穿孔配水管异孔径开孔方法的探讨

穿孔配水管异孔径开孔方法的探讨环境工程2008年lO月第26卷第5期65穿孔配水管异孔径开孔方法的探讨。杨海涛完颜华王志芳李海鹏(1．兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州730070；2．山东绿泉环保工程有限公司，山东济南250100；3．山东省经济管理干部学院，山东济南250014)摘要针对目前开孔管配水中存在的配水不均匀和能耗过高等问题，基于薄壁孔口出流的原理，提出了穿孔配水管异孔径开孔的方法，并对其可行性进行分析，且推导出穿孔配水管异孔径开孔孔口直径的水力计算公式。结合工程实例，提出穿孔管的分段异口径等距开孔的计算方法，为穿孔管在实际工程中的应用提出一套新的可行方案。关键词异孔径穿孔管水力计算分段开孔O引言在给水排水处理工程中，穿孔配水管以其构造简单，造价低等优点在实际应用中占有一定优势。目前应用的穿孔管都是等孔径开孔的方法，由水力学原理可知，沿水流方向穿孔管上存在着一定的水头损失，因此不同位置的2个等孔径孔口的流量是不可能相等的。当前解决这一问题的方法主要有两种：一种是扩大配水管的管径和减小孔口的开孔面积以减小管内水头损失并增大孔口处的局部水头损失，减少孔口之间的水头差值以此来平衡孔口间的流量差距，即大阻力配水，例如普通快滤池的反冲洗配水系统，显然这样会增加水头损失从而造成系统工程造价或运行费用的提高；另一种是采用变间距的方法，孔口间距沿水流方向依次减小，使单位长度管道上的出水流量相等，例如高负荷生物滤池上使用的旋转布水器，这种方式存在的问题是单位面积上的配水不是很均匀。由能量方程可知，管道在水流方向的水头线是沿程下降的，证明水平设置的等孔径穿孔管沿水流方向上的孔口流速是依次减小的，因此，可适当增大后段孔口的孔径以期满足各孔口的流量相等。本文将主要讨论这种异孔径开孔的水力计算方法。1异孔径开孔的可行性分析严煦世等人把配水管的孔口看作薄壁孔口，即孑L口处的出水可视为薄壁小孔口出流。设a和b分别为等口径开孑L配水管上相邻的2个孔口，且顺水流方向a孔在b孔的上游。a孔和b孔孔口流速和流量计算公式分别为：a孔=~／2gH，Q=fzA~／2gH(1)b孔=√，Qb=A√(2)式中日、日——a、b孔口处的作用水头；——a、b孔VI的流速系数，可选用0．97；——a、b孔口的流量系数；A——a、b孔口的面积。由于在a孔和b孔之间的管段上存在一定的水头损失，所以a孔与b