第04章-导水机构的水力设计汇总
水工设计的知识点总结
水工设计的知识点总结1. 水资源调查与评价在进行水工设计之前，首先需要对水资源进行调查与评价。
包括水资源的分布情况、可利用量、水质情况等。
通过水资源调查与评价，可以了解到水资源的基本情况，为后续设计提供依据。
2. 地质勘察在进行水工设计时，地质条件是一个非常重要的因素。
地质勘察可以了解到地下水的情况、地质构造、地下水位等信息，为水工设计提供地质基础数据，保证工程的安全性。
3. 水文观测水文观测是指对水文条件进行观测和记录，包括降雨量、蒸发量、径流量等。
水文观测可以提供水文数据，为水工设计提供依据。
4. 地形测量地形测量是指通过测量手段对地形地貌进行测量和记录，包括地形特征、地势倾斜、地表高程等。
地形测量可以提供地形数据，为水工设计提供依据。
5. 水库坝基础设计水库坝基础设计是指在建设水库坝之前，需要对水库坝基础进行设计。
包括地基承载力计算、基础形式选择、抗滑稳定分析等。
水库坝基础设计需要考虑地质条件、地下水位、坝体自重、渗流压力等因素。
6. 水坝设计水坝设计是指对水坝的形式、尺寸、坝体结构、坝基稳定等进行设计。
水坝设计需要考虑地质条件、水文条件、坝体稳定等因素。
7. 水泵站设计水泵站设计是指对水泵站的选址、水泵选型、管道布置、管道流量等进行设计。
水泵站设计需要考虑水源地的情况、输水距离、输水高度等因素。
8. 灌溉系统设计灌溉系统设计是指对农田的灌溉系统进行设计，包括灌溉方式、灌溉周期、灌溉水量等。
灌溉系统设计需要考虑土壤情况、作物需水量、渗漏损失等因素。
9. 排水系统设计排水系统设计是指对城市、农田等区域的排水系统进行设计，包括排水管道、排水泵站、雨水排放等。
排水系统设计需要考虑地形条件、降雨情况、地下水位等因素。
10. 可持续发展考虑在进行水工设计时，需要考虑可持续发展因素。
包括生态环境保护、水资源保护、节约能源等。
水工设计需要综合考虑经济、环境、社会等多方面因素，保证工程的可持续发展。
总之，水工设计是一个综合性的工程，需要考虑的因素非常多。
水电制作知识点总结大全
水电制作知识点总结大全导言水力发电是利用水流能转换成电能的过程。
在水力发电厂中，水被引入水轮机中，水轮机产生的机械能，再通过发电机转换成电能。
在这个过程中，水的能量被有效地利用起来，可以为人们提供清洁、可再生的能源。
在本文中，我们将总结水电制作的相关知识点，包括水力资源的评估、水力发电的原理、水电站的设计和建设等方面的知识点。
希望这篇文章能够帮助有兴趣了解水力发电的读者更深入地了解这一领域的知识。
一、水力资源的评估1.1 水力资源的概念水力资源是指通过水流来获取能量的一种资源，其主要形式包括江河湖泊的水流和地下水的水流。
水力资源的开发利用可以为人们提供清洁、可再生的能源，对于缓解能源紧缺问题具有重要意义。
1.2 水力资源的类型根据水流的规模和强度，水力资源可以分为小水电、中水电和大型水电。
小水电是指装机容量在1万千瓦以下的水电站，中水电是指装机容量在1-10万千瓦的水电站，大型水电是指装机容量超过10万千瓦的水电站。
1.3 水力资源的评价方法为了评估水力资源的利用潜力，需要进行水文水资源测算和水力资源勘探。
水文水资源测算包括降水、蒸发、径流的测算，水力资源勘探包括水位观测、水文站的建设和水电站选址等方面的工作。
1.4 水力资源的利用要求在利用水力资源进行发电时，需要考虑水资源的可靠性和稳定性。
从地质条件、水文水资源、土壤条件和环境保护等方面来对水力资源进行详细的调查评价，以保证水力资源的可持续利用。
二、水力发电的原理2.1 水力发电的基本原理水力发电的基本原理是利用水流的动能驱动水轮机转动，再通过转动的水轮机带动发电机发电。
水流的动能可以通过水轮机转化成机械能，再通过发电机转化成电能。
2.2 水轮机的工作原理水轮机是将水流的动能转换成机械能的装置，其工作原理是利用水流对叶轮的冲击力，驱动叶轮转动，再通过叶轮转动带动转子转动，从而产生机械能。
2.3 发电机的工作原理发电机是将机械能转化成电能的装置，其工作原理是利用电磁感应原理，通过转子在磁场中的旋转产生感应电动势，从而产生电能。
给水排水管道系统水力计算基础
53
in Montpellier, France.
海流測量之儀器與方法
• 阻抗式﹕根據海流流速大小與產生之拖曳力成正比之關係而設計，，(a)圖為 CBI 擋流板式(Chesapeake Bay Institute Drag)，(b)圖則為Savonius轉子(Rotor)方 式，RCM海流儀即為後者方式。
38
二、明渠的底坡
渠底与纵剖面的交线称为渠底线，常用符号i来表示。
i sin Z1 Z 2
l'
当底坡较小时：
i sin tg Z1 Z 2
l
在工程中明渠底坡可能有三种情况：
i 0 ，称为正坡（或顺坡）；
i 0 ，称为平坡； i 0 ，称为负坡（或逆坡、反坡）
给水排水管网中局部水头损失一般不超过沿 程水头损失的5%，常忽略局部水头损失的影响， 不会造成大的计算误差。
15
3．2．4水头损失公式的指数形式
有利于管网理论分析，便于计算机程序设计。 1．沿程水头损失公式的指数形式为：
hf hf
kqn l Dm
aqnl
式中
k、n、m——指数公式参数； a——比阻，即单位管长的摩
阻系数，a
k Dm
;
hf s f qn
sf
— —摩阻系数，s f
al
kl 。 Dm
16
2．局部水头损失公式的指数形式为：
hm sm q n
式中 Sm——局部阻力系数；
3．沿程水头损失与局部水头损失之和
hg hm h f (sm s f )qn sg qn
一级消防工程师消防水力学知识
一级消防工程师消防水力学知识关键信息项1、消防水力学的基本概念和原理水的物理性质：包括密度、温度、压力等对水力学的影响。
水流的类型：如层流、紊流的特点和区别。
水的能量形式：势能、动能、压力能的定义和相互关系。
2、消防水系统中的水力学参数流量：计算方法和单位。
压力：静压、动压、全压的概念和测量。
水头损失：沿程水头损失和局部水头损失的计算和影响因素。
3、消防水枪和喷头的水力学性能喷射形式：直流、喷雾等的特点和适用场景。
射程和覆盖范围：与压力、流量的关系。
雾化效果：评估指标和影响因素。
4、消防给水管网的水力学分析管径选择：依据流量和压力的计算。
管网布置：对水力学性能的影响。
阀门设置：控制水流和压力的作用。
5、消防水池和水箱的水力学设计容积计算：满足消防用水量的要求。
水位控制：保证供水的可靠性。
进出水管道设计：避免水的倒流和漩涡。
11 消防水力学的基本概念和原理111 水是消防灭火中最常用的灭火剂之一，了解水的物理性质对于正确运用消防水系统至关重要。
水的密度会随着温度和压力的变化而略有改变，一般情况下，在常温常压下，水的密度约为 1000 千克/立方米。
温度升高时，水的密度会减小；压力增大时，水的密度会略有增加。
112 水流的类型主要分为层流和紊流。
层流是指水流中各质点有规律地分层流动，互不干扰，水头损失与流速的一次方成正比。
紊流则是水流中各质点的运动轨迹极不规则，相互混杂，水头损失与流速的平方成正比。
在消防水系统中，通常会出现从层流到紊流的过渡。
113 水的能量形式包括势能、动能和压力能。
势能与水的位置高度有关，动能与水流的速度有关，压力能则与水所受的压力有关。
这三种能量在水的流动过程中可以相互转换，但总能量保持不变。
12 消防水系统中的水力学参数121 流量是指单位时间内通过某一过水断面的水的体积，常用单位为升/秒（L/s）或立方米/小时（m³/h）。
流量的计算可以通过管道截面积和流速相乘得出。
水力设计报告范文
水力设计报告范文一、引言水力设计是通过分析水文水资源情况、地理环境、工程经济等因素，确定水利工程的设计参数和方案。
本报告旨在介绍一个典型的水力设计项目，并详细阐述其设计过程和结果。
二、项目概况该项目位于XX省某市，主要目的是解决当地水资源的供需矛盾。
项目规模为XX立方米每秒，涉及水库、引水渠道、供水管网等主要工程。
三、设计参数确定3.1 水文数据分析通过收集当地历史水文数据，分析河流径流量、水质、洪水量等相关信息。
结合当地气候特点，确定设计年径流量和洪水标准等参数。
3.2 工程经济分析根据项目投资额、供水需求量、水资源保护成本等因素，利用现金流量法等经济分析方法，确定项目的经济可行性指标，包括净现值、内部收益率等。
四、设计方案确定在确定设计参数的基础上，通过多种方案的比较，确定最佳设计方案。
设计方案包括水库的型式和容积、引水渠道的走向和规模、供水管网的布置等。
五、工程计算与分析5.1 水库设计根据设计参数和地质条件，进行水库容量计算、设防洪水位确定、泄洪能力分析等。
通过水文模型和地质勘察数据，进行稳态和非稳态渗流分析，确定水库围堰、坝基稳定性等。
5.2 引水渠道设计根据设计参数和地形条件，进行引水渠道的衰减计算、流量计算、水头损失计算等。
通过水力模型试验，优化渠道的截面和流速，确保引水的安全、稳定。
5.3 供水管网设计根据供水需求和地理条件，进行供水管网的流量计算、压力计算、管径选择等。
通过模拟软件分析供水管网的稳定性、自洁能力等，优化管网布局，保证供水质量。
六、设计结果与结论根据设计计算和分析，得出以下结果与结论：6.1 水库设计容量为XX万立方米，坝型为XX型，具有较好的抗洪性能和生态保护功能。
6.2 引水渠道采用XX型截面，确保了引水的稳定供应和输水的高效率。
6.3 供水管网通过管径合理选择和优化布局，满足了供水需求，保证了水质和供水安全。
七、结语水力设计是保障当地水资源供需平衡的重要手段，本项目通过合理确定设计参数、优化设计方案和精确计算分析，为解决当地水资源问题提供了有效的方案和基础数据。
给水排水管道系统水力计算汇总
第三章给水排水管道系统水力计算基础本章内容：1、水头损失计算2、无压圆管的水力计算3、水力等效简化本章难点：无压圆管的水力计算第一节基本概念一、管道内水流特征进行水力计算前首先要进行流态的判别。
判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。
对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。
二、有压流与无压流水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。
水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。
从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多三、恒定流与非恒定流给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。
四、均匀流与非均匀流液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。
从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。
对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。
均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。
对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。
第04章-导水机构的水力设计
二、导叶出流角α0 导叶出口边处骨线与圆周方向的夹角称为导叶出口角 αd。在稠密的导叶叶栅中，导叶的出口角就是水流的 出流角，并称为导叶出流角α0
不同翼型的导叶 a）负曲率导叶 b）对称形导叶 c）正曲率导叶
注意：
决定水轮机过流量和转轮前水流运动状况的主要因 素不是导叶开度a0，而是导叶出口角αd ！
本章的主要内容
导水机构的类型
径向式导水机构的几何参数 径向式导水机构的水动力学参数
径向式导水机构的水力设计
水轮机的流量调节方程式：
Q r22
h gH
1 r ctg 0 2 ctg 2e 2b0 A2
改变导叶高度b0调节水轮机流量：圆筒闸门 式导水机构 改变导叶α0调节水轮机流量：导叶式导水 机构
不同比转速的水轮机具有不同的b0值。 消除水轮机尺寸的影响。
Hghs = cu 1u1 - cu 2u 2 w Hghs = ( G1 - G2 ) 2p qV nD Q11 = 2 n 11 = D H H
ns =
n P H
5 4
ns = 3.13n11 Q11
b0 Q11n 11 tan a 0 = D1 60hs g
小型水轮机的导叶数可由相关文献查到。ຫໍສະໝຸດ 第四节 径向导水机构的水力设计
对水头为40～150m的不同比转速水轮机导水机构， 可以采用同一正曲率导叶翼型。
高比转速轴流式水轮机导水机构 采用标准化的对称型翼型导叶。
导叶相对高度与比转速和最大开度之间的关系
结论： 水轮机的比转速越高，要求采用的导叶相 对高度及最大相对开度越大。 低比转速水轮机的最大开度比高比转速小 二到三倍。 不同比转速水轮 机的导叶相对开 度和最大相对开 度（限制工况点 的相对开度）。
水工建筑物 知识点汇总
水利水电工程建筑物授课教案章节名称第四章水闸教学日期第二学期授课教师姓名职称授课时数 22本章的教学目的与要求掌握水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用；掌握水闸孔口设计的影响因素分析和计算方法；掌握消能防冲设计中水闸下游不利水流流态及相应的防止措施；掌握防渗排水设计中水闸地下轮廓线长度拟定、布置、渗流计算方法和防渗排水措施；水闸的布置与构造；在闸室稳定应力分析中，重点从荷载计算、稳定应力分析方法等方面比较与重力坝的异同。
了解水闸布置与构造、闸室结构计算内容及方法等方面的内容。
授课主要内容及学时分配掌握水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用（2学时）；掌握水闸孔口设计的影响因素分析和计算方法（4学时）；掌握消能防冲设计中水闸下游不利水流流态及相应的防止措施（4学时）；掌握防渗排水设计中水闸地下轮廓线长度拟定、布置、渗流计算方法和防渗排水措施（6学时）；水闸的布置与构造（2学时）；在闸室稳定应力分析中，重点从荷载计算、稳定应力分析方法等方面比较与重力坝的异同（2学时）。
了解水闸布置与构造、闸室结构计算内容及方法等方面的内容（2学时）。
重点和难点水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用，水闸孔口设计的水闸孔口设计，如何不知谁炸的消能防冲设计，水闸的渗流计算，水闸的整体布置。
思考题和作业1．水闸按其承担的任务和结构形式分为哪些类型？水闸的工作特点如何？2．水闸的组成部分及各组成部分的作用是什么？3．水闸孔口设计的影响因素有哪些？如何确定？4．水闸下游不利水流流态及相应的防止措施是什么？5．何谓水闸地下轮廓线？其长度如何拟定？布置方式有哪些？6．试述用“改进阻力系数法”计算闸底板下渗压力和渗透坡降的方法步骤。
7．试述水闸荷载计算和稳定应力分析方法与重力坝有何异同？8．试述闸门、启闭机的分类与选型方法如何?9．水闸两岸连接建筑物的型式有哪些? 如何选用？10．闸室结构计算的内容有哪些? 试述有限深的“弹性地基梁法”的计算步骤？第四章水闸§4～1 水闸的类型和工作特点一、类型（一）概念：水闸是一种利用闸门的启闭来调节水位，控制流量的低水头水工建筑物。
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二、导叶出流角α0
导叶出口边处骨线与圆周方向的夹角称为导叶出口角
αd。在稠密的导叶叶栅中，导叶的出口角就是水流的 出流角，并称为导叶出流角α0
不同翼型的导叶
a）负曲率导叶 b）对称形导叶 c）正曲率导叶
注意：
决定水轮机过流量和转轮前水流运动状况的主要因 素不是导叶开度a0，而是导叶出口角αd ！
第一节 导水机构的类型
一、径向式导水机构 又称圆柱式导水机构
特点：导叶传动机构为平面运动机构，结构较简单。
二、斜向式导水机构 又称圆锥式导水机构
用途：灯泡式水轮机
三、轴向式导水机构 又称圆盘式导水机构
用途：全贯流式水轮机
第二节 径向式导水机构的几何参数
一、导叶开度a0
从一个导叶 的出口边到 相邻导叶表 表面最短距 离 D0：导叶轴线 分布圆的直径
不同比转速水轮 机的导叶相对开 度和最大相对开 度（限制工况点 的相对开度）。
ns
nP H 54
大中型水轮机的导叶数 与转轮直径的关系
转轮标称直径D1(m) <1.0
1.0~2.25 2.5~8.5 9.0以上
导叶数Z0 12 16 24 32
小型水轮机的导叶数可由相关文献查到。
第四节 径向导水机构的水力设计
Hg s cu1u1 cu2V D2 H
n11
nD H
ns
nP H 54
ns 3.13n11 Q11
b0 D1
tan
0
Q11n11 60 sg
导叶相对高度与比转速和最大开度之间的关系
结论： ➢ 水轮机的比转速越高，要求采用的导叶相 对高度及最大相对开度越大。
➢ 低比转速水轮机的最大开度比高比转速小 二到三倍。
对水头为40～150m的不同比转速水轮机导水机构， 可以采用同一正曲率导叶翼型。
高比转速轴流式水轮机导水机构 采用标准化的对称型翼型导叶。
本章的主要内容
➢ 导水机构的类型 ➢ 径向式导水机构的几何参数 ➢ 径向式导水机构的水动力学参数 ➢ 径向式导水机构的水力设计
水轮机的流量调节方程式：
Q
r22
h gH
1
2b0
ctg 0
r2 A2
ctg 2e
改变导叶高度b0调节水轮机流量：圆筒闸门 式导水机构
改变导叶α0调节水轮机流量：导叶式导水 机构
具有不同翼型导 叶的导水机构的 Q1’与a0的关系
1-负曲率翼型 2- 对称翼型 3-正曲率翼型
Q11
qV D2 H
三、导叶高度b0 决定了流入转轮的水流的过水断面面积.
导叶相对高度 b0
注意：
b0
b0 D1
➢ b0根据导水机构中水力损失最小的原则来确定。 ➢ 对几何相似水轮机，b0值相同。 ➢ 不同比转速的水轮机具有不同的b0值。 ➢ 消除水轮机尺寸的影响。