故一般虹吸管中的真空值7～8mH2O。
例
有一渠道用两根直径为1.0m的混凝土虹吸管来跨
越山丘， 渠道上游水位为▽1＝100.0m，下游水位为▽2
＝99.0m，虹吸管长度l1 = 8m l2= 15m；l3 = 15m，中间
有60°的折弯两个，每个弯头的局部水头损失系数为
0.365，若进口局部水头损失系数为0.5；出口局部水头
4 水泵的装机容量
4
吸水管 考虑1-1断面和4-4断面的能量方程，注意两者之间存 z 在水泵。考虑两个断面之间的能量方程时，应考虑有
2 3 水力机械对水流所作功。 1 0 zs 3 压水管 0 2
1
00
0 v0 2
2g H t z hw1 4 z hw1 2 hw 3 4 γQH t NP (kW) 吸水管 1000 P
段局部水头损失系数为0.1；吸水管沿程水头损失系
数为0.022，压力管道采用铸铁管，其直径为500mm，
长度为1000m，n = 0.013。
4
4
z
2 1 0 3
zs 3
例 用离心泵将湖水抽入 0 2 水池，流量为0.2m3/s， 湖面高程为85.0m
1
4
4
z
2 1 0 3
zs 3
水池水面高程为105m， 0 2 吸水管长度为10.0m， 水泵允许真空 hv= 4.5m
产生真空，水流则能通过虹吸管最高处引向其他处。
虹吸管的优点在于能跨越高地，减少挖方。 虹吸管
长度一般不长，故按照短管计算。
虹吸管顶部 zs
1 pa
2 z
1
2
虹吸管顶部的真空压强理论值不能大于最大真空值 （10mH2O）。 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，破坏水流连续性，可能产生空蚀破坏，
2
pB lB v2 z s ( 1 2 ) hv d 2g l1 l 2 v2 z s hv ( 1 2 ) 6.24 m d 2g
0
0
ζ1
h1
1 λ λ 1 h2 2 d2 l2 ζ5
H
2
ζ2 l1
d1
ζ3
1
4
4
z
2 1 0 3 试确定： 吸水管直径 0 2 3 水泵安装高度
zs
1
水泵功率
解：
（1）吸水管直径
取v允 1.0m / s
d
4Q π v允
4Q 4 0.2 d 0.505m 505mm π v允 3.14 1.0 选用标准直径 d 500mm
（2）安装高程
4
z 0 1 z s 23 23 0
H t＝z 0 hw1 4
4
4
z
2 1 0 3 压水管 0 2 3
zs
1
00
0 v0 2
2g H t 3 4 QH t NP (kW) 1000 P
H t＝z 0 hw1 4
式中，Ht 为水泵向单位液体所提供的机械能，称为水
泵的水头或者扬程（m）； ηP 为水泵和动力机械的总效率。
00
0 v0 2
2g H t z hw1 4 z hw1 2 hw 3 4 QH t NP (kW) 水泵的输入功率 1000 P
H t＝z 0 hw1 4
上式表明： 水泵向单位重量液体所提供的机械能
4
考虑断面1-1和水泵进口断面 2-2的能量方程，则
1
0v0 2 v2 0 0 ＝z s hv hw 2g 2g v2 l1 v2 z s hv ( 1 2 3 ) 2g d 2g
l1 v2 z s hv ( 1 2 3 ) d 2g 10 12 4.5 (1 0.022 2.5 0.3 0.1) 0.5 2 9.8 4.5 0.22 4.28m s z s 1 4.28 85 89.28m
2
lB v2 zs ( 1 2 ) hv d 2g pB l1 l 2 v2 z s hv ( 1 2 ) 6.24 m d 2g
0v0 pB v 2 pB v 2 lB v2 00 ＝z s hw z s ( 1 2 ) 2g 2g 2g d 2g
许真空度hv 以及吸水管水头损失hw 。计算方法和虹
吸管允许安装高程的计算方法相同。
4 考虑断面1-1和水泵进口断面2-2的能量方程，则 吸水管
4
z
l v2 z s hv ( 2 ) d 2g
2 1 0
3 压水管 0
zs 3
1
2

压力管的水力计算
确定管径和水泵装机容量
1 6 1 6
l2 B l1 zs
B
1 1 1 C R＝ （ ） ＝56.7 n 0.014 4 z 8 g 8 9.8 λ＝ 2 ＝0.024 2 C 56.7 1 1 μc ＝ ＝0.571 l 35 ( i ) 0.024 0.5 2 0.365 1 d 1 Q c A 2 gH 0.571 0.25 3.14 12 19.6 1 1.985m 3 / s
将水流提高一个几何高度 克服全部水头损失
例题： 4-5 用离心泵将湖水抽到水池中去，流量为
0.2（m3/s），湖面高程为85.0m，水池水面高程为
105.0m，吸水管长度为10.0m，水泵的允许真空 hv
= 4.5m，吸水管底阀的局部水头损失系数为2.5；弯
管的局部水头损失系数0.3，水泵入口前的渐变收缩
0
0
l3
虹吸管中最大真空一般发生在管道最高位置。
本题最大真空发生在第二个弯头前的B-B 断面。
考虑0-0断面和B-B 断面的能量方程，则 l2 B l1 0 zs 0 z
B
l3
l2 B v l1
0 zs B
0
z
l3
0v0 pB v 2 pB v 2 lB v2 00 ＝z s hw z s ( 1 2 ) 2g 2g 2g d 2g
压力管管径一般是根据经济流速确定，重要工程应选
择几个方案，进行技术经济比较。
对于给排水管道可按公式确定
d xQ
0.8
式中，x 为系数，一般取x ＝ 0.8～1.2； d 为管径（m）； Q 为流量(m3/s)。
水泵的装机容量
考虑1-1断面和4-4断面的能量方程，注意两者之间存 在水泵。考虑两个断面之间的能量方程时，应考虑有 水力机械对水流所作功。
损失系数为1.0。试确定：
当虹吸管中的最大允许真空度为 7mH2O时，虹吸管 最高安装高程 zs为多少？
l2 l1
B
zs B 0 z l3
0
l2 l1
B
zs
B 0 z l3
0
虹吸管为淹没出流
求流量
Q vA c A 2 gz z 1 2 100.00 99.00 1.0m
4
23 23 0
4
z 0 1 z s
解：
（3）水泵功率
考虑断面1-1和水泵进口断面4-4的能量方程，则
0 v0 2 v4 2 00 H t＝z 0 hw1 4 2g 2g H t＝z hw1 4＝z hw1 2 hw3 4
z 2 1 105 85 20m hw1 2 0.17m Q 0. 2 hw3 4 l2 2 1000 2.81m 2 K 3.77 其中K AC R
6 有压管道的恒定流
6.1
6.2 6.3 6.4 6.5
概述
简单管道的水力计算 虹吸管及水泵的水力计算 串联管道的水力计算 并联管道的水力计算
6.6 沿程均匀泄流管道的水力计算 6.7 分叉管道的水力计算
6.3 虹吸管及水泵的水力计算
6.3.1 虹吸管的水力计算 虹吸管是一种压力输水管道，顶部弯曲且其高程高于 上游供水水面。在虹吸管内造成真空，使作用虹吸管内
1 6 2 2
4
z 0 1 z s 23 23 0
4
1 3.14 1 2 ( 0.5 ) ( 0.125 ) 0.125 3.77m 3 / s 4 0.013
z 2 1 20m hw1 2 0.17m hw3 4 2.81m H t＝z hw1 4＝z hw1 2 hw3 4 20 0.17 2.81 23.0m gQHt 9.8 0.2 23.0 PP 64.4kW 0.7
zs
1
水泵的水力计算
吸水管和压力水管 吸水管: 短管
压力水管:长管
吸水管的水力计算
确定管径和水泵最大允许安装高程 吸水管的管径一般是根据允许流速计算，通常吸
水管的允许流速约为0.8～1.25 m/s，或根据有关规范
确定。
流速确定后，管径可按下式计算
4Q d π v允
水泵的最大允许安装高程，取决于水泵的最大允
ζ4
6.3 虹吸管及水泵的水力计算
6.3.1 虹吸管的水力计算 6.3.2 水泵的水力计算 一个抽水系统通过水泵转动转轮的作用，在水泵 进水口形成真空，使水流在池面大气压强的作用下沿 吸水管上升，流经水泵时从水泵获得新的能量，进入压 力管，再流入水塔。
4
4
吸水管 z
2 1 0 3 压水管 0 2 3
1
4
4
z
2 1 0 3 吸水管底阀局部水头损 失系数为2.5；弯管的局 0 2 3 部水头损失系数0.3，水 泵入口前的渐变收缩段 局部水头损失系数0.1；