山地灌区重力流下管道极限流速探讨

在民勤县红崖山水库对管径为110、75 mm的PVC管进行了过水时间、过水流量、管道首部供水水头、管道沿程动水压力等项目的测试,探讨了不同坡度下两种管道的最大流速。结果表明:120 m内重力输水条件下管道极限流速为3.80～4.88 m/s,远远大于以往设计中所采用的经济流速1.50 m/s,因此4 m/s的流速可作为山地灌溉管材选择的流速标准。     

大口径混凝土压力管道工程设计与施工中应注意的问题

近年来，由于水资源形势的日趋紧张以及人们对农业节水观念的逐渐加强，在我国北方于旱地区，采用大口径混凝土压力管道输水进行农业灌溉的工程也呈增长趋势。笔者有幸参加了山西省内的几处灌溉管道工程的施工，并对已竣工工程进行过专门检查，总结出在大口径混凝土压力管道工程设计与施工中普遍容易出现的一些问题，现略述之，希望能够引起有关水利同仁关注，从而保证工程从技术、经济上更加合理。 一、设计上的问题 １．管径的确定 对管道系统工程，管道部分投资往往占整个工程的７０％以上，而管道直径的确定不仅对管网的造价产生影响，而且影响着管道系统的水力条件。当前，管径的确定，最常用的是“经济流速法”，即按下式计算： Ｄ＝＊－ｘｉ 式中：ｏ：管段通过的流量，ｍ’／ｓ， 卜：管内经济流速，ｍ／ｓ。 影响经济流速的因素很多（如管材价格，施工条件动力费用，投资偿还期等），主要归结为管网的造价和经营费用两项，我国各地区因上述因素的差异，其经济流速是不同的，设计实践中，在缺乏经济流速分析资料时，常采用平均经济流速来选择管径，具体数值如下： Ｄ二１００—４００ ｍｍ 采用 Ｖｅ二０．６－０．９ ｍ八 Ｄ＞４００ ｍｍ 采用 Ｖｅ＝０．９—１．４ ｍ／ｓ ...     

低压输水管道淤积的原因及防治

低压输水管道是目前广泛应用的一种节水灌溉工程,它具有节水、节能、省工、省地、省时等优越特点。但是因多种原因,管内淤积严重制约了管道发挥效益,有的甚至使管道报废。 管道淤积的原因有多种,具体分析如下: 1、设计不合理。在设计中,有时为了加大管道过水量保险系数,管径选择偏大,流速小于不淤流速;有时管道过设计流量时流速为不淤流速,而平常运用时流量小,流速也小于不淤流     

给水管网经济流速简捷计算的探讨

国内外给水管道经济流速的计算,有不少经验公式,其中,“经济因素法”,我国从50年代由苏联引入,至今仍在使用。但受管道造价公式的系数和指数所制约,计算非常繁琐、不直观;虽有电算微机的应用,仍不易被采用。美国有较合适的流速计算公式,简单明了,唯因水力计算公式与国内现行设计规范不符,不能采用。本文经分析比较推导出经济流速简捷公式:V_简=0.129/(n~(0.667)D~(0.1316))((Cη)/(Et))~0.333经与“经济因素法”计算成果相比,误差很小,可以满足实用需要,而且简单直观。     

黏性原状土起动流速试验研究

针对黏性原状土难以被水流起动、冲刷的特点,设计了专门的封闭矩形管道,使水流的平均流速完全满足黏性原状土起动、冲刷的要求。在水槽满足起动冲刷要求的前提下,采用粒子测速系统（PIV）对管道断面流速分布进行了测量,分析论证了管道的阻力规律,并比较了有压管道与开敞水槽试验结果。分析结果认为,在水流流速不是太大时,有压管道的阻力规律符合对数律。在通过试验取得垂线流速分布的情况下,可以利用对数流速分布公式计算摩阻流速,进而计算边界水流切应力,再根据谢才公式,可将起应力换算成相应河道的起动冲刷切应力。     

大库盘水库自压式管道排沙的试验研究

针对大库盘水库断面多为宽U或复合式阶梯型、库面宽阔且横向泥沙淤积严重的情况,设计了自压式管道排沙系统,系统采用管道网络铺设于水库底部,利用水库落差将库内泥沙排出。通过对自压管道排沙的试验研究,分析了流速与水沙质量比之间的关系,确定了系统的经济流速为5~6 m/s,给出了水头与流速关系式。试验结果表明,自压式管道排沙系统具有排沙多、耗水少及耗能低的优点。     

基于CFD的管道漏损模拟检测与评估研究

为研究管道漏损对供水管道中水力要素变化的影响,基于计算流体动力学（CFD）方法模拟分析了有、无漏损点和不同漏损点尺寸下供水管道内部水流流动及流场变化过程。以1^#管道模拟结果为例,t=4 s时,无漏损管道拟设漏损点附近流速为0.16 m/s,压力为0.015 kPa;漏损管道漏损点附近流速峰值为0.32 m/s,压力峰值为0.068 kPa。管道整体结果表明1,管道无泄漏时,拟设漏损点附近管段内压力和流速波动较小;因泄漏,漏损管道漏损点附近管段内压力和流速出现峰值,且由沿程变化曲线可得,漏损点下游管段内压力和流速大小明显低于无漏损管道。不同模拟条件下漏损点所在管道内流速和压力具有相似的数值变化规律,但压力比流速变化更剧烈。漏损点尺寸大小与管道内流速和压力的数值变化成反比。本研究对供水管道漏损监测方案制定及监测设备布局优化具有重要的参考价值。     

基于动态规划法的宿迁地区灌溉管道经济流速研究

农田管道输水灌溉系统设计中,经济流速的确定由于涉及工程规模、投资及运行费用等方面,受材料、劳动力、能源价格影响,具有明显的地区差异,确定过程较为复杂。通过建立年费用函数增量的灌溉管网费用函数模型,基于动态规划方法,以管径为变量模拟流速对投资与运行费用的影响过程。给出了适用于宿迁地区不同流量范围塑料管材、管径的经济流速,为宿迁地区农田管道输水灌溉系统管网设计提供了更具体、科学的参考依据。     

自动喷水灭火系统管道流速选择探讨

自动喷水灭火系统管道流速是管道水力特性和系统经济性的主要影响因素之一.通过定性分析和水力计算分析,提出管道流速选择原则.除遵守相关规范规定外,最不利点处作用面积内管道流速的选择应进行管道水力特性和系统经济性分析,其余管道流速的选择时应进行经济性分析.     

自压式管道水力排沙的试验研究

对自压式管道排沙系统进行了试验研究,结果表明:①5～6 m/s为排沙系统的经济流速,出口水沙质量比随着流速的增大而减小,当流速增大到5 m/s后,水沙质量比减小幅度趋于平缓;②随着含沙量的增大,水流需要消耗的能量增大;③自压式管道排沙系统可在减少水量消耗的同时有效地排沙,可以根据水库自身的水能灵活地进行管道布置.     

乌鲁木齐市排污管道污水流量测验方法探讨

为掌握乌鲁木齐市各排水系统的管道污水量,采用流速仪法对管道污水量进行了测验,分别采用流速仪法和重力流曼宁公式法进行了流速计算分析。根据两种方法的计算成果对比分析,曼宁公式法、流速仪法流速计算成果存在系统误差。依据曼宁公式法、流速仪法流速误差分析结果,管道实测流速按照流速回归方程式进行了订正,订正后的结果误差大为减小。     

新建输水管道工程管径的选择探讨

新建输水管道工程管径的选择不仅要满足与现状管道安全联合运行的要求,也应使总投资现值尽量最低。通过平均经济流速和水头损失计算初选经济管径,然后采用费用现值法作为经济评价方法选出最优管径,最后复核新建管道与现状管道联合运行时流量分配情况。     

抽水机站压力管道经济管径的探讨

我省五十年代发展的机电提灌,一般扬程低、灌面小,管道设计采用经济流速,选用成品管道已能满足工程需要;六十年代以后,随着高扬程大面积提水灌区的发展,成品管道已满足不了需要,各地根据条件分别自行设计水管,设计时多采用国内、外经验公式来计算经济管径。本文提出一个计算经济管径的意见,供参考。     

引黄工程输水系统有压隧洞泥沙冲淤计算分析

应用有压管道水力计算理论和一维非均匀不平衡输沙计算公式建立管道泥沙冲淤计算模型，并采用克诺罗兹临界流速公式对管道中是否产生淤积进行判断，将模型应用于引黄有压管道3^#、4^#隧洞的计算，其结果与用临界流速进行的淤积判断结果比较，定性是上合理的，但因缺乏管道泥沙的实测资料，定量上的准确程序有待于实施引水后检验。     

台风多发区域涉海工程设计极值流速的计算

半埋式海底输油管线等海洋工程建设以后,由于底层水流的作用,会导致管道附近海域海床遭受冲刷,给管道安全带来很大的隐患。为了给海底管道等涉海工程选址提供设计参数,避免因底层流速过大而造成管道冲刷悬空,影响到管道的安全,采用三维风暴潮流模型计算了管道区域重现期风暴潮流流速,并推算了海域表层、底层极值流速的分布情况。研究结果表明:2号站10 a一遇、20 a一遇和50 a一遇的表层最大流速分别为257,284 cm/s和323 cm/s,底层最大流速分别为188,203 cm/s和222 cm/s。20 a一遇的风暴潮流流速与潮流最大可能流速基本相近,因此风暴潮流影响不可忽略。     

浅议室内金属和塑料给水管道流速

主要介绍给排水设计中常见的管道流速,比较了室内金属给水管道和塑料给水管道流速要求的区别。结论为:在给水管设计时,塑料给水管的设计流速应规定为1.38 m/sv2.76 m/s(公共浴室内的管道应由水头损失来控制,无论是金属管还是非金属管,其流速一般为0.5 m/s以下);雨水管内的最大流速发生在充满度为h/D=0.813时,其流速为满流时的1.139倍,此值应不大于管道不被冲刷损坏的最大流速,并且雨水管渠的设计降雨历时公式应为t=t1+t2。     

抽水蓄能电站管道直径经验公式的探讨

常规电站的管道经济直径常可用一些经验公式进行计算,然后,再结合装机容量、水头损失和压力升高等因素作进一步的分析比较后确定。然而,抽水蓄能电站管道内水的流速比常规电站要大,在相同的条件下,其管道直径可比常规电站管道直径小,因此,原来用于估算常规电站管道直径的经验公式便不适用了。为此,笔者根据国外一些抽水蓄能电站的管道     

管道无压流的过流能力研究

利用数学极值理论分析了管道无压流最大过流量、最大流速的发生工况,并建立了最大过流量、最大流速与管线纵坡、管径、管道糙率的关系表达式,为管道设计提供参考和依据。     

黄河下游引黄灌区管道输水临界不淤流速试验

为了研究黄河下游引黄灌区管道输水临界不淤流速的计算方法,在室内用U-PVC管道,以黄河泥沙为沙样,进行了90、110、125 mm三种管径、两种泥沙颗粒级配条件下,不同含沙量浑水管道输水临界不淤流速试验。结果表明:试验条件下,在含沙量、管径相同时,浑水中泥沙粒径越大,临界不淤流速越大;在管径、泥沙粒径相同时,含沙量越大,临界不淤流速越大;在泥沙粒径、含沙量相同时,管径越大,临界不淤流速越小。依据试验成果,利用回归分析方法建立了黄河下游引黄灌区管道输水临界不淤流速计算公式。     

HDPE排水管道抗冲刷能力与设计流速研究

选取不同流速水流对HDPE管道进行冲刷磨损试验,单独研究了管道的冲刷磨损量与冲刷时间和冲刷流速的关系。结果表明经1 000h冲刷后,9m/s、6.4m/s、4.5m/s水流对HDPE管道冲刷磨损量分别为0.239mm、0.116mm、0.090mm。根据重庆地区近10年降雨资料,不考虑管道自然老化等因素时,设计流速为9 m/s、7 m/s、5 m/s条件下拟合计算得到20年时间里雨水对HDPE管道的冲刷磨损量分别为3.634 mm、3.118 mm、2.976 mm。为充分发挥抗冲刷能力可将HDPE管道的设计流速定为9m/s。