小浪底水库管道排沙系统管道水力学计算

根据各种经验公式及沿程水头损失的计算理论,初步计算了小浪底水库自吸式管道排沙系统的管道临界不淤流速及沿程水头损失.结果表明,在汛限水位下,当主管道铺设高程为145 m时,清淤的距离可达坝前24 710 m,基本可以将小浪底坝前20 km库区范围、高程145～175 m的细泥沙排出库外.     

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。     

进水口水头损失计算探讨

在进水口的设计过程中,需要进行水力学计算。采用了水利水电工程进水口设计规范中的沿程水头损失和局部水头损失公式对进水口进行计算。结合非洲某水电站进水口典型例子分析了沿程损失的λ为什么采用了柯尔勃洛克一怀特计算。结合水力学试验成果分析了进水口流速采用水力学断面进行计算的准确性。     

沿程阻力系数的神经网络计算方法

通过对尼古拉兹实验揭示的沿程阻力系数变化规律的剖析，分析出各影响因子，得到沿程阻力系数与各影响因子的定性映射关系．建立人工神经网络(Artificial Neural Network，简称ANN)模型，通过模型对实验数据的自适应学习训练，构建出沿程阻力系数同各影响因子之间的非线性映射关系模型．ANN模型的计算成果同实验结果和经验公式计算结果进行比较，结果表明：采用ANN方法计算沿程阻力系数简单方便，计算精度高，工作量小，可操作性强，通用性好．因此，采用ANN方法计算沿程阻力系数具有很强的工程适用性，值得推广．     

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。     

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.     

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.     

关于管道沿程阻力系数问题的分析

引用水力学基础理论,列出各种流态情况下的沿程阻力系数公式,并提出利用EXCEL软件来求解柯列勃洛克公式,从而为管道沿程阻力系数系数计算提供了一种简便方法,即利用Excel中求解勃洛克公式的简便方法。     

模型试验中管洞沿程阻力偏差的水力要素修正

在水工管道模型试验中,经常因试验管道糙率和管长与原型不能满足相似条件而引起水力要素偏差,根据水流能量守恒和连续性原理,充分利用局部阻力观测结果和沿程阻力的理论分析成果,有机地将模型试验与理论分析结合起来,研究提出了模型管长和糙率偏差2种工况分别对应同流量下修正水位与压力、给定作用水头下修正流速与流量及压力的公式,并指出了公式的适用条件和实际应用中需注意的问题。     

一种虹吸式屋面雨水排水系统简易估算方法

现行的《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》(CECS 183:2005)中规定虹吸雨水系统沿程水头损失计算采用Darcy-Weisbach公式及Colebrook-White公式,通过摩阻系数λ计算,其计算过程复杂,不便应用于简易估算。工程人员往往更倾向于采用Hazen-Williams公式计算沿程损失,但在虹吸雨水系统水力计算中可能会产生较大误差,不推荐使用。引入了一种新的沿程损失计算方法Swamee-Jain计算式,归纳虹吸雨水系统简易估算流程,并结合工程案例,验证其计算便捷性及准确性。     

浅谈锦屏二级引水隧洞沿程糙率系数的反算方法

就锦屏二级电站引水隧洞,根据实测水头损失、反算沿程水头损失糙率系数过程中的一些经验和认识进行总结,提出了:(1)应尽量选取局部损失所占比例较小的洞段来计算沿程水损,并应计入测点底部流速头,以提高计算精度;(2)在引水隧洞平均水力半径的计算过程中,不能采用等动量或者等体积的方法,必须遵循水损相等的原则进行当量等观点,供参考。     

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。     

虹吸管道水气两相流动过流能力的试验分析

通过对虹吸式输水管道输水能力的试验研究,观测到不同安装高度下的气液两相流现象。量测了不同安装高度相应水位差下的流量的大小,并分析了流量变化规律。研究发现,随着安装高度的增大,虹吸管内气液两相流流型由气泡流转化为气团流。分析原因发现在安装高度h_s=2 m时,流量减小率与面积减小率相等,表明气液两相流时过流面积小于液相满流时过流面积是流量的减小的主要原因;当安装高度h_s2 m时,流量减小率与面积减小率相差较大,表明流量的减小不仅与面积变化有关,还应与沿程阻力系数有关。掺气浓度的增大使管内压降增大,压降的增大导致了管内阻力增大,从而使沿程阻力系数增大,而导致流量减小。     

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。     

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     

平行平板缝隙流中粘性阻力的研究

随着流体传动和控制在机械领域中的广泛的应用．正确分析和计算流体在流动中的粘性阻力，已成为很重要的课题．文中对不同边界条件下、平行放置的平板之间的层流缝隙流动给出了粘性阻力和沿程损失系数的计算公式，为正确、方便地计算平行平板间流动提供了理论依据。     

用分形几何理论研究圆管糙率及其实用意义

在已有紊流阻力定律与试验研究基础上,分析了当量糙率KS在计算紊流沿程阻力损失中的重要作用,以及我国水利工程沿程阻力损失计算和工程应用现状。以圆管内壁糙率为例,用分形几何理论研究了圆管糙率的分形特征,给出了圆管糙率分数维的数学模型和算例。论证了圆管糙率分数维和当量糙率KS的关系,分别讨论了管道纵、横向糙率分数维的计算方法,提供了将前人所建立的紊流阻力定律与试验结果直接用于工程实际的途径。     

管道水力摩阻系数的敏感性分析

管道水力摩阻系数的合理取值是输水工程经济、高效运行的关键,尤其是当前广泛采用的大口径输水管道。然而受内壁粗糙度、管径D、流速V、水温T等诸多因素的影响,水力摩阻系数取值存在较大的不确定性。本文对常用摩阻系数进行了系统的敏感性分析,研究表明:同种管材的海森-威廉系数Ch和曼宁糙率系数n均随管径D增大而增大,并且曼宁糙率n的相对增幅远大于海森-威廉系数Ch,当前设计中忽略管径D对曼宁糙率n的影响是造成部分工程水头损失计算误差较大的原因之一。海森-威廉公式对不同管径的适应性优于谢才-曼宁公式,工程设计如采用谢才-曼宁公式,需考虑管径和流速对曼宁糙率n的影响。上述成果可为管道输水工程的设计、运行和管理提供参考。     

逆流场中波要素的沿程变化

本文基于波浪水流共存场中耗散波的波作用量守恒方程,在综合分析各种耗散形式的基础上,认为波高沿程近似于作指数型衰减。经水槽试验,求得衰减系数系βv,进而发现,复合因素βvLv与相对流速V/C_0之间有良好的线性关系。另外,试验结果表明逆流中波长沿程不变。     

杭州运西河网沿程含沙浓度和淤积规律研究

为了研究泥沙在杭州运西河网内的沿程输移淤积规律,基于非均匀沙不平衡输移理论,结合黏性非均匀沙起动概率公式和非均匀沙水流挟沙能力公式,得到改进后的河网悬移质沿程含沙浓度计算公式。计算了杭州市从钱塘江引水至运西河网“四港四河”内的悬移质沿程含沙浓度及河网沿程淤积率。结果表明：河网引入钱塘江水后,河网内悬移质含沙浓度呈明显的沿程减小趋势。在引入流量相同时,河网淤积率随引入水体含沙浓度的增大而增大;当引入水体的含沙浓度相同时,河网淤积率随引入流量的增大而降低。研究结果可以为该区域河道清淤提供参考。