《给水排水管网系统》课程教学课件（PPT讲稿）第3章 给水排水管网水力学基础

第3章给水排水管网水力学基础S3.1给水排水管网水流特征S3.2管渠水头损失计算S3.3非满流管渠水力计算DN-1400-mm.T型球器销铁直营S3.4管道的水力等效简化83.5水泵与泵站水力特性

第3章 给水排水管网水力学基础 § 3.1 给水排水管网水流特征 § 3.2 管渠水头损失计算 § 3.3 非满流管渠水力计算 § 3.4 管道的水力等效简化 § 3.5 水泵与泵站水力特性

3.1给水排水管网水流特征流态特征3.1.1层流：Re过渡流：20004000（给排水管网一般按紊流考虑hα2（管径D较大或管壁较粗糙阻力平方区（粗糙管区）hα1.2~2（管径D较小或管壁较光滑）2.素流\过渡区hocμ1.75水力光滑区

3.1 给水排水管网水流特征 Re 2000 1. : 2000 Re 4000 Re 4000          层流： 流态 过渡流 紊流： （给排水管网一般按紊流考虑）           1.75 1.2 2 2 2. h v h v D h v D 水力光滑区 过渡区 （管径 较小或管壁较光滑） 阻力平方区（粗糙管区） （管径 较大或管壁较粗糙） 紊流 ～ 3.1.1 流态特征

3.1.2恒定流与非恒定流水量变化一非恒定流（复杂）一按恒定流计算3.1.3均匀流与非均匀流水流参数往往随时间和空间变化一非均匀流

3.1.2 恒定流与非恒定流 水量变化－非恒定流（复杂）－按恒定流计算 3.1.3 均匀流与非均匀流 水流参数往往随时间和空间变化－非均匀流

3.1.4压力流与重力流1.压力流：hfoce、I、v;与H、I无关（压能克服水流阻力）2.重力流：靠水的位能克服3.1.5水流的水头与水头损失水头是指单位重量的流体所具有的机械能。H=Z+P/y+v2/2g+h水头损失：流体克服流动阻力所消耗的机械能沿程水头损失局部水头损失

3．1．4 压力流与重力流 1．压力流：hf∝e、l、v；与H、I无关（压能克服 水流阻力） 2．重力流：靠水的位能克服 3．1．5 水流的水头与水头损失 水头是指单位重量的流体所具有的机械能。 H＝Z＋P/γ＋v 2/2g ＋ h 水头损失：流体克服流动阻力所消耗的机械能     局部水头损失 沿程水头损失

3.2管渠水头损失计算3.2.1沿程水头损失计算管渠沿程水头损失：L谢才公式：nnf:(m）C?R式中h一一沿程水头损失，m;v一一过水断面平均流速，m/s；C一谢才系数：I一管渠长度，m;R一一过水断面水力半径，即断面面积除以湿周，m对手圆管满流R=0.25D（D为直径）

3．2 管渠水头损失计算 3．2．1 沿程水头损失计算 管渠沿程水头损失： 谢才公式： l C R v hf 2 2 = （m） 式中 hf――沿程水头损失，m； v――过水断面平均流速，m/s； C――谢才系数； l――管渠长度，m； R――过水断面水力半径，即断面面积除以湿周，m， 对于圆管满流R=0.25D（D为直径）

圆管满流，沿程水头损失也可以用达西公式：h=(m)适用：塑料管、D2g内衬与内涂塑料的钢管。8g2式中入一沿程阻力系数，C2C、入与水流流态有关，一般采用经验公式或半经验公式计算。常用：

圆管满流，沿程水头损失也可以用 2 2 8 ( ) 2 f g C l v h m D g   =  式中 －沿程阻力系数， ＝ C、λ与水流流态有关，一般采用经验公式或半 经验公式计算。常用： 适用：塑料管、 内衬与内涂塑料的钢管。 达西公式：

1.舍维列夫公式适用：旧铸铁管和旧钢管满管紊流，水温10℃（给水管道计算）0.00214gv ≥1.2m/sD0.31=0.30.8670.001824gV<1.2m/s+D0.30.00107vv ≥ 1.2m/sD1.3hf =0.30.8670.000912v11+V<1.2m/sD1.3V

1．舍维列夫公式 适用：旧铸铁管和旧钢管满管紊流，水温10℃（给水管道计算）               +  = v 1.2m/s 0.867 1 0.001824g v 1.2m/s D 0.00214g 0.3 0.3 0.3 D v                +  = v 1.2m/s 0.867 1 0.000912v v 1.2m/s D 0.00107v 0.3 1.3 2 1.3 2 l D v l h f

2.海曾一威廉公式（给水管道）适用：较光滑圆管满流紊流13.16gD0.13C1.8520.148O式中g一流量，m2/sC.一海曾一威廉粗糙系数其值见表3.21.85210.67g用于：输配水管道，n配水管网水力平差计算。4.871.852DW

2．海曾－威廉公式 适用：较光滑圆管满流紊流（给水管道） 0.13 1.852 0.148 3 13.16 / w w gD C q q m s C ＝ 式中 －流量， －海曾－威廉粗糙系数 其值见表3.2 l C D q h w f 1.852 4.87 1.852 10.67 ＝ 用于：输配水管道、 配水管网水力平差计算

3.柯尔勃洛克一怀特公式适用：各种紊流，是适应性和计算精度最高的公式。CeC=-17.71lg14.8R3.53Re2.51e或2lgV元3.7DRevn

3．柯尔勃洛克－怀特公式 适用：各种紊流，是适应性和计算精度最高的公式。       = − +       +  Re  2.51 3.7 2lg 1 14.8 3.53Re 17.71lg D e C R e C 或 ＝－

2 0.875 4 Re Re / ; 4.462 17.71lg 14.8 Re vR vD m s e m e C R    =     +   式中 －雷诺数， ＝ ，其中 是与水温有关的 水动力粘度系数， －管壁当量粗糙度， ，由实验确定，或查表3.1。 但此式需迭代计算，不便于应用，可以简化为 直接计算的显函数形式： ＝－ 0.875 1 4.462 2lg 3.7 Re e  D     +   或 ＝－