给水排水管道系统 第一章 给水排水管网系统

C
6
R
nM
v2 hf 2 l C R
2 nB v 2 h f 2 y 1 l R
后退
3.2 管渠水头损失计算
二，局部水头损失的计算 1、实际输水系统的管道或管渠经常设有弯头、阀门、格 栅等配件或者构筑物，这些局部障碍物处均匀流遭到破 坏，引起里流速的大小、方向或分布的变化，从而产生 局部阻力，由此产生局部水头损失。 2、公式： v2
舍维列夫公式
g 0.00214 D 0.3 g 0.001824 (1 0.867) 0.3 D 0.3 v v 1.2m / s v 1.2m / s
l v2 hf d 2g
0.00107 2 v l D1.3 v2 0.000912 (1 0.867) 0.3 D1.3 v
3.1 给水排水管网的水流特征
三，均匀流与非均匀流 1、流线：采用欧拉法描述液体运动时，常用形象化的方法 直接在流场中绘出反映流动方向的一系列线条，这就是流 线。 2、均匀流：各流线为平行直线的流动，称为均匀流。
均匀流 非均匀流
3.1 给水排水管网的水流特征
四，压力流与重力流 1、压力流：水在压力下流动。水流阻力大小只与管 道内璧粗糙程度、管道长度和流速有关。 2、重力流：又称非满流，具有自由表面，水面各点 受大气压作用，自由表面的压力为零，因水在重 力作用下流动，所以叫做重力流。 3、给水管道一般为压力流，排水管道一般为重力流。
h p he
Sp Nn
qn p
2，不同型号水泵并联
2
3.3 非满流管渠水力计算
3.3.2 非满流管渠水力计算方法
1、已知流量q，管径D和水力坡度I，求充满度h/D和流速v。 2、已知流量q，管径D和流速v，求充满度h/D和水力坡度I。 3、已知流量q，管径D和充满度h/D，求流速v和水力坡度I。 4、已知流量q，水力坡度I和充满度h/D，求流速v和管径D 。 5、已知管径D，水力坡度I和充满度h/D，求流速v和流量q 。 6、已知管径D，水力坡度I和流速v，求充满度h/D和流量q 。
ns 3.65n Q H 3/ 4
3.5 水泵与水泵水力特性
三、特性曲线：
hp he S p q n p
四、静扬程和阻力系数的确定
he Sp
h q Nq Nh h q
pi e n pi
2n pi 2n pi pi
h pi q n q n pi pi ( q n ) 2 pi
3.5 水泵与水泵水力特性
五，调速水泵水力特性公式：
r hp ( )he S p q n p r0
六，考虑吸水和压水管路阻力后的水泵特性公式：
hp he (S p S g )q n p
3.5 水泵与水泵水力特性
3.5.2 并联水泵水力特性公式 1，同型号水泵并联
3.4 管道的水力等效简化
3.4.1串联或并联管道的简化 1，串联管道的简化
d [ l

i 1
N
li d im
]
1 m
2，并联管道的简化 m n N A，各管段直径不相同时： d ( d i n ) m
i 1
B，各管段直径相同时：
d N di
n m
3.4 管道的水力等效简化
3.4.2 沿线均匀出流的简化
注： — 雷诺数。 Re e — 管壁当量粗糙度
后退
巴甫洛夫斯基公式
Ry C nB 式中: y 2.5 nB 0.13 0.75 R ( nB 0.10) nB — 巴甫洛夫斯基公式粗糙 系数
l v2 hf d 2g
2 nB v 2 h f 2 y 1 l R
后退
曼宁公式
v 1.2m / s v 1.2m / s
后退
海曾-威廉公式
13.16gD0.13 1.852 0.148 Cw q
l v2 hf d 2g
10.67q1.852 h f 1.852 4.87 l Cw D
后退
柯尔勃克-怀特公式
C 17.7 lg( e 4.462 1 e 4.462 0.852 )或 2 lg( 0.875 ) 14.8R Re 3.7 D Re
3.1 给水排水管网的水流特征
五，水流的水头与水头损失 1、定义：水头是指单位重量的流体所具有的机械能，一般用 符号h或H表示，常用单位为米水柱（mH2O），简写为米 （m）。 2、
位置高程所得到的机械 能。 位置水头：因为流体的 水头压力水头：流体因为具 有压力而携带的机械能 。 流速水头：因为流体的 流动速度而具有的机械 能。
D(1 2 R R( D, h / D) h h (1 ) D D h 2COS 1 (1 2 ) D h ) D
二，非满流管渠水力计算公式
1 1 3 v R ( D, h / D) I 2 nM
1 1 q A( D, h / D) R 3 ( D, h / D) I 2 nM 2
l v2 d 2g
3、经验公式：
A、舍维列夫公式：适用于旧铸铁管和旧钢管。 B、海曾-威廉公式：适于较光滑的圆管满流紊流计算，主 要用于给水 管道水力计算。 C、柯尔勃克-怀特公式：适于各种紊流，是适用性和计算精度最高的 公式之一。 D、巴甫洛夫斯基公式：适用于混凝土管、钢筋混凝土管。 E、曼宁公式：适用于明渠或较粗糙的管道。
立式轴流泵 轴伸式轴流泵 贯流式轴流泵 2，轴流泵卧式轴流泵 猫背式轴流泵 电机泵 斜式轴流泵
离心式潜水泵 4，潜水泵轴流式潜水泵 混流式潜水泵
3.5 水泵与水泵水力特性
二，水泵主要参数
1，流量 2，扬程：水泵提供给单位重量水的机械能 3，允许吸上真空高度：水泵吸入口处允许低于大气压的 数值。 4，转速 5，效率：即有效功率与轴功率的比值 6，比转速：水泵转速相当与某一标准叶轮的转数。
3、水头损失：流体克服流动阻力所消耗的机械能。 分为沿程水头损失和局部水头损失。 沿程水头损失：由沿程阻力所引起的水头损失。 局部水头损失：由局部阻力所引起的水头损失。
3.2 管渠水头损失计算
一，沿程水头损失计算 1、达西-魏姿巴赫公式： h f
v2 2、谢才公式： h f C 2 R l
第3章 给水排水管网水力学基础
§3–1 给水排水管网水流特征 §3–2 管渠水头损失计算 §3–3 非满流管渠水力计算 §3–4 管道的水力等效简化
§3–5 水泵与泵站水力特性
3.1 给水排水管网的水流特征
一,流态特征 v d Re k 1、流态的分类：层流和紊流。 2、流态的判别准则：临界雷诺数。 3、紊流的三个阻力特征区：阻力平方区、过渡区和水 力光滑区。 4、流态判别的意义：沿程水头损失计算公式不同。层 流时沿程水头损失与流速的一次方成正比；紊流时 沿程水头损失与流速的1.75~2.0次方成正比。 5、给排水管道中水流一般属于紊流过度区和阻力平方 区。
推导可得： ld
D D 2 C 8gΒιβλιοθήκη 3.5 水泵与水泵水力特性
一，水泵分类：
单级离心泵 单吸离心泵 卧式混流泵 卧式离心泵 双级离心泵 3，混流泵 导叶式混流泵 1，离心泵 双吸离心泵 立式混流泵蜗壳式混流泵 立式离心泵单吸离心泵 双吸离心泵
hm 2g
3、局部阻力系数一般取决于局部障碍的几何形状，固体 壁面的相对粗糙度和雷诺数，即
f (局部阻碍形状， / d， K Re)
3.3 非满流管渠水力计算
一，特性：具有自由表面。
D2 h h h A A( D, h / D) COS 1 (1 2 ) (1 ) 4 D D D
(qt ql ) n1 qtn1 (q aq ) hf k l k t m l l (n 1)d m ql d
令n=2， qt / ql 代入上式求得：
1 a 3
2
3.4 管道的水力等效简化
3.4.3 局部水头损失计算的简化
ld v 2 v2 v2 等效公式： 2 ld 2g D 2g C R
3.1 给水排水管网的水流特征
二，恒定流与非恒定流 1、定义：流场中所有空间上一切运动要素（流速、 压强等）不随时间改变，这种流动成为恒定流， 否则称为非恒定流。恒定流中一切运动要素只与 坐标x，y，z有关。即：
u y u x u z p 0 t t t t
2、给排水管道中水流的运动状态一般为非恒定流， 不过一般按恒定流计算。