玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数探究

文章以某大型输水工程为例,利用伯努利方程原理和工程观测段多年实际监测数据资料,对该输水工程局部水头损失系数进行了初步确定;然后通过对比分析水库上下游水位实测值和倒虹吸全段水头损失水力计算结果,进一步验证了局部水头损失系数的准确性与可靠性。结合该输水工程玻璃钢管承插式接头实际情况和已有文献资料,最终确定0.0032-0.0045为该水利工程局部水头损失系数的最佳取值范围。     

倒虹吸有压弯管的局部水头损失系数计算方法比较

有压弯管局部水头损失计算在倒虹吸等过水建筑物设计中至关重要。其中,转弯角和转弯形式是影响局部水头损失系数取值的重要因素。本文通过比较分析典型的有压弯管局部水头损失系数计算公式,结合水工模型试验资料的验证,考察了不同计算公式的性能。对小转弯角(<20°)情形,分析了转弯半径和转弯形式对局部水头损失系数的影响。结果表明,转弯角小于17°时,折弯管的局部水头损失系数不大于圆形缓弯管,在低水头、大流量的输水工程的倒虹吸设计中可以考虑采用折弯管形式。     

小洼槽长距离倒虹吸水头损失的数值计算

为了探索采用Fluent软件模拟研究长距离倒虹吸水头损失的准确性,利用计算流体力学软件Fluent的水气两相流VOF法,采用三维标准k-ε模型对长距离倒虹吸水头损失进行模拟计算。计算中考虑壁面粗糙程度,设置不同的粗糙度模拟小洼槽倒虹吸水头损失,从而得到玻璃钢管材粗糙度范围。对比较大流量下水头损失的模拟值与实测值,表明通过设置粗糙度模拟长距离倒虹吸水头损失的方法可行,但网格划分对结果的影响大小还需进一步研究。     

大型倒虹吸工程水头损失及水力计算

针对三个泉倒虹吸实际过流能力富余、小洼槽倒虹吸实际过流能力不足的问题,基于工程特点及水力设计习惯,借鉴当量糙度的取值方法,分析了不同流量下三个泉与小洼槽倒虹吸的沿程水头损失,并与实测值对比。结果表明:对于三个泉倒虹吸的PCCP管和钢管,用柯尔布鲁克公式计算所得的水头损失与实测值更接近,明显小于水力设计时采用谢才公式所得值;对于小洼槽倒虹吸的玻璃钢管,用柯尔布鲁克公式计算所得的水头损失与实测值也更接近,但明显大于水力设计时采用谢才公式所得值。在此基础上,利用计算获得的沿程水头损失反算得出糙率n值和当量糙度Δ值,发现实际过流能力出现偏差的主要原因是水力设计时采用的谢才公式不适用于大口径倒虹吸管道内的流态。     

大口径有压玻璃钢管当量粗糙度取值

针对大口径有压玻璃钢管当量粗糙度取值问题, 采用计算分析方法, 判别不同工况下大口径玻璃钢管道管内 水流流态, 验证了当量粗糙度对其水力计算的重要性; 在此基础上, 以新疆小洼槽倒虹吸管道为例, 利用齐恩公式、 哈兰德公式, 计算不同当量粗糙度取值情况下各工况的水头损失值, 将计算结果与实测数据作比较分析和误差分 析, 结果表明, 大口径有压玻璃钢管在一般工况下管内水流流态基本处于紊流过渡区, 大口径有压玻璃钢管道当量 粗糙度取值范围宜为0. 005~ 0. 01 mm。     

南水北调长距离调水中渠首所需水头的探讨

南水北调中线总干渠全长约1270km，主要由明渠、倒虹吸、隧洞、涵洞和暗渠组成，总计沿线布置各类交叉建筑物1715座，不管是沿程水头损失还是水流经过各建筑物的局部水头损失大小，经统计都相当可观。针对该问题，对沿程糙率和局部水头损失系数的取值大小进行了变更比较。计算表明，各值在一定范围变化时，陶岔渠首的水位受局部水头损失系数取值变化影响很小，主要取决丁沿程糙率的大小。此处给出了渠首水位随糙率变化的过程，并得到渠首水位随糙率的变化拟合公式。且表明各建筑物对水位的影响主要集中住所在位置的局部段。     

大口径PCCP管道沿程水头损失计算探讨

大口径预应力钢筒混凝土管(PCCP管)的沿程水头损失计算应采用谢才公式,其中粗糙系数的取值至关重要.国内推荐的粗糙系数值偏大,并缺少科学试验数据.通过现场测试,得到浇DN 2 200的PCCP管粗糙系数在0.011 0～0.011 4之间,均值为0.011 3,此值可作为长距离输水工程大口径PCCP管粗糙系数参考值.     

大管径渐放管及焊接钢弯管局损系数简析

本文运用数学分析的方法,得出焊接钢弯管的管径与局部水头损失系数之间存在显著的对数相关关系;渐放管的d/D和(D/2)1/6与局部水头损失系数之间存在显著的多元回归关系。从而较好地解决了困扰设计者的大管径焊接钢弯管及渐放管的局部水头损失系数的取值问题,对水利工程设计具有较强的实用价值。     

南水北调工程主要输水建筑物的水工模型试验研究

简要介绍了南水北调中线工程主要输水建筑物多年来进行的水力学试验成果,其项目有:水源工程丹江口大坝加高,引水枢纽陶岔渠首水闸扩建工程,输水总干渠的漳河渡槽,穿越黄河工程的隧洞、涵洞,以及跨越河道的西越河倒虹吸和堰子河段倒虹吸,均进行了大量模型试验,其内容为泄水能力,消能防冲,水流形态、压力,水头局部损失等。还有国内混凝土渠道的糙率调研及3条渠道糙率的原型观测成果。内容丰富、资料完整,给出了各种进出口型式的水头局部损失系数的应用值。     

长距离大口径输水管线摩阻系数及局部水头损失系数研究

针对长距离、大口径PCCP输水管摩阻系数n值及局部水头损失系数ξ值经验数据较少的情况,根据对已经实际运行四年的珠海市平岗泵站咸期供水配套工程中的输水管(长21km,管径DN2 400)进行监测和数据分析,推算出较为合理的n值、ξ值和局部水头损失比例,以供今后类似工程参考。     

考虑连接管的调压室水头损失系数回归分析

为研究调压室结构参数与流态工况对局部水头损失系数的影响,在物理模型实测数据的基础上建立多元线性回归模型。得到了用于计算带连接管的尾水调压室水头损失系数的回归方程,并将回归分析结果与水工模型试验结果进行比较分析。研究表明：回归分析结果与水工模型试验结果吻合度高,相应回归方程能够在分流比、管径比及水流流态的交互作用下较好地反映出局部水头损失系数的变化规律,具有很强的工程适用性,可应用于调压室水力设计中水头损失系数的取值计算。     

南水北调总干渠穿沁倒虹吸工程水力计算

结合南水北调总干渠穿沁倒虹吸工程水文地质条件和相关工程规范,对河道壅水以及行洪口门冲刷深度进行水力计算,初步确定了穿沁倒虹吸长度。同时对不同流量下倒虹吸的水头损失进行水力计算,得到流量与水头损失的关系。根据水力计算成果再对倒虹吸布置进行校核,对倒虹吸工程的合理设计具有一定价值,也可为类似工程设计提供参考。     

矩形明渠消力池水跃的水头损失研究

为了研究沿程水头损失与局部水头损失的变化规律,根据沿程水头损失的基本定义,推求矩形明渠消力池水跃区沿程水头损失与床面阻力系数、水跃共轭水深比、跃前断面宽高比及跃前断面水深的理论关系,提出了矩形明渠水跃区沿程水头损失及其系数和局部水头损失系数的理论公式,给出了沿程水头损失系数、局部水头损失系数和总水头损失系数的简单拟合公式。研究表明:沿程水头损失随着跃前断面水深和床面阻力系数的增大而增大,随着水跃共轭水深比和跃前断面宽高比的增大而减小;局部水头损失系数随着跃前断面弗劳德数的增大而增大;水跃区局部水头损失占比随着弗劳德数的增加而增加,弗劳德数为3时的局部水头损失占比达到90%,弗劳德数为6时的局部水头损失占比已达到95%以上。研究成果可进一步完善并丰富水跃理论体系。     

水电站拦污栅锈蚀和堵塞增加水头损失的试验研究

以丰满水电站为工程背景，应用水工水力学模型试验方法研究了拦污栅锈蚀程度和堵塞状态与水头损失增量的关系．结果表明：拦污栅栅条锈蚀对水头损失的影响很大，锈蚀后水头损失增量可达原进水口损失的60％；拦污栅堵塞后，其对水流的阻力要比本身锈蚀对水流的阻力大的多，局部水头损失随堵塞率的增加而急剧加大．应用本试验结果对布尔可夫及丘金娜公式进行了修正，建议水电站拦污栅设计水头损失取值3～5m。     

严寒地区大型倒虹吸玻璃钢管道糙率计算研究

本文基于新疆北疆供水工程某倒虹吸2006―2013年实测数据对该倒虹吸进出口水位进行管材糙率反演,用统计分析法并对结果进行加权平均后最终得出该玻璃钢管道的综合糙率值为0.010 9。该糙率值可为高压力、大直径玻璃钢管道在大型倒虹吸工程的水力学计算中糙率的取值提供依据,为国内外类似工程提供参考,为严寒地区大型倒虹吸工程的技术发展提供借鉴。     

虹吸式屋面雨水排水系统沿程水头损失计算探讨

《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》(CECS183:2005)建议虹吸雨水系统水力计算中,沿程水头损失应使用Darcy-Weisbach公式计算,摩阻系数λ用Colebrook-White公式计算。但由于计算过程繁复,许多实际工程、文章中运用了Hazen-Williams公式计算沿程水头损失。Hazen-Williams公式有一个适用范围,超出适用范围的使用会引起较大误差。简述水力学理论研究现状,讨论虹吸雨水系统水力计算中沿程水头损失适用的计算方法。引入近年一些关于摩阻系数λ的显式计算式,试图探讨解决虹吸雨水系统水力计算沿程水头损失中准确性和便捷性的协调问题。     

多岔管局部水头损失系数的确定

为了确定多岔管道局部水头损失系数ζ,采用Fluent软件研究了五岔管局部的流速场分布,进而建立h_j~v~2/2g线性关系,从而得到各岔管局部水头损失系数ζ。计算成果与物理模型试验吻合良好,表明该数值模拟方法可用于其他异形体型局部水头损失系数ζ的确定。     

引黄济青倒虹吸水工模型试验研究

以弥河倒虹为例。通过水工模型试验，研究了引黄济青工程倒虹进口的水流流态、水头损失、挡冰性能等问题，并论述了倒虹吸设计中进口布置对水流条件的影响。指出：平原地区倒虹的水头损失不大；形成冰坝的决定性因素是水面流态；为消除通气槽中的水面震荡现象，应将通气槽改为通气孔；为避免发生水跃，应取消设置沉沙池。     

铝塑复合(PAP)管局部水头损失的试验研究

通过对铝塑复合 (PAP)管及配件的试验研究 ,对建筑给水不同供水方式局部与沿程水头损失的计算比较 ,提出了PAP管在建筑给水系统中局部水头损失按沿程水头损失计算的百分数     

长距离供水工程管道接头局部水头损失系数取值分析

以长距离供水工程为例,结合相关资料和工程实践选取管道观测段,并对局部水头损失系数利用伯努利方程原理确定。在详细对比供水工程上下游水位实测数据与水头损失水力结果的基础上,对取值区间的准确性与合理性进一步探讨,最终提出0.0033-0.0055为局部水头损失系数的合理取值区间。