给水排水管道系统 第一章 给水排水管网系统

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。
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。
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
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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
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。
(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
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
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
3.1 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。
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
3.4 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
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。
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
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。
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
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
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
h p he
Sp Nn
qn p
2，不同型号水泵并联
推导可得： ld
D D 2 C 8g
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
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 。