hf
k
Q2 K2
l 0.1522 2.464 2
2500 9.5m
H1 2 1 H 2 h f 45 61 25 9.5 18.5m
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
3. 管道管线布置已定，当要求输送一定的流量时，确定所需 的断面尺寸（圆形管即确定直径）。这时可能出现下列两 种情况：
这种类型的题一般在输流工程中用到的较多，按长管计算：
H
hf
Q2 l, K K2
AC
R,C
1
R
1 6
或者用查表法。
n
供水工程中当 v 1.2时m s
H
hf
k
Q2 K2
l
当 v 1.2时m s
H
hf
k
Q2 K2
l
式中k 查表可得
式中 k 1
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
2. 管道的输流能力，管长已知，要求选定所需的管径及相应的水头。 这是工程中常见的实际问题。通常是从技术和经济两方面综合考虑，
确定满足技术要求的经济流速。 ①管道的技术要求。流量一定的条件下，所选管径的大小影响着管中的 流速，所选管径应使流速控制在既不会产生过大的压力，降低管道的使 用寿命，又不能过小，使泥沙沉积，阻塞管路。一般情况下，水电站引 水管中流速不应大于（5～6）m/s ，给水管中的流速不应大于（2.5～3） m/s，不应小于0.25m/s 。
例6.2 由水塔向工厂供水，如图所示，采用铸铁管，管长2500m，
管径400mm。水塔处地形标高为 ，工厂1 需61水m 量
，工
厂地Q 形 0标.15高2 m3 s ，管路末端需要的2 自 4由5m水头 ，试设计水塔高
度HH。2 25m
水塔
H1
1
H
例
6.2
H2
图
2
Δ Δ
Δ
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
4. 对于一个管道尺寸、水头和流量已知的管道，要求确定管 道各断面的压强的大小
根据能量方程，管路中任意断面处的测压管水头为：
p
v2
(z )i H0 (hf hj )0i 2g
即管路中任意断面i 处的测压管水头等于总水头H0 减去该断 面以前的沿程水头损失与局部水头损失，再减去该断面的流速水 头。把各断面的测压管水头连接起来，就得到整个管路的测压管 水头线。
渗水池 ζe=0.5
排水管
ζ弯=0.5
ζ阀=0.5
例 6.1图
集水井 ζo=0.5
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
解：由图可知该排水装置系淹没出流，其计算公式为 Q c A 2gH
在淹没出流情况下，作用水头为上、下游水位差 H 45 38.7 6.3m
依据
虹吸管示意图
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.5 简单管道水力计算特例
虹吸管长度一般不大，故应按短管计算，以例说明。
1. 虹吸管流量的计算 根据淹没出流的公式计算 Q S A 2gH
2. 虹吸管安装高度的计算
S
1
l d
以下游断面为基准面，列出上游断面和顶部断面的能量方程
H
p0 g
0
H
z
pc g
v2 2g
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
解：因为管道的长度较大，考虑按照长管计算。
列出水厂断面和工厂断面的能量方程 1 H1 2 H 2 h f
当管径d 400，m查m表铸铁管
K
2.464 103
l s
v 4 Q 4 0.152 1.21m s ，所以 d 2 0.42
k 1
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
对于恒定流，有压管道的水力计算主要有下列几种：
1. 输水能力计算
当管道的布置、断面尺寸d 及作用水头H 已知时，要求确定管道 通过的流量。
Δ Δ
例6.1 计算某水电厂由渗水
池排入集水井的流量，已知 排水管的糙率 n ，0.0管125 径 d ，15管0m长m ，l其他20数m 据如图所示。
②管道的经济效益。重要的管道在选取管径时一般应选择几个方案进 行比选，选出一种方案，使得管道投资和运转的总费用最小，但是工 程中，费用最小的并非各方面最优或可行，往往是选一种经济上合理 工程上可行的方案作为最终设计方案，这样选定的流速称为经济流速， 对应的直径为经济直径。具体数值可参照有关设计手册。
1. 管道的输流能力Q，管长l 及管道的总水头H 均已确定。ຫໍສະໝຸດ ① 对H于长Q管2 l, K
Q2l
Q
K2
HH
求得K值后反查表就可得d
l
② 对于短管 Q
1
1 l d
A
2gH
C
4
d2
2gH
d
4Q C 2gH
, c
1 1 l
d
采用试算法
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
n 0.0125 和
d
150mm，C
1
(d
1
)6
1
(
0.15
)
1 6
46.28
n 4 0.0125 4
8g 8 9.8 0.0367 C 2 46.282
l 0.0367 20 4.89
d
0.15
i 0.5 1.1 2.0 1.0 4.6
流量系数
c
1
l d
i
Q
C
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
欢迎提问
➢如果您有任何问题， 请毫不犹豫地提出 !
In case of you have any question, DO NOT hesitate to ask me !
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.5 简单管道水力计算特例
1. 虹吸管的水力计算
虹吸管是一种压力输水管道，（如图） 顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。 若在虹吸管内造成真空，使作用在上游 水面的大气压强和虹吸管内压强之间产 生压差，水流即能超过虹吸管最高处流 向低处。虹吸管顶部的真空理论上不能 大于最大真空值，即10米高水柱。实 际上当虹吸管内压强接近该温度下的汽 化压强时，液体将产生汽化，破坏水流 的连续性。故一般不使虹吸管中的真空 值大于7－8米。
d 2 4
2gH 0.325 0.152 4
c
1
0.325
4.89 4.6
2 9.8 6.3 0.064 m3 s 64 l s
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
2. 当已知管道的尺寸和输流能力时，计算水头损失，即要求 确定通过一定流量所必须的水头。