第三章第3章给水排水管网水力学基础

第3章给水排水管网水力学基础给水排水管网水力学基础3.1基本概念基本概念3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.3非满流管渠水力计算非满流管渠水力计算3.4管道的水力等效简化管道的水力等效简化3.1基本概念基本概念3.1.1管道内水流特征管道内水流特征流考虑）（给排水管网一般按湍湍流：过渡流层流：流态40004000200020001ReRe:Re.Re=ρvd/μ7512212vhDvhDvh2...湍流光滑区较小或管壁较光滑）（管径湍流过渡区较大或管壁较粗糙）（管径区）湍流粗糙去（阻力平方湍流～3.1基本概念基本概念3.1.2有压流与无压流有压流与无压流有压流：有压流：水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面（压力流、管流）无压流：无压流：水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，其余与空气接触，具有自由液面（重力流、明渠流）3.1基本概念基本概念3.1.3恒定流与非恒定流恒定流与非恒定流恒定流：恒定流：水体在运动过程中，其各点的流速与压力不随时间而变化，而与空间位置有关的流动称为恒定流非恒定流：非恒定流：水体在运动过程中，其流速与压力不与空间位置有关，还随时间的而变化的流动称为非恒定流3.1基本概念基本概念3.1.4均匀流与非均匀流均匀流与非均匀流均匀流：均匀流：水体在运动过程中，其各点的流速与方向沿流程不变的流动称为均匀流非均匀流：非均匀流：水体在运动过程中，其各点的流速与方向沿流程变化的流动称为非均匀流3.1基本概念基本概念3.1.5水流的水头与水头损失水流的水头与水头损失水头：水头：指的是单位质量的流体所具有的能量除以重力加速度，一般用h或H表示，常用单位为米（m）3.1基本概念基本概念3.1.5水流的水头与水头损失水流的水头与水头损失水头损失：水头损失：流体克服阻力所消耗的机械能3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.1沿程水头损失计算沿程水头损失计算管渠的沿程水头损失常用谢才公式计算管渠的沿程水头损失常用谢才公式计算对于圆管满流，沿程水头损失可用达西公式计算沿程阻力系数λλ228(m)2CggvDlhfR为过水断面的里半径，及过水断面面积除以湿周，圆管满为过水断面的里半径，及过水断面面积除以湿周，圆管满流时流时R=0.25D流体在非圆形直管内流动时，其阻力损失也可按照上述公式流体在非圆形直管内流动时，其阻力损失也可按照上述公式计算，但应将计算，但应将D以当量直径以当量直径de来代替来代替3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算(m)lRCvilh22fRiCv3.2.1沿程水头损失计算沿程水头损失计算C、λ与水流流态有关，一般采用经验公式或半经、λ与水流流态有关，一般采用经验公式或半经验公式计验公式计算。算。1.舍维列夫公式舍维列夫公式适用：适用：旧铸铁管和旧钢管满管湍流，水温10C0（压力管道）将上述公式带入达西公式将上述公式带入达西公式2.海曾－威廉公式海曾－威廉公式适用：适用：较光滑圆管满流（压力管道）1348/16.133148.0852.113.0表－海曾－威廉粗糙系数－流量，式中＝PCsmqqCgDww将上述公式带入达西公式将上述公式带入达西公式3.柯尔勃洛克柯尔勃洛克-怀特公式怀特公式适用：适用：各种湍流（压力管道）2349)(--eRe462.47.3lg21Re462.48.14lg71.17875.0875.0表，管壁当量粗糙度＝－或＝－PmDeReC4.巴甫洛夫斯基公式巴甫洛夫斯基公式适用适用：明渠流、非满流管道33表P49，)10.0(75.013.05.2粗糙系数式中＝BBBBynnRnynRC将上述公式带入谢才公式将上述公式带入谢才公式5.曼宁公式曼宁公式适用：适用：曼宁公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6时的特例，适用于明渠或较粗糙的管道计算将上述公式带入谢才公式将上述公式带入谢才公式3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算3.2.1沿程水头损失计算沿程水头损失计算3.2管渠水头损失计算管渠水头损失计算