该电站首部均为底格栏栅坝取水，坝址处河床高程在3076～3080m左右，引水线路分别位于波洛沟十六沟左岸、波河罗十五沟左岸和波洛沟沟口左侧一小支沟右岸隧洞引水至波洛沟和波洛沟沟口左侧一小支沟交汇处上游约100m左右处的波洛沟左岸的一级阶地上建厂房，系一高水头引水径流式电站工程，电站装机容量2×8000=16000KW，引用流量5.2m3/s，工作水头386.00m 。工程建设区有国道公路与乡村公路相通，工程建设区距成都322KM，距黑水县城12KM，交通较为方便。本电站以发电为单一开发目标，无其它综合利用要求。 工程所在地有一乡村公路从XX沟左岸纵贯首尾，对外交通较为方便。 工程首部和厂区地形均较开阔，上、下游零星有Ⅰ级阶地可布置施工企业和生活区。碴场可就近布置在沿线沟边及阶地。 10.1.2工程布置及建筑物 本电站主要由首部枢纽、引水系统、地面厂房系统等建筑物组成。 10.1.2.1首部枢纽 首部枢纽采用底格栏栅坝挡水,通过取水引水廊道取水。大沟、十五沟和十六沟的底格栏栅坝底格栏栅坝坝顶高程3070.00m，3071.00m,3077.00m,引水廊道宽2m，引水廊道直接接右岸引水渠道进沉沙池。取水底格栏栅坝段布于主河槽上,左右侧为防洪墙，坝下设消力斜坡护坦，长6m，末端回填约2.5m宽的大块石。 10.1.2.2引水系统 引水系统由电站引水隧洞、调压室和压力管道组成。引水隧洞XX沟右岸，隧洞全长8977.35m。调压室井筒断面为圆形，内径5.00m，底板高程3052.14m，井筒顶部高程3078.50m，相应井高26.36m，阻抗孔布置于井筒底板上，孔口直径2.2m，采用钢筋混凝土衬砌，衬厚0.6m。压力管道布置为明管式，压力管道上平段与调压井相接，长度为69.01m，前50m为洞内回填管，回填厚度为60cm，尾端19.01m为明管，布置有电动蝶阀。管道首端中心高程3052.75m，末端中心高程2672.37m。10.1.2.3厂区枢纽

生活给水设计秒流量的概率计算方法

生活给水设计秒流量的概率计算方法 生活用水设计秒流量反映了给水排水系统瞬时高峰用水规律的设计流量。以L/s计。用于确定给水管管径和排水管管径，计算给水管系的水头损失和排水管道的坡度、充满度，以及选用水泵等。 世界各国进行了不少水量方面的研究，并制定出各自室内给水管道流量的计算方法。室内给水管道流量的计算方法有平方根法、概率理论法。 目前，国外应用的方法皆以概率为理论基础，概率计算是所有新的设计方法的基础。国外不仅早已建立了以概率理论为基础的秒流量计算式，而且在近几十年来，对用水工况进行了长期的大量的研究，至今己获得足够的可以更完善地加工整理设计秒流量计算方法的资料，这对我国设计秒流量计算方法的改进具有重要的参考价值。虽然许多国家均采用概率方法为基础，但由于对数据的选取以及处理方式不同，所产生的方法不同，以美国的亨特概率方法和俄罗斯的概率方法为代表。 2 概率计算方法 2.1 亨特概率方法 2.1.1 亨特概率法的建立[1]

亨特概率法由美国的亨特（Roy B.Hunter）于1924年提出，并在1940年以后发展成熟，得到承认。其基本原理是将系统中卫生器具的使用看作一个随机变量，各种卫生器具的使用是独立的，使用中不存在相互联系，可用二项分布的数学模型来描述秒流量这一随机变量。 假定某给水管段上连接有n个卫生器具，各个器具的开启和关闭相互独立，每个器具的额定流量为q0，则通过该计算管段的最大给水设计秒流量为q0n，最小给水流量为0，任意时刻通过该管段的给水秒流量q（0≤q≤q0）。设计系统应降低管材耗量，并保证不间断供水，以满足用水高峰时的用水量。假设用水高峰时每个卫生器具的使用概率为p，则不被使用的概率为（1-p），那么在用水高峰时，n个卫生器具中有i个同时使用的概率为： （2-1） 亨特的定义，对根据于只有一种卫生器具构成单一系统，表示如下： （2-2） 其中：Pm—至多有m个器具同时的概率值； m—卫生器具同时使用个数设计值；

全国2011年7月(02200)现代设计方法练习题及答案

全国2011年7月高等教育自学考试考前练习题 现代设计方法 （课程代码：02200） 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 1．数字化仪在早期CAD 作业中经常使用，它是一种（ ） A ．输入设备 B ．输出设备 C ．存储设备 D ．绘图设备 2．滚筒式绘图仪一般采用插补原理进行绘图，但在绘图过程中有时不需要插补。绘制以下方向的线段时需要插补的是（ D ） A ．X 方向线段 B ．Y 方向线段 C ．±45o 方向线段 D ．一般方向线段 3．在采用Cohen —Sutherland 编码裁剪算法剪裁线段时，如果一条线段跨越两个区，则当其两端点编码的逻辑乘为零时，则该线段( ) A ．全部可见 B ．全部不可见 C ．部分可见 D ．不确定 4．在消隐处理中，当进行平面可见性测试时，若平面的法线矢量和视线矢量的夹角大于90o ，则该面（ ） A ．可见 B ．不可见 C ．部分可见 D ．不确定 5．一逐行扫描光栅显示器的水平扫描频率为15600H Z ，垂直扫描频率为50H Z ，则该显示器（ ） A ．水平方向有15600个像素点 B ．垂直方向有312条水平扫描线 C ．一条水平扫描线上有312个像素点 D ．垂直方向上有50条扫描线 6．F （x ）为单值、连续、可微且无约束的一元函数，则在点x=x * 处有极大值的充分条件是（ ） A ．0)(='* X F B ．0)(0)(>''='** X F X F C ．0)(=''*X F D ．0)(0 )(<''='** X F X F 7．外点罚函数法的特点是（ ） A ．适合处理等式约束的最优化问题 B ．探索过程在可行域内进行 C ．适合处理不等式约束的最优化问题 D ．需要先求出初始内点 8．在单峰搜索区间[a ，b]内任取两点a 1、a 2，若函数值F(a 1)=F(a 2)，则缩小后的区间为（ ） A ．[a ，a 1] B ．[a 1，b] C ．[a 1，a 2] D ．[a ，a 2] 9．以下关于函数的梯度的说法不正确的是（ ） A ．函数的梯度是标量 B ．函数值沿梯度方向变化最剧烈 C ．函数的梯度是矢量 D ．求函数的极小值时常沿负梯度方向搜索 10．多元函数F(x)在点X * 附近一阶偏导数连续，则该点为极大值点的充分条件为（ ） A ．F （x * ）=0 B ． F （x *）=0，H （x *）正定 C ．F （x * ）=0 D ． F （x * ）=0，H （x * ）负定 11．平面桁架结构中，某单元局部编码依次对应的总体编码为8，6，则单元则度矩阵中的元素 k 34应放入总体刚度矩阵[K]中的（ ） A ．16行15列 B ．11行12列 C ．12行16列 D ．11行15列 12．平面三解形单元的刚度矩阵阶数为（ ） A ．2×2 B ．3×3 C ．4×4 D ．6×6 13．平面刚架结构中的杆单元，单元中的位移分量个数为（ ） A ．3 B ．6 C ．9 D ．12 14．平面问题的弹性矩阵与材料的（ ） A ．弹性模量和硬度有关 B ．弹性模量和泊松比有关 C ．弹性模量和强度有关 D ．强度和泊松比有关 15．若把平面应力问题的弹性矩阵改成平面应变问题的弹性矩阵，只需将（ ）E /（12 μ-） μ- A ．E 换成E /（1μ-），μ换成μ/（1μ-） B ．E 换成E /（12 μ-），μ换成μ（12 μ-） C ．E 换成E /（12μ-），换成μ/（1μ-）

水的流量与管径的压力的计算公式

1、如何用潜水泵的管径来计算水的流量 Q=4.44F*((p2-p1)/ρ）0.5 流量Q，流通面积F，前后压力差p2-p1，密度ρ，0.5是表示0.5次方。以上全部为国际单位制。适用介质为液体，如气体需乘以一系数。 由Q＝F*v可算出与管径关系。 以上为稳定流动公式。 2、请问流水的流量与管径的压力的计算公式是什么？ 管道的内直径205mm,高度120m,管道长度是1800m,请问每小时的流量是多少？管道的压力是多少，管道需要采用多厚无缝钢管？ 问题补充： 从高度为120米的地方用一根管道内直径为205mm管道长度是1800米放水下来,请问每个小时能流多少方水？管道的出口压力是多少?在管道出口封闭的情况下管道里装满水,管道底压力有多大 Q=[H/（SL）]^(1/2) 式中管道比阻S=10.3*n^2/(d^5.33)=10.3*0.012^2/(0.205^5.33)=6.911 把H=120米，L=1800米及S=6.911代入流量公式得 Q=[120/（6.911*1800）]^(1/2) = 0.0982 立方米/秒= 353.5 立方米/时 在管道出口封闭的情况下管道里装满水,管道出口挡板的压力可按静水压力计算： 管道出口挡板中心的静水压强P=pgH=1000*9.8*180=1764000 帕 管道出口挡板的静水总压力为F： F=P*（3.14d^2 /4）=1764000*（3.14*0.205^2 /4）=58193.7 牛顿 3、管径与流量的计算公式 请问2寸管径的水管,在0.2MPA压力的情况下每小时的流量是多少?这个公式是如何计算出来的? 流体在水平圆管中作层流运动时，其体积流量Q与管子两端的压强差Δp，管的半径r，长度L，以及流体的粘滞系数η有以下关系： Q=π×r^4×Δp/(8ηL) 4、面积，流量，速度，压力之间的关系和换算方法、 对于理想流体，管道中速度与压强关系：P + ρV2/2 = 常数，V2表示速度的平方。 流量=速度×面积,用符号表示 Q =VS 5、管径、压力与流量的计算方法 流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。用容积表示流量单位是L/s或 （`m^3`/h）；用重量表示流量单位是kg/s或t/h。 流体在管道内流动时，在一定时间内所流过的距离为流速，流速一般指流体的平均流速，单位

现代设计方法计算题

1.试用进退法确定函数f（x）=的一维优化初始区间[a,b],给定初始 点=-1，初始步长h=1。 解：==-1，=f（）=9 =+h=-1+1=0，=f（）=5 比较，，由于>，作前进计算： =+2h=-1+2=1，=f（）=3 比较，，由于>，再作前进计算： =，==5 ==1，==3 =+4h=-1+4=3，=f（）=5 由于，可知初始区间已经找到，即[a,b]=[0,3]。 2.设某种单元的可靠度(t)=，其中=0.001/h，试求出： （1）由这种单元组成的二单元串联系统，二单元并联系统及2/3（G）表决系统的平均寿命； （2）当t=100h、500h、1000h时，一单元、二单元串联、二单元并联及2/3(G)表决系统的可靠度，并加以比较。 解：（1）一个单元与系统的平均寿命分别为： 单=1/ =1000h 串 =1/2=500h 并=3/2=1500h （） =5/6=833.3h （2）当t=100h时，一个单元与系统的可靠度分别为： 单==0.905 串 = 单 ==0.819 并=（ 单 ）=1-（）=0.991 = 单 - 单 =0.975 当t=500h时，一个单元与系统的可靠度分别为： 单==0.6065 串 = 单 ==0.3678 并=1-（ 单 ）=1-（）=0.8452 （）= 单 - 单 =0.6575 当t=1000h时，一个单元与系统的可靠度分别为： 单==0.368 串 = 单 ==0.135 并=1-（ 单 ）=1-（）=0.600= 单单 =0.306 从计算结果可以看出：

（1）一个单元的可靠度高于二单元串联系统的可靠度，但低于二单元并联系统的可靠度； （2）2/3（G）系统的平均寿命为一个单元的平均寿命的5/6 倍，明显低于一个单元的平均寿命。 3.已知约束优化问题：minf（x）=+ S．t．-1≥0 试写出内点罚函数与外点罚函数的表示式。 解：内点罚函数： Φ（）=++ 外点罚函数： 当-+1≤0，Φ（x，）=+ 当--+1＞0，Φ（x，）=++（） 4.现在要用钢板制作一个有盖的长方本储水箱，要求各边长均不超过20厘米， 且长度为宽度的2倍，试确定三边长度值，使该储水箱的容积最大，要求其表面积不超过400平方厘米。 解：（1）建立数学模型用复合形法迭代3次。 取储水箱长和高为设计变量，，则其宽0.5，数学模型为 maxF（X）=0.5 s．t．+3≤400 0≤≤20 0≤≤20 （2）用复合形法求解 求得的近似结果为=F(X*)=509 1已知右上图所示等腰直角三角形的单元刚度矩阵为： （）= 对 称 右图所示薄板结构中节点2处所受载荷以 及材料的弹性模量和板厚分别为： 100KN，E=2×N/cm，t=0.1cm 求节点2处的各位移分量。 解得.7×N,=-70.7×N {}=