水力系统计算
水管水力计算表格
S-35
/
/
/
/
/ R-35
S-36
/
/
/
/
/ R-36
SUM(Pa)
0
36 回
运动粘度 (10-6m2/s) 0.805
水
管
内径 管段长 流 速 阻力
(mm) m
m/s
系数
13 14
15
16
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40
制冷机组
41
热水锅炉
42
热交换器
43 电动调节阀
44
空调箱
45
风机盘管
46
冷却塔
SUM(Pa)
0
水系统总阻力
水系统水力计算
管径 内径 数量 阻力 mm mm (只) 系数
4 567
流量 m3/h
8
流 速 局部阻力
m/s
Pa
9
10
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/
第5讲-1：给水系统水力计算
qg q0 N0b
qg q0 N0b
式中： qg ——计算管段的给水设计秒流量，L/s； q0 ——同类型的1个卫生器具给水额定流量， L/s； N 0 ——计算管段同类型卫生器具数； b ——卫生器具的同时给水百分数，应按 表2-9、表2-10和表2-11采用。
（3）用水集中型公共建筑的设计秒流量计算 注意： 如计算值小于该管段上1个最大卫生 器具给水额定流量时，应采用1个最大的卫 生器具给水额定流量作为设计秒流量。 大便器自闭式冲洗阀应单列计算，当 单列计算值小于1.2L/s时，以1.2L/s计； 大于1.2L/s时，以计算值计。
≤1.0
≤1.2
≤1.5
≤1.8
三、管网水力计算
室内给水管网的水力计算，就是在满足各 配水点用水要求的前提下，确定给水管道 的直径及管路的水头损失，复核室外给水 管网是否满足所需压力，对于设置升压设 备和高位水箱的给水系统，需要根据计算 结果选择设备型号和确定水箱安装高度。 ——目的和任务
1、确定管径
水表和减压阀水头损失估算：
水表的局部水头损失，应按选用产品所给定的压 力损失值计算。在未确定具体产品时，可按下列 情况选用：住宅入户管上的水表，宜取0.01MPa； 建筑物或小区引入管上的水表，在生活用水工况 时，宜取0.03MPa；在校核消防工况时，宜取 0.05MPa。 比例式减压阀的水头损失，阀后动水压宜按阀后 静水压的80％～90％采用；管道过滤器的局部 水头损失，宜取0.01MPa；管道倒流防止器的局 部水头损失，宜取0.025～0.04MPa。
第5讲 给水设计流量与 管道水力计算
一、设计流量
二、设计流速
三、管网水力计算
一、设计流量
给排水水力计算
引言：给排水工程是建筑物的重要组成部分，对于建筑物的正常运行和生命安全具有重要意义。
在给排水设计中，水力计算是一项必不可少的工作。
水力计算可以帮助工程师确定给排水系统的水流速度、压力和管道尺寸，以保证系统的正常运行。
本文将详细介绍给排水水力计算的相关内容，包括流量计算、管道压力计算、管道尺寸确定等。
概述：给排水水力计算是指根据给定的参数和条件，利用水力学原理和公式，计算给排水系统的水流速度、压力、管道尺寸等参数的过程。
水力计算主要用于确定给排水系统中液体的流动情况，以保证系统的正常运行和安全性。
正文：一、流量计算1.流量计算是给排水系统设计的基础。
确定流量可以帮助工程师确定管道的尺寸和泵的选型。
2.流量的计算可以通过公式、图表或计算软件来进行。
常用的计算方法有曼宁公式、肯尼斯公式等。
3.在流量计算中，需要考虑水流的速度、管道的摩阻系数、管道的形状等因素。
4.流量计算还需要考虑到给排水系统的用途和工况要求，如住宅楼的供水、排水需求和工业厂房的给水、排水需求等。
二、管道压力计算1.管道压力计算是为了确定给排水系统中管道的压力，以确保系统的正常运行和管道的安全性。
2.管道压力的计算可以通过公式、图表或计算软件来进行。
常用的计算方法有伯努利方程、能量平衡等。
3.在管道压力计算中，需要考虑管道的摩阻、流速、管道的材料、管道的尺寸等因素。
4.管道压力计算还需要考虑到给排水系统的用途和工况要求，如供水系统的最小压力要求、排水系统的排放高度要求等。
三、管道尺寸确定1.管道尺寸的确定是为了满足给排水系统流量计算和管道压力计算的要求，并保证系统的正常运行和安全性。
2.管道尺寸的确定需要考虑到流量、流速、管道的材料、管道的摩阻系数等因素。
3.常用的管道材料有铸铁、钢、聚氯乙烯等，不同材料的管道有不同的摩阻系数。
4.管道尺寸的确定还需要考虑到工程经济性和材料供应的可行性。
四、水泵选型1.水泵选型是为了满足给排水系统的流量要求和管道压力要求，并确保系统的正常运行。
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。
给水系统水力计算的方法步骤
（2）水泵直接供水 水力计算的目的：根据计算系统所需压力和设计秒流量选泵。 （3）水泵水箱联合
2）根据管网水力计算的结果校核水箱的安装高度； 2）不能满足时，可采用放大管径、设增压设备、增加水 箱的安装高度或改变供水方式等措施； 3）根据水泵～水箱进水管的水力计算结果选泵。 5．确定非计算管路各管段的管径； 6．若设置升压、贮水设备的给水系统，还应对其设备进行 选择计算。
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计算结 果分析
计算非计算 管路管径
选加压、 储水设备
二、水力计算的方法步骤
首先根据建筑平面图和初定的给水方式，绘给水管道平面布 置图及轴测图，列水力计算表，以便将每步计算结果填入表内， 使计算有条不紊的进行。
１．根据轴测图选择最不利配水点，确定计算管路，若在轴 测图中难判定最不利配水点，则应同时选择几条计算管路，分 别计算各管路所需压力，其最大值方为建筑内给水系统所需的 压力；
２．以流量变化处为节点，从最不利配水点开始，进行节点 编号，将计算管路划分成计算管段，并标出两节点间计算管段 的长度；
3．根据建筑的性质选用设计秒流量公式，计算各管段的设 计秒流量；
4．绘制水力计算表，进行给水管网的水力计算； （1）外网压力直接供水，计算目的是验证压力能否满足系 统需要。
1）依次计算H1、H2 、 H3 、 H4 ，并计算系统所需压力H； 2）当室外给水管网压力H0≥H 时，原方案可行； 3）当室外给水管网压力H0略大于或略小于H 时，适当放大 管径，降低水头损失，确保方案可行；
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2.4.5 水力计算的方法步骤som Nhomakorabeathing
建筑内部给水系统的水力计算
用水定额 用水定额是指，用水对象单位时间内所需用水 量的规定数值，是确定建筑物设计用水量的主要参 数之一。 其数值是在对各类用水对象的实际耗用水量进 行多年实测的基础上，经过分析，并且考虑国家目 前的经济状况以及发展趋势等综合因素而制定的， 以作为工程设计时必须遵守的规范。 合理选择用水定额关系到给排水工程的规模和 工程投资。
qg n0 q0 b
式中:
—— 计算管段中的设计秒流量（L/s）； —— 同类型卫生器具数； —— 同一类型一个卫生器具给水额定流量； 根据设计手册确定（L/s）； —— 卫生器具的同时给水百分数 % ； 设计时按按设计手册确定；
建筑内部给水系统的水力计算 工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、 4.1.1 影剧院、体育馆等建筑设计秒流量计算公式
关于卫生器具的同时给水百分数b：
例某一管段上连接有n0个卫生器具,如按下面公式 进行计算：
[qd ] n0 qmax L / S
式中: —— 某管段的输配流量 （L/s）；
—— 室内某管段及其以后管段的某一种卫生
器具数；
—— 该种器具的最大单位出水量（L/s）。
建筑内部给水系统的水力计算 1.5.2 应按下式计算： 住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量
建筑内部给水系统的水力计算
1.5.1 确定管径
根据建筑物性质和卫生器具当量数来计算各管段 的设计秒流量，根据流量计算公式，已知流速、流量， 即可确定管径：
qg
d 2
4
v
d
4q g
v
—— 计算管段的设计秒流量m3/s ；
—— 计算管段内的流速，m/s； —— 计算管段的管径 m。
建筑内部给水系统的水力计算
给水排水管道系统水力计算
e （ mm ）
平均 0.003 0.03 0.06 0.15 0.3 0.6 3 15 150
（ 4 ）巴甫洛夫斯基公式 巴甫洛夫斯基公式适用于明渠流和非满流管道的计算，公式为：
C
R
y
nb 0.10
3-3 。
（ 3-11 ）
式中： y
2.5 nb
0.13 0.75 R
nb
nb — 巴甫洛夫斯基公式粗糙系数，见表
2
A 和水力半径 R 的值 （表中 d 以 m 计） 充满度 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 过水断面积 A （ m 2） 0.4426 d 0.4920 d 0.5404 d 0.5872 d 0.6319 d 0.6736 d 0.7115 d 0.7445 d 0.7707 d 0.7845 d
图 3-1 无压圆管均匀流的过水 断面
3-1 所示。设其 ， 称为充满度，
h d
sin
2
4
所对应的圆心角 素之间的关系为：
称为充满角。由几何关系可得各水力要
过水断面面积：
A
湿周：
d
2
8
sin
（ 3-16 ）
d 2
水力半径：
（ 3-17 ）
R
所以
d 4
1
sin
（ 3-18 ）
2
v
2
1 d n 4 sin
将（ 3-11 ）式代入（ 3-2 ）式得：
hf
nb v R
2
2
2y 1
l
（ 3-12 ）
常用管渠材料粗糙系数
nb 值
管渠材料
1-4建筑给水系统水力计算
0.42 1.09 1.60 2.02 2.39 2.73 3.05 3.35 3.63 3.91 4.17 6.52
6.45 25.8 51.6 77.4 103.2 129.0 154.8 180.6 206.4 232.2 258.0 738.0 996.0
0.53 1.09 1.59 1.98 2.33 2.64 2.93 3.21 3.46 3.71 3.95 8.33 9.91
作业2
U0
Ng
3.0
3.5
4.0
4.5UqgU来自qgUqg
U
qg
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2.3 给水设计秒流量
2.3.1***当前我国使用的生活给水管网设计秒流 2.3.1***当前我国使用的生活给水管网设计秒流 量的计算公式 集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、 2. 集体宿舍、旅馆、宾馆、医院、疗养院、 幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、 幼儿园、养老院、办公楼、商场、客运站、 会展中心、中小学教学楼、 会展中心、中小学教学楼、公共厕所等建 筑的设计秒流量计算公式
T
—— 建筑物用水时间
最大小时用水量用于确定水泵流量和高位水箱容积等。 最大小时用水量用于确定水泵流量和高位水箱容积等。
1-4建筑给水系统计算
4.3 给水系统压力计算
1、给水压力计算 、
H = H1 + H2 + H3 + H4
2、民用建筑生活给水压力估算（h=3.5米以内） 、民用建筑生活给水压力估算（ 米以内） 米以内 1层 100 Kpa 层 4层200 Kpa 层 2层 120 Kpa 层 5层240 Kpa 层 3层 160 Kpa 层
qd
1-4建筑给水系统计算
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附录2 水力系统计算
1.低压管道灌溉系统设计
1.1灌溉制度与灌水周期
（1）灌水定额
根据项目区的土壤条件，灌溉实验资料及当地实际灌水经验，参照小麦关键生育阶段的需水情况，田间持水量取0.24，确定作物灌水定额。
m=667Hγ(β1-β 2 ) /η田
式中：m—灌水定额（m3/亩）；
H—计划湿润层深度（m），取0.6m;
r—土层内平均干容重（t/ m3）;取1.4
β1—适宜土壤含水量上限，取田间持水量的90%；
β2—适宜土壤含水量下限，取田间持水量的60%；
η田—田间水的有效利用系数，取0.85。
经计算，小麦抽穗期净灌水定额为47m3/亩，即70mm。
按管系水利用系数0.95计算，毛灌水定额为50m3/亩。
（2）设计灌水周期
计算公式：T＝mη/Ep
式中：T……灌水周期（天）；
m……设计灌水定额（mm）；
η……田间水利用系数为0.85；
Ep……作物日需水量（mm/d取大田作物日需水量为5.5mm）。
灌水周期：大田作物T＝70×0.85/5.5=10.8（d）
（3）灌溉制度的拟定
根据理论计算，参照项目区不同作物需水规律和农民群众灌溉经验，制定项目区主要作物灌溉制度详见表2-1。
表2-1 不同作物计划采用的节水灌溉制度
表2-2 灌溉用水量计算表
(3)管道设计流量
计算公式：Q＝10mA/Ttη
式中:Q……管道的设计流量（m3/h）；
m……设计灌水定额（mm）；
A……控制灌溉面积（hm2）；
T……灌水周期（天）；
t……每天灌水小时数（小时），t取12小时；
η…… 灌溉水利用系数（取0.85）
根据《低压管道输水技术规范》2.4.8节，并结合当地灌溉情况，Q＝10mA/Ttη=（10×60×60）÷（15×9.3×12×0.85）=25 m3/h,确定管道设计流量为40m3/h。
1.2确定管径
采用经济流速来确定管径，计算公式为：d=1.13 (Q/V)1/2
根据《低压管道输水技术规范》选用经济流速V=1.2m/s，经计算d＝0.109m，故选用外径为110mm,内径为105mm的聚丙管材。
1.3管网的布置形式及运行方式
管道分为干、支两级，均为固定聚丙烯管，埋入深度0.8m，支管沿种植方向布置，间距为70m，共4条，出水口间距为35m，出水口为双向分水。
干管垂直于支管布置。
管道水量集中供给一个出水口，待该出水口运行完毕后，再集中供给另一个出水口，依照灌水计划轮流进行灌溉。
按照土壤条件及入畦流量，设计灌水畦长35m,畦宽2m。
具体布置形式详见乐亭县节水灌溉项目管道布置设计图。
1.4出水口工作时间
t＝（a×b×m）/(1000×Q)
式中：t……出水口工作时间（h）；
a……出水口间距（m）；
b……支管间距（m）；
m……设计灌溉定额（mm）；
Q……出水口设计流量（m3/h）。
经计算，出水口工作时间为3.7h，本系统总计16个出水口，一次运行1个出水口。
出水口1次工作时间3.7h，系统日运行12h，轮
灌周期16×3.7/12＝4.9＜9.3天，满足设计要求。
1.5管道水力计算
(1)国产塑料管的水力计算公式采用下式：
H干、支＝9.48×104×L×Q1.77／d4.77
式中：Q……设计流量（m3/h）；
L……管道长度（m）；
d……管道内径（mm）；
h干、支……沿程水头损失（m）。
经计算h干、支＝9.48×104×345×401.77／1054.77=5.1m
(2)泵管水力计算
H f=6.25×105×L×Q1.9/d5.1
式中：H f----沿程水头损失（m）；
Q----设计流量（m3/h）；
d----管径90(mm)；
L----计算管道长度15（m）。
h泵管＝6.25×105×15×401.9／1055.1=0.51m。
考虑到塑料管埋设地下，地形局部起伏，所以管节连接间难以平直，有部分管件，由此增加部分水头损失和局部水头损失，计算值按沿程水头损失的0.2系数计算，经计算经计算干、支总水头损失为6.12m，泵管水头损失为0.51m。
1.6机泵的选型
低压管道输水灌溉系统设计扬程确定：
H＝h干、支+H泵+Δh+ΔH+ΔZ
式中：H－设计扬程（m）；
H干、支－干、支管总水头损失（m）；
H泵－泵管总水头损失（m）；
Δh－出水口工作压力（m），一般为0.3m；
ΔH－备用扬程，一般为2.0m；
ΔZ－动水位埋深（m），取15.0m；
经计算，设计扬程H=23.9m。
选用效率较高的QJ井用潜水电泵，根据设计扬程和流量选择具体的水泵型号，选用200QJ40-26，配套功率为5.5Kw。