穿孔管配水系统均匀配水的水力计算

穿孔管配水系统均匀配水的水力计算哈尔滨建筑工程学院学报l匀台3年第2期穿孔管配水系统均匀配水的水力计算王绍文(水力学教研室)刘灿生(给水排水教研室)摘要本文根据水力学原理,研究了滤池配水系统的穿孔管沿程流量变化、沿程水头损失、沿程阻力系数以及局部损失等因素对穿孔管内压头的影响;导出了压头计算公式。针对小反冲洗水头的特点,提出了依据压头变化情况,改变开孔面积的计算方法。并计算了均匀布孔的干管始端内、外极限压头差,给出了典型算例及计算数据。目前,滤池的配水系统只有大阻力和小阻力两种。大阻力配水系统常为均匀布孔的穿孔管式,其配水均匀,效果较好,但在穿孔管系统的计算中尚存在着两个明显的问题:一是未考虑穿孔管沿程阻力系数久的变化;二是末计及支管入口水头损失及其沿千管长度上的变化。由于在水力计算上不严格,必然存在着不合理的水力状态。而且大阻力管式配水系统要求较高的反冲洗水头,水力自动滤池(其反冲洗作用水头值较低)很难采用;而小阻力配水系统配水不均匀,反冲洗效果差,而且从未有小阻力配水系统采用穿孔管的型式。本文试图采用穿孔管作为小阻力系统,并围绕这个问题展开水力特性的探讨和计算,以解决低水头反冲洗滤池的均匀配水问题。配水系统的穿孔管,由于沿程不断有流量分出,流速不断降低,压强不断升高,造成穿孔管末端管内压头大于始端的压头。当反冲洗水头较高时,管内始、末端的压头差所占比例较小,不致影响配水的均匀性;而当反冲洗水头较低时,这一压头差所占的比例就很可观了,若不予以考虑,配水的均匀性就不能得到保证。如果能较准确地算得穿孔管内分布的管内压头,根据压头的变化情况来改变管内各处的开孔面积,也能保证反冲洗配水的均匀性。即使在小反冲洗水头下也是如此。但本文提出的非均匀布孔的方法,为保证反冲洗配水均匀,则穿孔管上的孔口必然是末端少,始端多。这样似乎会影响到滤池过滤集水的均匀性,但是实际上,这种考虑也是不必要的,因为穿孔管与滤层之间的承托层的水力阻力远较滤层小,即承托层的横向过水能力大于滤层,使得滤后水在承托层中横向均衡调节作用很大,所以尽管布孔不均匀,也不致影响配水系统集水的均匀性。另一方面,即使承托层的横向均衡调节作用不足而影响到滤层过滤的均匀性时,但因过水量较大的滤层部位将截留更多的杂质,堵一81一塞该部位滤层,会使其过流能力降低,从而使整个滤层的过滤趋向均匀。因此,不均匀布孔,不会对过滤布水均