水力计算
水力计算书
水力计算书水力学是研究液体流动规律、动力学和能量转换的学科，而水力计算是水力学研究的基础。
在水资源利用、水电站工程、城市供水、排水等领域，水力计算都发挥着重要的作用。
本文将从水力学基本公式、计算方法和应用实例等方面，探讨水力计算的相关内容。
1.水力学基本公式在水力计算中，最基础的是水力学的基本公式。
经典的水力学基本公式包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
其中，质量守恒方程描述了物质在流动过程中的守恒特性，即入口质量等于出口质量。
动量守恒方程描述了流体动量在流动过程中的守恒特性，即入口动量等于出口动量。
能量守恒方程描述了能量在流动过程中的守恒特性，即入口能量等于出口能量。
这些基本公式为水力计算提供了理论基础，也为数值模拟和实验验证提供了准确的标准。
2.水力计算方法在实际工程中，我们需要根据具体情况，采用不同的水力计算方法。
常用的水力计算方法有试算法、推导法、模拟法和实验法等。
试算法是根据已有的数值或经验关系，结合基本公式，进行计算预测。
推导法是根据基本公式，根据物理图像和数学模型推导解析解。
模拟法是通过计算机数值模拟，模拟真实的流动过程，得到结果。
实验法是通过实验室模型或原型进行实验，得到流体力学参数。
这些方法有各自的优缺点和适用范围，选择合适的方法，能够提高水力计算的准确度和可靠性。
3.应用实例水力计算广泛应用于水力工程和城市供水、排水等领域。
以水电站工程为例，水力计算是水轮机型式选择、水头、流量和发电量等的计算基础。
在多级水电站的设计中，需要进行水头和水量的分配和调整，保证水轮机在不同负荷下的最大效率和整个电站的最大效益。
在城市供水领域，水力计算可用于预测城市供水管网的水压和流量变化，指导供水压力的调节和管网的规划建设。
在城市排水领域，水力计算可用于评估城市排水系统的水流速度和压力，指导排水管网的建设和排水管理。
综上所述，水力计算是水力学研究和应用的重要部分。
水力学基本公式、计算方法和应用实例，为水力计算提供了理论依据和实践指导，促进了水力学理论的发展和水力工程的进步。
《水力计算手册》
《水力计算手册》一、引言水力计算在水务工程中具有举足轻重的地位，它关乎工程的合理性、安全性和经济性。
水力计算手册作为一本实用工具书，旨在为工程技术人员提供便捷、准确的计算方法和技术支持。
二、水力计算基础概念1.水力参数水力计算涉及的主要参数包括流量、压力、流速、粗糙度等。
正确获取这些参数是进行水力计算的前提。
2.水力计算公式与方法水力计算公式和方法主要包括达西-威斯巴赫公式、莫迪公式、埃克特公式等。
了解这些公式和方法有助于快速完成水力计算。
三、水力计算步骤1.确定计算目标：明确计算目的，如管道直径、泵站规模等。
2.收集相关资料：包括工程设计资料、水质检测报告等。
3.进行初步计算：根据已知条件，采用适当的方法进行初步计算。
4.校核计算结果：对初步计算结果进行校核，确保其准确性。
5.编写计算报告：将计算过程和结果整理成报告，以便审阅和存档。
四、水力计算应用于实际工程案例1.给水排水工程：通过水力计算确定管道直径、泵站规模等参数。
2.水利枢纽工程：对水库、水闸等建筑物进行水力计算，确保工程安全。
3.输水管道工程：计算管道内水流速度、压力损失等，为工程设计提供依据。
4.泵站工程：通过水力计算选择合适型号的泵站设备。
五、水力计算软件介绍与使用方法1.常见水力计算软件概述：简要介绍市场上常见的水力计算软件。
2.水力计算软件操作演示：以某款水力计算软件为例，演示操作流程。
六、水力计算注意事项与建议1.遵守国家相关法规与标准：在进行水力计算时，应遵循国家法规和行业标准。
2.确保计算数据的准确性：收集完整、准确的数据，避免因数据错误导致计算结果失真。
3.结合实际工程合理选用计算方法：根据工程特点选择合适的计算方法。
4.注重计算结果的可行性：在计算过程中，要充分考虑工程实际，确保计算结果具有可行性。
七、总结与展望1.水力计算手册为工程技术人员提供了一部实用的工具书，有助于提高水力计算的准确性和效率。
2.随着技术的发展，水力计算将面临更多挑战，如复杂地形、新型材料的应用等。
《水力计算手册》
《水力计算手册》摘要：一、引言二、水力计算的基本概念1.水力计算的定义2.水力计算的重要性三、水力计算的方法1.基本水力计算方法a.流量计算b.压力计算c.流速计算2.高级水力计算方法a.阻力计算b.冲击力计算c.空化计算四、水力计算的应用领域1.水利工程2.给排水工程3.工业管道工程4.船舶工程五、水力计算的发展趋势1.计算机辅助水力计算2.智能化水力计算3.大数据在水力计算中的应用六、结论正文：【引言】《水力计算手册》是一本系统介绍水力计算理论和实践的专著，旨在为工程技术人员提供水力计算的基本知识和实用方法。
本文将简要概括手册的主要内容。
【水力计算的基本概念】水力计算是研究水流运动规律及其在工程中的应用的一门学科。
通过分析流体的运动状态，可以预测水流的各种性质，如流量、压力、流速等。
水力计算在水利、给排水、工业管道和船舶工程等领域具有广泛的应用。
【水力计算的方法】水力计算主要包括基本水力计算和高级水力计算。
基本水力计算主要包括流量计算、压力计算和流速计算。
流量计算是根据流体的质量守恒原理，通过测量或计算流体通过某一截面的体积和时间来确定。
压力计算是分析流体在管道中产生的压力变化，通常采用伯努利定理等方法。
流速计算则是根据流体的连续性方程，通过计算压力差和截面积得出。
高级水力计算包括阻力计算、冲击力计算和空化计算等。
阻力计算是为了分析流体在管道中流动时受到的阻力和能耗。
冲击力计算是研究流体在管道中高速流动时产生的冲击力和压力波。
空化计算则是分析流体在高速流动过程中产生的气泡和空化现象。
【水力计算的应用领域】水力计算在多个领域具有广泛的应用。
在水利工程中，水力计算可以用于水电站、灌溉系统、河道整治等工程的设计和运行。
给排水工程中，水力计算有助于优化供水、排水和污水处理系统。
在工业管道工程中，水力计算可以提高流体的输送效率和安全性。
在船舶工程中，水力计算为船舶设计和航行提供了重要依据。
【水力计算的发展趋势】随着计算机技术的发展，计算机辅助水力计算逐渐成为主流。
水力学常用计算公式
1、明渠均匀流计算公式： Q=Aν=AC Ri C=n 1R y （一般计算公式）C=n 1R 61（称曼宁公式） 2、渡槽进口尺寸(明渠均匀流)z ：渡槽进口的水位降（进出口水位差）ε：渡槽进口侧向收缩系数，一般ε＝0.8～0.9b ：渡槽的宽度（米）h ：渡槽的过水深度（米）φ：流速系数φ＝0.8～0.953、倒虹吸计算公式： Q=mA z g 2(m 3/秒）4、跌水计算公式：5、流量计算公式：Q=Aν式中Q ——通过某一断面的流量，m 3／s ；ν——通过该断面的流速，m ／hA ——过水断面的面积，m 2。
6、溢洪道计算1）进口不设闸门的正流式开敞溢洪道（1）淹没出流：Q ＝εσMBH 23＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深23（2）实用堰出流：Q=εMBH 23=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深232）进口装有闸门控制的溢洪道（1）开敞式溢洪道。
Q ＝εσMBH 23＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深23（2）孔口自由出流计算公式为 Q=MωH=堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中：ω=be7、放水涵管(洞)出流计算1）、无压管流 Q=μA 02gH=流量系数×放水孔口断面面积×02gH2）、有压管流Q ＝μA 02gH=流量系数×放水孔口断面面积×02gH8、测流堰的流量计算——薄壁堰测流的计算1）三角形薄壁测流堰，其中θ＝90°，即自由出流：Q ＝1.4H 25或Q ＝1.343H 2.47（2-15）淹没出流：Q ＝（1.4H 25）σ（2-16）淹没系数：σ=2)13.0(756.0--Hh n +0.145（2-17） 2）梯形薄壁测流堰，其中θ应满足tanθ=41，以及b ＞3H ，即 自由出流：Q ＝0.42b g 2H 23＝1.86bH 23（2-18）淹没出流：Q ＝（1.86bH 23）σ（2-19）淹没系数：σ=2(23.1）Hh n --0.127（2-20) 9、水力发电出力计算N=9.81HQη式中N ——发电机出力，kW ；H ——发电毛水头，m ，为水库上游水位与发电尾水位之差，即H=Z 上-Z 下； Q ——发电流量，m 3／s ；η——发电的综合效率系数（包括发电输水管的水头损失因素和发电机组效率系数），小型水库发电一般为0.6—0.7。
水力计算的基本步骤
水力计算的基本步骤水力计算是指根据液体流动的一些特定条件来计算与液体流动有关的参数，以便评估流体力学和工程流体力学问题的解决方案。
水力计算可以用于研究水流的流量、压降、速度和能量损失等方面。
以下是水力计算的基本步骤：1.确定计算的目标和需要的数据：首先要明确计算的目标是什么，比如计算水力管道的流量、压降或速度。
然后确定需要的数据，如管道的长度、截面形状和管道壁的摩擦系数等。
2.确定流动类型：根据液体流动的速度和管道的直径，确定流动的类型。
水力计算中常见的流动类型有层流和紊流。
层流是指流经管道的液体粘度较大，速度较低，流线整齐，层流分析较为简单。
紊流是指速度较高，流线交错混乱，紊流分析较为复杂。
3.根据流动类型选择相应的公式和计算方法：根据流动类型的不同，选择不同的公式和计算方法进行水力计算。
比如，在层流的情况下，可以使用普威辛公式或切伦科夫公式计算流体的流量。
在紊流的情况下，可以使用达西公式或哈芬公式计算管道的流量。
4.进行管道截面和管道壁的阻力计算：根据管道的截面形状和管道壁的摩擦系数，计算管道截面以及管道壁对流体流动的阻力。
管道截面的阻力通常通过雷诺数来表示，雷诺数可以用来描述流体力学行为的转变，从层流到紊流。
5.计算和分析流量、压降和速度等参数：通过对管道的截面和管道壁的阻力进行计算，可以得到液体流动的流量、压降和速度等参数。
这些参数可以用来评估管道系统的性能，并根据需要进行调整和优化。
6.进行能量损失分析：在流体流动过程中，会伴随着能量的损失，主要有摩擦损失和局部阻力损失。
通过对能量损失的分析，可以评估管道系统的能效，并采取相应的措施减少能量损失。
7.进行结果验证和优化：进行水力计算后，需要对计算结果进行验证。
可以通过实际测试或与理论计算结果的对比来验证计算结果的准确性。
如果计算结果与实际结果存在差异，可以对计算模型进行调整和优化，以使结果更加准确和可靠。
总结起来，水力计算的基本步骤包括确定计算目标和需求数据、确定流动类型、选择相应的公式和计算方法、进行管道截面和管道壁的阻力计算、计算和分析流量、压降和速度等参数、进行能量损失分析以及进行结果验证和优化。
水力计算公式选用
水力计算公式选用水力计算是指利用水的流动性质进行流量、压力和速度等相关参数的计算。
在水力学中，常用的水力计算公式主要有流量计算公式、速度计算公式和压力计算公式。
下面将介绍几种常用的水力计算公式。
一、流量计算公式：1.泊松公式：流量计算公式是通过测定流速和截面积的方式来计算流量。
泊松公式是最常用的流量计算公式之一，其公式为：Q=A×v其中，Q为流量，A为流体通过的截面积，v为流速。
2.管道流量公式：当涉及到管道流量计算时，可以使用伯努利公式来计算流量，伯努利公式为：Q=π×r²×v其中，Q为流量，r为管道的半径，v为流速。
3.梯形槽流量公式：当涉及到梯形槽流量计算时，可以使用曼宁公式来计算流量，曼宁公式为：Q=(1.49/A)×R^(2/3)×S^(1/2)其中，Q为流量，A为梯形槽的横截面积，R为梯形槽湿周和横截面积之比，S为梯形槽的比降，1.49为曼宁系数。
二、速度计算公式：1.波速计算公式：在涉及到波浪速度计算时，可以使用波速公式进行计算，波速公式的一般形式为：c=λ×f其中，c为波速，λ为波长，f为频率。
2.重力加速度和液体高度差计算公式：当涉及到重力加速度和液体高度差计算时，可以使用水头计算公式，水头计算公式的一般形式为：H=v²/2g+z其中，H为水头，v为速度，g为重力加速度，z为液体的高度。
三、压力计算公式：1.应力计算公式：当涉及到液体对物体的压力计算时，可以使用应力计算公式，应力计算公式的一般形式为：P=F/A其中，P为压力，F为受力大小，A为受力的面积。
2.流体静压力计算公式：当涉及到流体的静压力计算时，可以使用静压力计算公式，静压力计算公式的一般形式为：P=ρ×g×h其中，P为压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为液体的高度。
以上是一些常用的水力计算公式，可以根据不同的情况和具体要求选择合适的公式进行计算。
水力计算步骤
水力计算步骤水力计算步骤：选择最不利环路；对管线进行编号，凡管径变化或流量变化处均编号；由工程给出的额定流量乘以同时工作系数得到各管段计算流量；由系统图得出管段长度；用假定流速发计算各管段管径；Q =A . v =πd 24v （1）式中Q —天然气管道计算流量（Nm 3/h）d —管道内径，mmv —管段中燃气流速，m/s算出各管段的局部阻力系数，并求出当量长度；A 、局部阻力的计算：燃气管网的局部阻力按燃气管道沿程阻力的5%～10%进行计取，对于许多管道误差较大。
通过对不同类型管道的局部阻力进行计算分析，得出不同类型的管道局部阻力取值范围，可缩小燃气管网局部阻力计算误差，使水力计算结果更加符合实际。
根据国标和相关规定查找管道附件的局部阻力系数ζ，并计算局部阻力之和∑ζ。
B 、各种管道附件折算成相同管径管段的当量长度可按下式确定：（或查图）l e v 2v 2p =∑ζρ=λ. ρ （2） 2d 2l e =∑ζdλ （3）式中△p--局部阻力，Pa∑ζ--计算管段中局部阻力系数之和v--管段中燃气流速，m/sρ--燃气的密度，kg/m3λ--管道的沿程阻力系数l e --当量长度，md--管道内径，mmC 、管段的计算长度可由下式求得：L =l +l e =l +∑ζdλ （4）式中L--管段的计算长度，ml--管段的实际长度，m低压燃气管道比摩阻损失计算公式：（或查表）∆P Q 2T 7=6.26*10λ5ρ (5) L d T 0∆P =L . ∆P (6) L式中ΔP—天然气管道摩擦阻力损失（Pa ）L —天然气管道计算长度（m ）λ—天然气管道摩擦阻力系数Q —天然气管道计算流量（Nm 3/h）d —管道内径（㎜）ρ—天然气密度（Kg/m3）T —设计采用天然气温度（K ）T 0—273.15（K ）计算各管段附加压头，并标正负号；∆H. g .(ρa -ρg ) 式中ΔH--管段终始端标高差(m)g —9.81N/Kgρa --1.293 Kg/Nm3ρg --0.7174Kg/Nm3求各管段实际压力损失；P =∆P +∆H. g .(ρa -ρg )求室内燃气光的总压力降；校核(7) (8)。
(完整版)水力计算
室内热水供暖系统的水力计算本章重点? 热水供热系统水力计算基本原理。
? 重力循环热水供热系统水力计算基本原理。
? 机械循环热水供热系统水力计算基本原理。
本章难点? 水力计算方法。
? 最不利循环。
第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件 ( 如阀门、弯头、三通、散热器等 ) 时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。
前者称为沿程损失，后者称为局部损失。
因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示：Δ P ＝Δ P y + Δ P i ＝R l + Δ P i Pa 〔 4 — 1 〕式中Δ P ——计算管段的压力损失， Pa ；Δ P y ——计算管段的沿程损失， Pa ；Δ P i ——计算管段的局部损失， Pa ；R ——每米管长的沿程损失， Pa ／ m ；l ——管段长度， m 。
在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。
任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。
每米管长的沿程损失 ( 比摩阻 ) ，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算Pa/m （ 4 — 2 ）式中一一管段的摩擦阻力系数；d ——管子内径， m ；——热媒在管道内的流速， m ／ s ；一热媒的密度， kg ／ m 3 。
在热水供暖系统中推荐使用的一些计算摩擦阻力系数值的公式如下：( — ) 层流流动当 Re ＜ 2320 时，可按下式计算；（ 4 — 4 ）在热水供暖系统中很少遇到层流状态，仅在自然循环热水供暖系统的个别水流量极小、管径很小的管段内，才会遇到层流的流动状态。
( 二 ) 紊流流动当 Re ＜ 2320 时，流动呈紊流状态。
在整个紊流区中，还可以分为三个区域：? 水力光滑管区摩擦阻力系数值可用布拉修斯公式计算，即（ 4 — 5 ）当雷诺数在 4000 一 100000 范围内，布拉修斯公式能给出相当准确的数值。
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局部阻力 (Pa) 0 36.31 23.24 22.61 30.89 20.13 0 36.31 23.24 22.61 30.89 20.13
2918.62
设备水阻 (Pa) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15000
总阻力(Pa)
338.08 923.01 602.51 697.85 1346.27 1224.39 338.08 923.01 602.51 697.85 1346.27 1224.39 19122.88
公称直径
70 70
总供回水干管水力计算表
流速(m/s) 管长(m)
0.721
3
0.721
3
编号 公用立管1
楼层数 1
总负荷(w) 54810
立管信息表 总流量(kg/h)
9425.62
编号
公用立管1 - VG1 公用立管1 - VH1
负荷(w)
54810 54810
流量(kg/h)
9425.62 9425.62
系统最不利环路为公用立管1-楼层1-层内系统1-环路6。
公称直径 流速(m/s) 管长(m)
50
0.612
3
40
0.852
3
40
0
3
25
0.786
3
20
0.635
3
50
0.612
3
40
0.852
3
40
0.682
3
32
0.673
3
25
0.786
3
20
0.635
3
20
0.635
3
334.93
334.93
局部阻力 (Pa) 0
0
设备水阻 (Pa) 0
0
总阻力(Pa)
334.93 334.93
立管信息表 总流量(kg/h)
9425.62
立管阻力(Pa) 31246.74
最不利立管阻力(Pa) 31246.74
立管不平衡率(%) 0
立管水力计算表 比摩阻(Pa/m) 111.64 111.64
鸿业空调水管水力计算
鸿业暖通空调软件ACS9.0.20120928 2014/6/20 16:15 异程 异程 1 7 12 54810 9425.62 31246.74
总供回水干管水力计算表 比摩阻(Pa/m) 111.64 111.64
动压(Pa)
259.95 259.95
局阻系数
0 0
沿程阻力 (Pa)
动压(Pa)
259.95 259.95
局阻系数
1 1
沿程阻力 (Pa)
334.93
334.93
局部阻力 (Pa)
259.95
259.95
设备水阻 (Pa) 0
0
总阻力(Pa)
594.88 594.88
环路为公用立管1-楼层1-层内系统1-环路6。
比摩阻(Pa/m)
动压(Pa)
112.69 295.57 193.09 225.08 438.46 401.42 112.69 295.57 193.09 225.08 438.46 401.42 401.42
流量(kg/h)
4859.85 4049.87 3239.9 2429.92 1619.95 809.97 4859.85 4049.87 3239.9 2429.92 1619.95 809.97 809.97
水管管材
镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管 镀锌钢管
1.计算依据 本计算方法理论依据是陆耀庆编著的《供暖通风设计手册》和电子工业部第十设计研究院主编的《空气调节设计手册》。
1.计算依据 本计算方法理论依据是陆耀庆编著的《供暖通风设计手册》和电子工业部第十设计研究院主编的《空气调节设计手册》。
2.计算公式 a.计算摩擦阻力系数的公式采用的是柯列勃洛克－怀特公式。 b.管段损失 ＝ 沿程损失＋局部损失 即：Pg ＝ ΣPl + ΣPd。 c.Pdn ＝ Pd1＋ Σ(Pm×L＋ Pz)。
鸿业空调水管水力计算
设计软件: 计算时间: 室内供回干管形式: 室内公用立管形式:
立管数: 供水温度(℃): 回水温度(℃): 系统总负荷(W): 系统总流量(kg/h): 系统总阻力(Pa):
编号
HG1 HH1
负荷(w)
54810 54810
流量(kg/h)
9425.62 9425.62
水管管材
镀锌钢管 镀锌钢管
187.26 363.12 232.4 226.14 308.92 201.28 187.26 363.12 232.4 226.14 308.92 201.28 201.28
局阻系数
0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
4
沿程阻力 (Pa)
338.08 886.7 579.27 675.24 1315.38 1204.27 338.08 886.7 579.27 675.24 1315.38 1204.27 1204.27
水管管材
镀锌钢管 镀锌钢管
公称直径
70 70
流速(m/s)
0.721 0.721
立管水力计算表 管长(m)
3 3
编号
FG1 FG2 FG3 FG4 FG5 FG6 FH1 FH2 FH3 FH4 FH5 FH6 E6
负荷(w)
28260 23550 18840 14130 9420 4710 28260 23550 18840 14130 9420 4710 4710
编的《空气调节设计手册》。
编的《空气调节设计手册》。