输配水管道沿程水头损失计算方法探讨

输配水管道是城市供水系统的重要组成部分,管道沿程水头损失计算又是输配水管道设计的核心.探讨了常用水头损失计算公式的适用范围及公式中参数的选择.水力计算应根据不同的水流流态采用与之适应的计算公式,并选取对应的水力计算参数,使水力计算成果准确可靠.     

管道水流的水头损失系数

管道的水头损失直接影响水管和水泵尺寸的确定,也就是管网的水力平衡。所有沿程水头损失计算公式,在估算水管内壁糙率时都有误差。对于一定材料一定管径和流量的管道的阻力系数,不同的方程式可以估算出不同的沿程水头损失。在复杂管道网络系统中,方程式或系数的小误差的累积,使各个管子水头损失或流量的计算值产生较大的误差。本文提出了三个广泛应用于管道摩阻方程摩阻系数有关的解决水头损失计算误差的数学关系式和诺模图。对象聚氯乙烯和铸铁管道来说,用Hazen—Willians(H—W)和Manning(Mn)公式得的水头损失与Darcy—Weisbach(D—W)得的水头损失相同。还介绍了摩阻系数随直径和水流条件而变化的情况,并讨论了运用计算机计算变化的沿程损失系数问题。     

农村水电站压力管道水头损失计算

对于农村水电站而言,减小压力管道的水头损失在一定程度上能提高整个水电站的发电总量,减小其发电成本。选取小水电压力管道适用的沿程与局部水头损失计算方法对某农村水电站工程压力管道进行水力计算,分析其在不同流量下的水头损失,可为类似新建或修复小水电工程提高其能效提供参考。     

小浪底库区管道排沙系统阻力试验

通过实体模型进行了小浪底水库自吸式管道排沙系统阻力试验,对排沙系统设计的水头损失等参数进行了验证。结果表明:利用自吸式管道排沙系统进行库区泥沙清淤,无论是沿程水头损失还是局部水头损失,设计水头均可以满足泥沙输移指标的要求。     

贵州山区长距离输水管道局部水头损失计算分析

山区长距离输水以管道为主,在工程前期阶段设计工作中,管线局部水头损失通常按沿程水头损失的5%～10%考虑,但在已建或在建的工程实践中发现,施工图阶段的局部水头损失往往大于前期设计中按该比例估算的局部水头损失,进而引起输水建筑物结构型式或布置调整,造成工程建设投资增加。选用贵州山区几条典型已建和在建长距离输水管道的水力计算成果,将其与实际结果对比分析后得出:①当输水管径为0.5～1.6 m、流速为0.8～1.6 m/s时,局部水头损失占沿程水头比例为3%～20%;地形条件复杂的区域,比例甚至可达到60%左右。②为使输水建筑物布置更加科学合理,减少后期设计中出现较大变更,使工程总投资整体可控,在输水管道前期设计中,考虑局部水头损失应综合分析管材、管径、管道布置、地形地貌等因素的影响。     

贵州山区输水管道局部水头损失计算方法探讨

针对贵州高原山地地区地形条件较复杂,管线走向蜿蜒曲折、起伏较大,按沿程水头损失的5%～10%进行局部损失计算,容易出现富裕水头较小、输水建筑物布置不满足要求等问题。以塘坎上水库输水管道水头损失计算为例,结合长距离输水典型工程水力分析成果进行论证分析。结果表明:地形条件复杂、管线拐弯点多且角度大的输水工程,管道局部水头损失占沿程水头损失的比例远大于10%。实践设计时,应结合工程布置和建筑物结构,选择科学方法进行分析,确保计算结果更贴近实际,为工程顺利施工建设和功能效益发挥提供重要技术支撑。     

对GB50015-2003第5.5.4条的探讨

1　GB5 0 0 15 - 2 0 0 3第5 5 4条简介热水管网的水头损失计算应遵守下列规定:单位长度水头损失,应按本规范3 6 10条确定,但管道的计算内径dj 应考虑结垢和腐蚀引起过水断面缩小的因素。3 6 10条提出的给水(冷水)管道的沿程水头损失计算公式为:i=10 5C- 1.85h d- 4.87j q1.85g (1)式中i———管道单位长度水头损失,kPa/m ;dj———管道计算内径,m ;qg———给水设计流量,m3/s ;Ch———海曾-威廉系数。利用海曾-威廉系数的调整,可适应不同管材、粗糙系数管道的水力计算,所以更具通用性。2　GBJ15 - 88热水管网的水头损失计算公式简…     

不同流速对UPVC输水管道沿程损失影响的试验研究

为了更合理的计算管道输水的沿程损失,采用室内模拟试验的方法,确定流速与沿程损失之间的关系,并对常用经验公式的主要参数进行修正。试验结果表明:ＵＰＶＣ输水管道沿程水头损失随着管道流速的增大而增加,两者之间有较好的幂函数关系;常用经验公式中,谢才公式、达西－魏斯巴哈公式和《规范》公式的系数,即曼宁糙率系数、沿程阻力系数和摩阻系数均随着管道流速的增大先迅速降低,流速大于1．040ｍ／ｓ后,变化较小,趋于稳定,各系数与流速之间呈幂函数关系;海曾－威廉公式系数变化趋势相反,系数与流速之间具有较好的对数函数关系。采用修正后的经验公式计算值与实测值接近,相关系数均达到0．997以上。因此,通过修正后的经验公式可提高计算精度,满足计算需求。     

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。     

工程实践应用中沿程水头损失计算补充完善研究

通过概化管道计算实例,指出目前工程实践中较多采用的谢才公式法在计算沿程水头损失时的局限性和不足。经分析研究,为补充完善沿程水头损失计算方法,提出和确定以临界流速为区隔各个水流流态区间的特征指标。并以钢管、混凝土管和混凝土渠道为代表,分析确定了相关临界流速阈值,研究和总结归纳得到在不同输水形式、不同特征管径或宽度,不同流态区间情况下的适用于各水流流态区间的沿程水头损失实践应用计算方法。     

水力学沿程水头损失算式浅析

依据达西推导得出的圆形管道算式与壁面摩阻及其物理概念，对沿程水头损失通用算式及其阻力系数作了分析，表明圆形与非圆形断面型式的沿程水头损失算式是有差异的，不可混同使用，并举例计算二者差异，以利建筑物运行安全。     

浅谈Excel软件在供水管网技术指标计算中的应用

农田节水灌溉工程和人畜饮水工程中的供水管网结构复杂，干管、支管、毛管分支众多，管网经济管径、管道沿程水头损失等数据的计算任务繁重，费时费力，且易出差错。在这种情况下，笔者利用EXCEL电子表格软件提供的计算功能，实现了水利工程管网设计中经济管径和管道沿程水头损失的自动计算。该方法简便易行、快速精确、容易掌握，非常适合基层水利技术人员应用。     

水力学沿程水头损失算式浅析

依据达西推导得到的圆形管道算式与壁面摩阻及其物理概念，对沿程水头损失通用算式及其阻力系数作了分析，表明圆形与非圆形断面型式的沿程水头损失算式是有差异的，不能混用使用，并举例计算二者的差异，以利建筑物运行安全。     

浅谈ExceI软件在供水管网技术指标计算中的应用

农田节水灌溉工程和人畜饮水工程中的供水管网结构复杂 ,干管、支管、毛管分支众多 ,管网经济管径、管道沿程水头损失等数据的计算任务繁重 ,费时费力 ,且易出差错。在这种情况下 ,笔者利用EXCEL电子表格软件提供的计算功能 ,实现了水利工程管网设计中经济管径和管道沿程水头损     

过坝水流的近似计算

本文在势流计算基础上,沿溢流面用曼宁公式确定水头损失,在反弧段采用加大糙度方法进行过坝水流的近似计算,给出沿程自由水面位置、压力、流速及能量损失等水力参数。验证计算表明,该近似计算具有一定精度,供溢流坝水力计算参考。     

产业园供水工程输水管道局部水头损失计算探讨

针对当前《村镇供水工程设计标准规范》所规定的根据沿程水头损失的5%～10%估算输水管道局部水头损失的做法仅适用于输水管线无较大起伏,走向平缓顺畅的情况,提出对于地形地貌特殊、管线剖面起伏大、转弯点多的输水管线,应当结合管段实际逐段计算局部水头损失并加总求和的处理方法。以金塔县北河湾循环经济产业园供水工程（二期）为例,采用两种方法进行了其典型输水管段局部水头损失值的计算,为避免所预留的富裕水头较小,使实际输水流量无法满足设计流量或因水流过小而无法联通,确保工程实施阶段输水建筑合理布置,最终选择逐段计算局部水头损失并加总求和的结果。     

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     

镀锌钢管沿程水头损失计算的试验研究

目前国内规范推荐的计算镀锌钢管沿程水头损失的公式包括舍维列夫公式和海澄-威廉公式,但其计算结果之间存在较大差异。通过试验分析探讨了舍维列夫公式和海澄-威廉公式用于镀锌钢管沿程水头损失计算的适用性,提出了海澄-威廉公式(C=100)更适合于镀锌钢管沿程水头损失计算。     

大伙房水库水利枢纽及输水工程隧洞导流及水力计算

长距离管道输水是一种常见输水形式,其输水的水头损失主要为沿程水头损失。由于水资源的日益缺乏,越来越多的城市已经不得不进行远距离的水源输配。介绍了大伙房水库水利枢纽及输水工程概况,分析了其隧洞导流施工与水力计算。     

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。