有压引水系统水力计算
水力计算公式选用
1． 常用的水力计算公式：供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有:达西（DARCY ）公式：gd v l h f 22**=λ（1）谢才（chezy ）公式：i R C v **= （2）海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式：87.4852.1852.167.10dC lQ h h f ***= （3） 式中h f ------------沿程损失，mλ―――沿程阻力系数 l ――管段长度，md-----管道计算内径，mg----重力加速度，m/s 2C----谢才系数 i----水力坡降； R ―――水力半径，mQ ―――管道流量m/s 2v----流速 m/sC n ----海澄――威廉系数其中大西公式，谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。
海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。
三种水力计算公式中 ，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。
2． 规范中水力计算公式的规定3． 查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力计算公式也有所差异，见表1：表1 各规范推荐采用的水力计算公式4． 公式的适用范围： 3．1达西公式达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。
公式中沿程阻力系数λ值的确定是水头损失计算的关键，一般采用经验公式计算得出。
舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（）公式均是针对工业管道条件计算λ值的著名经验公式。
舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用教广. 柯列勃洛可公式)Re 51.27.3lg(21λλ+∆*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式,该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合,适用范围为4000<Re<108.大量的试验结果表明柯列勃洛克公式与实际商用圆管的阻力试验结果吻合良好,不仅包含了光滑管区和完全粗糙管区,而且覆盖了整个过渡粗糙区,该公式在国外得到及为广泛的应用.布拉修斯公式25.0Re 316.0=λ是1912年布拉修斯总结光滑管的试验资料提出的,适用条件为4000<Re<105,一般用于紊流光滑管区的计算. 谢才公式该式于1775年由CHEZY 提出,实际是达西公式的一个变形,式中谢才系数C 一般由经验公式y e R n C *=1计算得出,其中61=y 时称为曼宁公式,y 值采用)1.0(75.013.05.2---=n R n y (n 为粗糙系数)公式计算时称为巴浦洛夫斯基,这两个公式应用范围均较广.就谢才公式本身而言,它适用于有压或无压均匀流动的各阻力区,但由于计算谢才系数C 的经验公式只包括反映管壁粗糙状况的粗糙系数n 和水力半径R,而没有包括流速及运动年度,也就是与雷诺数Re 无关,因此该式一般仅适用于粗糙区.曼宁公式的适用条件为n<,R<;巴浦洛夫斯基公式的适用条件为≤R ≤3m;≤n ≤.海澄-威廉公式是在直径≤工业管道的大量测试数据基础上建立的著名经验公式,适用于常温的清水输送管道,式中海澄-威廉系数Ch 与不同管材的管壁表面粗糙程度有关.因为该式参数取值简单,易用,也是得到广泛应用的公式之一.此公式适用范围为光滑区至部分粗糙度区,对应雷诺数Re 范围介于104-2*106. 通过对各相关规范所推荐计算公式的比较,除混凝土管仍然推荐采用谢才公式外,其它管材大多推荐采用达西公式.在新版《室外给水设计规范》中取消舍维列夫公式的相关条文,笼统采用达西公式,但未明确要求计算λ值采用的经验公式.由于舍维列夫公式是建立在对旧钢管及旧铸铁管研究的基础上,然而现在一般采用的钢或铸铁材质管道,内壁通常需进行防腐内衬,经过涂装的管道内壁表面均比旧钢管,旧铸铁管内壁光滑得多,也就是Δ值小得多,采用舍维列夫公式显然也就会产生较大得计算误差,该公式得适用范围相应较窄.经过内衬得金属管道采用柯列勃洛克公式或谢才公式计算更为合理.PVC-U,PE 等塑料管道,或者内衬塑料得金属管道,因为其内壁Δ值很低,一般处于管道流态大多位于紊流光滑区,采用适用光滑区得布拉修斯公式以及柯列勃洛克公式一般均能够得到与实际接近得计算结果.因此, 《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得且与《室外给水设计规范》并不矛盾.海澄-威廉公式可以适用于各种不同材质管道得水力计算,其中海澄-威廉系数Ch 得取值应根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道,其海澄-威廉系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据,合理取用.因此,无论采用达西公式,谢才公式或者海澄-威廉公式计算,不同管材得差异均表现在 管内壁表面当量粗糙程度得不同上,各公式中与粗糙度相关系数得取值是影响计算结果得重要因素.值得一提得是,同种材质管道由于采用不同得加工工艺,其内表面得粗糙度也可能有所差异,这一因素在设计过程种也应重视(常用管材得粗糙度系数参考值见表2) 表2 常见管材粗糙度相关系数参考值管径对选择计算公式得影响 根据雷诺数计算公式vVdRe ,雷诺数与流速v,管径d 成正比,与运动粘度成反比,因此对应管道得不同设计条件应对所使用计算公式得适用范围进行复核.保证计算得准确性.大多说供水工程得设计按照水温10℃,运动粘度*10-5 m 2/s 得条件考虑,因此雷诺数实际受流速及管道口径得影响.以塑料管道为例,在正常设计流速范围条件下,管道内径大于100mm 时,虽然管道仍然处于紊流光滑区,但其雷诺数Re>105,也就是说已经超出了布拉修斯公式得适用范围,而且误差大小与雷诺数成正比.对PVC-U 管,采用布拉修斯公式与柯列勃洛克公式对比计算,当管内径为500mm ,流速 m/s 时,采用布拉修斯公式得出得水力坡降比柯列波列克得结果低11%以上.采用《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》推荐得修正公式与柯式对比计算,修正公式计算结果,小口径管偏安全,中等口径与柯式符合较好,大口径管得负误差达5%以上.因此笔者认为,大口径塑料管或采用塑料内衬管不宜采用布拉修斯公式计算,而更宜于采用如柯列波洛克公式等适用条件更宽得其它经验公式,或应通过试验等对其进行修正.与上述情况类似,采用谢才公式计算时,如果管道内径大于2m 时则不采用曼宁公式计算谢才系数.如果采用巴甫洛夫斯基公式,其适用管径可以达到12m,对一般输水工程管道已完全足够了.海澄-威廉公式的数据基础是WILLIAMS 和HAZEN 在大量工业管道现场或试验测量或得的.该公式因为简单易用,被广泛运用在管网水力计算中,国内外不少管道水力计算软件均采用该公式编制.由此可见,对于口径大于2m 得管道应尽量避免采用海澄-威廉公式计算以策安全.6.值得提出得是,上述所有水力计算公式中采用得管径均为计算内径,各种管道均应采用管道净内空直径计算,对于采用水泥砂浆内衬得金属管道应考虑内衬层厚度得影响.大口径管道计算应尽量避免采用海澄-威廉公式,建议采用柯列勃洛克公式计算,大量试验结果证明该公式计算结果与实际工业管道符合性好,水力条件适用范围广,虽然运用该式需要进行多次迭代计算才能得到λ值,较为麻烦,不过运用计算机简单编程既能方便地得到较为准确地结果,手工计算时也可以通过查表或者查询蓦迪图辅助计算.。
有压引水系统水力计算
一、设计课题水电站有压引水系统水力计算。
二、设计资料及要求1、设计资料见《课程设计指导书、任务书》；2、设计要求： （1）、对整个引水系统进行水头损失计算； （2）、进行调压井水力计算球稳定断面； （3）、确定调压井波动振幅，包括最高涌波水位和最低涌波水位； （4）、进行机组调节保证计算，检验正常工作状况下税基压力、转速相对值。
三、调压井水力计算求稳定断面<一>引水道的等效断面积：∑=ii fL Lf ， 引水道有效断面积f 的求解表栏号引水道部位过水断面f i （m 2）L i (m) L i/f i所以引水道的等效断面积∑=ii fL Lf =511.28/21.475=23.81 m 2 <二>引水道和压力管道的水头损失计算： 引水道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分 压力管道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分1,22g 2h Qϖξ局局=g ：重力加速度9.81m/s 2 Q ：通过水轮机的流量取102m 3/s ω ：断面面积 m 2 ξ：局部水头损失系数局部水头损失h 局计算表栏号引水建筑物部位及运行工况 断面面积 ω（m 2） 局部水头损失系数 局部水头损失10-6Q 2（m ） 合计(m) (1) 进 水 口拦污栅 61.28 0.12 0.017 0.307(2) 进口喇叭段 29.76 0.10 0.060 (3) 闸门井 24.00 0.20 0.184 (4) 渐变段23.88 0.05 0.046 (5) 隧 洞 进口平面转弯 23.76 0.07 0.0660.204 (6) 末端锥管段 19.63 0.10 0.138 (7)调 压正常运行19.630.100.1382.202 (1) 拦污栅 61.28 4.1 0.067 (2) 喇叭口进水段 29.76 6.0 0.202 (3) 闸门井段 24.00 5.6 0.233 (4) 渐变段 23.88 10.0 0.419 (5) D=5.5m 23.76 469.6 19.764 (6) 锥形洞段 21.65 5.0 0.231 (7)调压井前管段19.6310.980.559(8) 井增一台机负荷，从调压井流入管道19.63 1.50 2.064(9)压力引力管道上水平段平面转弯19.63 0.04 0.0554.464（10）下水平段平面转弯9.08 0.08 0.515 （11）斜井顶部立面转弯19.63 0.09 0.124 （12）斜井底部立面转弯9.08 0.09 0.579 （13）锥管9.08 0.08 0.515 （14）三台机满发1岔管19.63 0.30 0.413 （15）三台机满发2岔管19.63 0.45 0.619 （16）一台机满发1岔管19.63 0.27 0.372(17) 一台机满发2岔管19.63 0.27 0.372(18) 蝴蝶阀9.08 0.14 0.900从上表中可以看出：引水道的h局=0..037+0.204+2.202=2.713m压力管道的h局=4.464m2,23422nh QRlϖ=沿n：糙率系数，引水道糙率取最小值0.012；压力管道取最大值0.013 l ：引水道长度m ω：断面面积m2R：为水力半径m Q ：通过水轮机的流量m3/s沿程水头损失h程计算表栏号引水道部位过水断面面积W（2m）湿周（m）水力半径R（m）引水道长（m）h程610-2n2Q(m)合计（m）1 进水喇叭口进水段29.76 21.98 1.3540 6.0 4522.448 0.0072 闸门井段24.00 20.00 1.2000 5.6 7625.272 0.0113 口 渐变段 23.88 18.64 1.2811 10.0 12606.781 0.018 4 隧 洞 D=5.5M 段 23.76 17.28 1.3756 469.6 543680.535 0.815 5 锥形洞段 21.65 16.49 1.3125 5.0 7423.307 0.011 6调压井 前管段 19.6315.711.250010.9821154.080.0327 1号叉管 19.63 15.71 1.2500 35.74 68856.723 0.109 8 1-2号叉管 19.63 15.71 1.2500 29.21 56276.018 0.040 9 2号叉管 19.63 15.71 1.2500 12.23 23562.331 0.004 10 锥管段 13.85 13.19 1.0500 3.97 19396.641 0.003 11D=3.4段9.0810.680.850021.25321684.6320.057计算隧洞的沿程水头损失用的糙率取最小值0.012；计算压力管道的沿程水头损失用的糙率 取最大值0.013。
建筑内给水系统计算水力计算完美版PPT
平均出流概率 U 参0 考值〔见表2.3.2〕
建筑物性质
参考值 U 0 建筑物性质
参考值 U 0
普通住宅Ⅰ型 3.4~4.5 普通住宅Ⅲ型 1.5~2.5
普通住宅Ⅱ型 2.0~3.5
别墅
1.5~2.0
注意：
qg 0.2U0Ng
1. 当计算管段的卫生器具给水当量总数超过一定条件时，
其流量应取最大用水时U0平 均U秒N0iN流gi gi 量：
qg ——计算管段的设计秒流量，m3/s；
dj ——管道计算内径，m；
生活给水v：——管段中的流速，消m火栓/s：。〔v＜2见.5m表/s
2.4.1〕 配水支管：0.6～1.0m/s
配水横管（DN25~DN40）：0.8～1.2m/s
自动喷水： v＜5.0m/s
环形管、干管、立管：1.0～1.8m/s
建筑内给水系统计算 水力计算
2-1 给水系统所需压力
给水系统所需供水压力〔如图〕：
HH 1H 2H 3H 4 H ——建筑内部给水系统所需的压 力，
kPa； H1 ——引入管起点至最不利点的静H 压
差，kPa； H2 ——计算管路的沿程与局部压力 损
各失种配，水k装P置a；为克服给水配件内摩阻、冲 H击 的3 及最—流小—速静变水水化压表等力的阻。力(水见,而表头放2.损出1.1额失〕定，流量kP所a需；要
流概率：U 0= 0.2× q0 N ×g× m × T× Kh 360 ×1 00% 0
将安装在污水盆上，支管 直径为15mm的配水龙头
U0——生活给水配水管道的最大的 个用额 当水定 量流。时量(P卫203.2表生L/2s器.作1.1为具) 一 给水当量平均出流
2〕计算管段上卫生器具给水当量同时出流概率〔U〕:
第五章有压管流水力计算
H
n
hf i
i1
n i1
Qi2 Ki2
li
各段流量间的关系由 连续原理确定，又可 得 n-1个方程
Qi1 Qi qi (i 2,3)
第五章 有压管流水力计
算
第五节 复杂管路水力计算
并联管道 n段并联管道的水头损失是相同的，给出n-1个方程
hf i
Qi2 Ki2
li
第五章 有压管流水力计
算
第五节 复杂管路水力计算
若沿程均匀泄流管道只有途泄流量，而贯通流量为零，则
管道水头损失相当于途泄流量集 中在管道末端泄出时水头损失的 1/3
2
Q 1 h k f 3
u 2
l
第五章 有压管流水力计
算
第五节 复杂管路水力计算
枝状管网应按最不利点设计干管，在干管各段的流量分配给定，管径由 经济流速确定的情况下，可以决定所需作用水头。此后的支管设计就成为 已知水头和流量求管径的问题。参考P150 例5-12
Q vA AC RJ K J K h f l
Q2 H hf K2 l
长管:作用水头全部 消耗于沿程损失
第五章 有压管流水力计
算
第四节 长管的水力计算
流量模数K AC R f (n, d)
H
hf
k
Q2 K2
l
当v 1.2m / s时（过渡区）， k
1 v 0.2
H
1v02
2g
2v2
2g
hw12
令 且因
H 1v02
2g
H0
hw12 hf hj
第五章 有压管流水力计算
管道水头损失核算
合计
9.520m
Hale Waihona Puke 蜗壳271-2002）、《水轮机基本技术条件》 （GB/T15468-2010） 《水力计算手册》（第二版）、《小型水电站 上》（天津大学水利系1976） 转轮D1= 主管管径 0.60 m 【据《DL/T5195》附录C1、C2】 支管径 0.40 m
水轮机 2 台 损失： hm=ξ*V^2/(2*g) 栅形系数β 1.83 湿周 X(m) 5.40 5.40
平均湿周 水力半径 谢才系数 沿程损失 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C X(m) hf(m) 3.64 0.231 46.08 0.017 0.05 0.000 湿周 X(m) 1.88 湿周 X(m) 1.88 湿周 X(m) 1.88 湿周 X(m) 1.88 湿周 X(m) 1.26 湿周 X(m) 2.51 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.150 60.74 0.012 0.090 7.323 水力半径 谢才系数 沿损糙率n v支/v主＝ 局损系数ξ R(m) C 0.150 60.74 0.012 0.180 0.650 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.150 60.74 0.012 0.108 0.571 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.067 53.06 0.012 0.180 0.076 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.100 56.77 0.012 0.180 0.106 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.200 63.73 0.012 0.138 0.000
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。
•
感
谢
阅
读
感
谢
阅
读
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；
2023最 新整理收集 do
2.4.5 水力计算的方法步骤som Nhomakorabeathing
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。
某水电站引水系统水力计算
4.860m 取b 进=5.000m 取B 进=7.500m 取B 前=21.000m 取L 前= （2）参考资料：《水电站建筑物》（王树人 董毓新主编）、《水电站》（成都水力发电学校主编）2 设计基本资料 机组台数 …………………………………………………n 1=2台压力前池计算书1 设计依据及参考资料 （1）设计依据：《水电站引水渠道及前池设计规范》（DL/T 5079—1997）、《小型水力发电站设计规范》（（GB 50071—2002）、《水电站进水口设计规范》（SD 303—88）。
单机引用流量……………………………………………Q 设=12.500m³/s 引渠末端渠底高程………………………………………▽1=1041.000m 单机容量……………………………………………………N=1600kW 引水渠设计引用流量 ……………………………………Q p =25.000m³/s 引渠末端渠道设计水深……………………………………h=2.460m 引渠末端渠道设计流速 …………………………………v 0=2.050m/s 引渠末段渠底宽度…………………………………………b=2.500m 引渠末段渠道边坡…………………………………………m=1 进水室隔墩厚度……………………………………………d=0.000m 进水室拦污栅的允许最大流速 …………………………v 进=0.900m/s 压力钢管根数 ……………………………………………n 2=1根 压力钢管内径………………………………………………D=2.700m3 侧堰布置及水力计算3.1 侧堰堰顶高程的确定 根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第4.5.3条的规定，侧堰的堰顶高程应高于设计流量下水电站正常 堰顶与过境水流水面的高差……………………………△h=0.100m 侧堰类型正堰的流量系数 ………………………………m 0=0.427=2100.040m侧堰堰顶高程▽3=▽2 + △h运行时的过境水流水面高程△h(0.1～0.2m)，本工程取△h＝0.100m过境水流水面高程▽2=渠末渠底高程 + 渠道正常水深 根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第A.0.3条，对于设一道侧堰的布置，当水电站在设计流量下正常运行，侧堰不溢水；当水电站突然甩全部负荷待水流稳定后全部流量从侧堰溢出，为控制工况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、设计课题水电站有压引水系统水力计算。
二、设计资料及要求1、设计资料见《课程设计指导书、任务书》；2、设计要求： （1）、对整个引水系统进行水头损失计算； （2）、进行调压井水力计算球稳定断面； （3）、确定调压井波动振幅，包括最高涌波水位和最低涌波水位； （4）、进行机组调节保证计算，检验正常工作状况下税基压力、转速相对值。
三、调压井水力计算求稳定断面<一>引水道的等效断面积：∑=ii fL Lf ， 引水道有效断面积f 的求解表所以引水道的等效断面积∑=ii fL Lf =511.28/21.475=23.81 m 2 <二>引水道和压力管道的水头损失计算： 引水道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分 压力管道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分1,22g 2h Qϖξ局局=g ：重力加速度9.81m/s 2 Q ：通过水轮机的流量取102m 3/s ω ：断面面积 m 2ξ：局部水头损失系数局部水头损失h 局计算表从上表中可以看出：引水道的h 局=0..037+0.204+2.202=2.713m 压力管道的h 局=4.464m2,23422n h QRlϖ=沿n ：糙率系数，引水道糙率取最小值0.012；压力管道取最大值0.013 l ：引水道长度 m ω ：断面面积 m 2R ：为水力半径 m Q ：通过水轮机的流量m 3/s沿程水头损失h 程计算表取最大值0.013。
上表中栏号1、2、3、4、5、6中的Q=1023m /s ；栏号7中Q=96.93m /s ；栏号 8中Q=64.63m /s ；栏号9中Q=32.33m /s ； 栏号10中Q=32.33m /s ；栏号11中Q=32.33m /s ；1=h +h f h 局程=（0.307+0.203+2.202）+（0.007+0.011+0.018+0.815+0.011+0.032） =3.606m压力管道沿程水头损失：w h =0.109+0.040+0.004+0.003+0.057=0.213m<三>、调压井稳定断面的计算为使求得的稳定断面满足各种运行工况的要求，上游取死水位，下游取正常尾水位情况计算00013wT w h h H H --=h w0：引水道水头损失，大小为3.606mh wT0：压力管道沿程水头损失，大小为0.213mH 0：静水头，H 0=上游死水位—下游正常尾水位=1082.0－1028.5=53.5m则1H =0H 13f w h h --=53.5-3.606-3⨯0.213=49.255m取K=1.5，D=5.5m ，s m A Q v /284.481.23102===， α=h w0/v 2=0.196当三台机组满出力时，保证波动稳定所需的最小断面：F =k12LfgaH其中k=1.2: 1.5，g=9.812m /s , L=511.28m , f=23.81（2m ）, 1H = 47.255(m)F =k 12LfgaH F=255.47196.081.9281.2328.5115.1⨯⨯⨯⨯⨯=100.492m则调压室断面直径D=πF4=14.349.1004⨯=11.311m.四．水位波动的计算：h w0为引水道的水头损失，包括沿程损失和局部水头损失两部分，沿程水头损失 h 程计算表<一>、最高涌波水位：（1）. 当上游为校核洪水位1097.35m ，下游为相应的尾水位1041.32m ，电站丢弃两台机时，若丢荷幅度为30000——0KW ，则流量为63.6——0m 3/s ，用数解法计算。
sm AQ v /678.25.514.3416.632002=⨯⨯==022w gFh Lfv =λ，其中：引水道的直径为5.5m; Q 0为流量，大小为63.6 m 3; g 为重力加速度9.81 m/s 2L 为引水道的长度511.28m; f 为引水道的等效面积23.81F 为稳定断面的面积 100.492m ; h wo 为引水道的水头损失 h w0=h 局+h 沿=(29.550+19.547+211.632) Q 2+( 4522.66+7624.13+12603.40+543724.61+7423.15+21161.60)n 2Q 2 Q 取63.6m 3/s; n 取糙率系数的最小值0.012 则h w0=1.055m+0.348m=1.403m 则计算结果如下：56.31403.149.10081.92678.281.2328.5112=⨯⨯⨯⨯⨯=λ， mh X w 044.056.31403.100===λ，查书本P150图10-4得26.0max=λz ，则m z 21.856.3126.0max =⨯=所以，最高涌波水位Zmax=8.21+1097.35=1105.56m 。
(2). 当上游为校核洪水位1097.35m ，下游为相应的尾水位1041.32m ，电站丢弃两台机时，若丢荷幅度为45000——15000KW ，则流量为96.5——31.0m3/s 。
利用图解法求解：A 、以横轴表示引水道流速v ，以圆点向左为正，向右为负；以纵轴表示水位z ，以向上为正，向下为负，横轴相当于静水位。
B 、辅助曲线，①、引水道水头损失曲线：22f v h h h g=++局程，24.25.110.010.007.005.020.010.012.0=+++++++=ζ116611 5.587.8750.0124C R n ⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭g v g v R c lv 222222fh++=ζ ()2281.92181.9224.2375.1875.8728.511v ⨯+⨯+⨯==0.2132v ② 、绘制f Qz av A tv t F F∆=-=∆-∆, ③19.9381.2381.949.10028.51122=⨯⨯==ππgf lF T则 t ∆=T/25=3.80(s) 又fF =23.81/100.49=0.237,当丢弃负荷为45000~15000时，流量从96.5~31.0，QF=31.0/100.49=0.308; 8.3308.08.3237.0⨯-⨯=∆v z170.1-901.0v =c.绘制()w v z h β∆=--曲线β =073.028.5118.381.9=⨯=∆⨯l t g即：v ∆=0.073 ()w z h -- ；曲线如图有图可知最高涌波水位：max z =157.83*50/1000=7.8915mmax z =7.8915+1097.35=1105.24m <二>、最低涌波水位：当丢弃全负荷时（30000~0，流量变化为67.5—03/m s ），因调压室水位达到最高水位时，水位开始下降，此时隧洞中的水流朝着水库方向流动，水从调压室流向进水口，因此水头损失应变为负值，水位到达最低值称为第二振幅。
120f 2f L v gFh λ=，0v =67.5/23.81=2.835m/s , 由于：()758.13607.349.10081.92835.281.2328.5112-=-⨯⨯⨯⨯⨯=λ 0fh X λ==-3.607/(-13.758)=0.262,所以由图10—4可得：︱2Z ︳/λ=0.39, ∴2Z =0.39×(-13.254)=-5.169m; 2z =1082.0-5.169=1076.83m增加负荷时的最低涌波水位计算： 数解法上游为死水位，下游为正常尾水位，增荷幅度为30000~45000KW ，流量变化由68.5~102.53/m s ；20v =68.5/23.808=2.877m/s, m=68.5/102.5=0.668856.7607.349.10081.9877.281.2328.511222120=⨯⨯⨯⨯==f gFh lfv ζ根据ξ和m 值，查图10-5可得：代入数据得：minfz h =1.5，∴min z =1.5×3.607=5.411m 则 水库最低水位为 1082-5.411=1076.589m图解法增加负荷时的图解法与丢弃负荷的图解法类似，同样选择坐标系，绘出k Q fz av A tv t F F∆=-=∆-∆； t ∆=T/25=3.80(s)，fF =23.81/100.49=0.237，k Q F=102.5/100.49=1.02 即：z ∆=0.901v -3.876()w v z h β∆=--β =g ×t ∆/L=9.81×3.8/511.28=0.073即：v ∆=0.073()w z h --24.25.110.010.007.005.020.010.012.0=+++++++=ζ 谢才系数116611 5.587.8750.0124C R n ⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭g v g v Rc lv 222222fh++=ζ()2281.92181.9224.2375.1875.8728.511v ⨯+⨯+⨯==0.2132v增加负荷时的调压室水位波动图见附页CAD 制图。
有图可知min Z =1082-139.07*50/1000=1075.047m通过以上计算可知：水库的最低涌波水位为1075.047m.五．调节保证计算1、 检验正常工作情况下的水击压力相应的正常工作情况下的正常蓄水位为1092.0米，相应的尾水位为1028.5米，则：01092.01028.563.5H =-=米，由所给资料可知：正常工作情况下的正常蓄水位为1092.0米，相应的尾水位为1028.5米，三台机满发电，通过水轮机的流量为96.93/s m ，于是：起始的流速0v =96.9/23.808=4.07m,水锤波速：a =上式中w E ，水的体积弹性模量，一般为2.1×5210/N cm ；γ为水的容重，取9.812m N k ，r 为管道的半径,,压力管道半径取2.5m.蜗壳半径取1.22m.尾水管半径取1.7m ，K 为管道抗力系数。
由于kpa K 60104.1⨯=sm kpacm N m kN cm N K E g E ww c b T /1414104.1100/101.221/81.9/81.9/101.210021/6253250=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+===γααα所以sm m/1414=α压力管道T L =102.32米，蜗壳c L =20.4米，尾水管b L =16.2米； 管长L=102.3216.220.4138.92T C b L L L ++=++=米297.36m /b b L v s =，2165.66/c c L v m s =，;由压力管道相关参数表可知：123456796.9/19.63 4.936/;3.291/;1.645/;3.559/v m s v v m s v v m s v v m s========()()()35.74 4.936 3.29112.2316.981.64512.23 3.79 3.55916.55 4.8377.68L V =⨯+⨯++⨯++⨯+=管管 ∴v 377.68/102.32 3.691/T m s ==2102.32 3.691377.663/T T L v m s =⨯=()()/377.663165.6697.36/ 4.612/m T T c c b b v L v L v L v L L m s=++=++=管道特性系数为23.55.6381.92612.41414200=⨯⨯⨯==gH v αρ当机组满负荷运行时，01τ=，123.50>=ρτ，因为阀门从全开到全关的时间为7S ，其中有效关闭时间为s 4.68T s =,一个相长196.0141492.13822=⨯==αLt r所以：管道的特性系数由式 max 0s 138.92 4.6120.229.8163.5 4.68Lv gH T σ⨯===⨯⨯由以上计算并查图9-4水锤类型判别图可知：该水锤为极限正水锤，由式9-15可得：-σσ0ρτ220.220.247220.22A m σξσ⨯===-- max 0.24763.515.7H m ∆=⨯=校核尾水管进口处的真空度b H尾水管的负水锤：尾水管在进口断面出现b y 时的流速水头如下：Amm b c T b b b v L L L v L y ξ)(++=()038.0247.0612.44.202.1632.10236.97=⨯⨯++=b y()2297.3616.2 1.841229.81b v m g ==⨯314.2841.15.63038.094.1220=+⨯+-=++=gv H y H H bb s b∴尾水管进口处的真空度b H 在8~9米之内，满足要求所以在正常工作情况的水击压力为15.7m2、 检验相对转速升高是否满足规范要求该水电站的保证出力为 1.07×410KW ，有效关闭时间为 4.68s,所以，401.0710kw N =⨯，sT T s s 212.468.49.09.01=⨯==对于混流式水轮机：由下图可知：f=1.11，0214.3/minn r=，2210124GD KN m=•所以：=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=-+=110101243.21412.1212.41007.136511365124221GDnfTN sβ1.96% 转速变化率根据规范：当机组容量占电力系统总容量的比重较大，且担负调频任务时，βmax宜小于45％；当机组容量占电力系统总容量的比重不大或担负基荷时，βmax宜小于55％；对斗叶式水轮机，βmax宜小于30％。