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1、第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)3.1基本概念3.2管渠水頭損失計算3.3非滿流管渠水力計算3.4管道的水力等效簡化33.1基本概念3.1.1管道內(nèi)水流特征第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)Re=ρvd/μ43.1.2有壓流與無壓流3.1基本概念第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)有壓流：水體沿流程整個周界與固體壁面接觸，而無自由液面（壓力流、管流）無壓流：水體沿流程一部分周界與固體壁面接觸，其余與空氣接觸，具有自由液面（重力流、明渠流）53.1.3恒定流與非恒定流3.1基本概念第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)恒定流：水體在運動過程中，其各點的流速與壓力不隨時間而
2、變化，而與空間位置有關(guān)的流動稱為恒定流非恒定流：水體在運動過程中，其流速與壓力不與空間位置有關(guān)，還隨時間的而變化的流動稱為非恒定流63.1.4均勻流與非均勻流3.1基本概念第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)均勻流：水體在運動過程中，其各點的流速與方向沿流程不變的流動稱為均勻流非均勻流：水體在運動過程中，其各點的流速與方向沿流程變化的流動稱為非均勻流73.1.5水流的水頭與水頭損失3.1基本概念第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)水頭：指的是單位質(zhì)量的流體所具有的能量除以重力加速度，一般用h或H表示，常用單位為米（m）水頭位置水頭：流體所處的高程，Z壓力水頭：p/γ（γ-流體的重度，單
3、位體積流體的重力，G/V)流速水頭：v2/2g單位：m測壓管水頭83.1.5水流的水頭與水頭損失3.1基本概念第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)水頭損失：流體克服阻力所消耗的機械能水頭損失沿程阻力:受固定邊界限制做均勻流動局部阻力:固定邊界發(fā)生變化，引起流速分布或方向發(fā)生變化，從而集中發(fā)生在較短范圍的阻力93.2.1沿程水頭損失計算3.2管渠水頭損失計算第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)管渠的沿程水頭損失常用謝才公式計算對于圓管滿流，沿程水頭損失可用達西公式計算R為過水斷面的里半徑，及過水斷面面積除以濕周，圓管滿流時R=0.25D流體在非圓形直管內(nèi)流動時，其阻力損失也可按照上述公式
4、計算，但應將D以當量直徑de來代替103.2.1沿程水頭損失計算3.2管渠水頭損失計算第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)C、λ與水流流態(tài)有關(guān)，一般采用經(jīng)驗公式或半經(jīng)驗公式計算。1.舍維列夫公式適用：舊鑄鐵管和舊鋼管滿管湍流，水溫10C0（壓力管道）11將上述公式帶入達西公式123.2.1沿程水頭損失計算3.2管渠水頭損失計算第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)2.海曾－威廉公式適用：較光滑圓管滿流（壓力管道）13將上述公式帶入達西公式143.2.1沿程水頭損失計算3.2管渠水頭損失計算第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)3.柯爾勃洛克-懷特公式適用：各種湍流（壓力管道）153.2.1沿程水頭
5、損失計算3.2管渠水頭損失計算第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)4.巴甫洛夫斯基公式適用：明渠流、非滿流管道16將上述公式帶入謝才公式173.2.1沿程水頭損失計算3.2管渠水頭損失計算第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)5.曼寧公式適用：曼寧公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6時的特例，適用于明渠或較粗糙的管道計算18將上述公式帶入謝才公式19第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)3.2管渠水頭損失計算3.2.1沿程水頭損失計算公式名稱適用條件推導公式舍為列夫公式舊金屬管，湍流，滿圓管流，不適用管壁光滑或粗糙達西公式海曾-威廉公式管比較光滑，湍流，圓管滿流達西公式柯爾勃洛克-懷特公式各種湍流（
6、滿與不滿，光滑與不光滑）謝才公式巴普洛夫斯基公式明流渠和非滿流管道，特別是較粗糙的管道謝才公式曼寧公式明渠和較粗糙的管道謝才公式20第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)3.2管渠水頭損失計算3.2.1沿程水頭損失計算給水排水管道計算時水流流態(tài)均按照湍流考慮給水排水管道用得最多的是圓管給水排水管道計算一般按照恒定流考慮如果管道截面在一定距離內(nèi)不變且沒有轉(zhuǎn)彎和交匯，則管內(nèi)流動按照均勻流考慮，水頭損失按照沿程水頭損失公式計算（謝才公式、達西公式）；非均勻流（即管截面發(fā)生變化、轉(zhuǎn)彎、匯合)采用局部水頭公式計算213．2．3局部水頭損失計算式中hm——局部水頭損失，m；ξ——局部阻力系數(shù)
7、P50表3-4。給水排水管網(wǎng)中局部水頭損失一般不超過沿程水頭損失的5%，常忽略局部水頭損失的影響，不會造成大的計算誤差。223.3無壓圓管的水力計算第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)計算時給出管徑，可通過P52表3-5查出相應的過水斷面積和水力半徑注意：1.污水管道按照非滿流計算，雨水管道和合流制管道按照滿流計算2.排水管的最小設計流速：對于污水管當管徑≤500mm，為0.7m/s；當管徑＞500mm，為0.8m/s233.4非滿流管渠的水力計算第3章給水排水管網(wǎng)水力學基礎(chǔ)上述公式中謝才系數(shù)C如采用曼寧公式計算，則可寫成非滿流管渠內(nèi)的水流狀態(tài)基
