給排水工程：公式、計(jì)算、已解決的示例問題管道水力學(xué)

壓力管道床應(yīng)盡可能靠近HGL（液壓M(ii)atibo梯度線）。管道水力學(xué)(i)壓力導(dǎo)管床應(yīng)盡可能靠近HGL（HydraulicM(ii)atibo梯度線）。否則，管道中壓力的增加需要更厚、更堅(jiān)固的管道，這將增加成本。(ii)水力梯度線應(yīng)產(chǎn)生足夠的速度。速度應(yīng)不淤塞/不沖刷。（0.9m/s至1.5m/s）(三)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（四）經(jīng)濟(jì)建設(shè)(v)管道摩擦引起的水頭損失。(vi)由于流動(dòng)幾何形狀的變化而造成的損失，即管道尺寸、彎管、閥門等的變化。

水頭損失公式：(i)Darcy-Weisbach公式（摩擦流）HL=hf=管道摩擦造成的水頭損失，單位為米(m)L=管道長度（米）。D=管道直徑（米）V=流速（米/秒）f'=無量綱摩擦系數(shù)o=重力加速度(9.81m2/s)k=粗糙度投影(mm)Re=雷諾數(shù)(ii)曼寧公式-對(duì)于重力管道和壓力管道中的湍流適用于全流量圓形管道n=曼寧粗糙度系數(shù)。L=管道長度（米）V=流速（米/秒）R=管道的水力平均深度(iii)Hazen-William公式V=0.85CHR0.63$0.54CH=水力系數(shù)（參見表2.3）對(duì)于更光滑的管道，CH更大R=管道的水力平均深度（米）。對(duì)于圓管，R=d/4S=能量線斜率

Hazen-william公式的局限性(i)系數(shù)CH不是無量綱的。其價(jià)值各不相同。(ii)CH與摩擦條件無關(guān)（管徑、粘度、速度、粗糙度和雷諾數(shù)等）因此，HazenWilliam給出了一個(gè)修改后的公式問題3.1：確定為人口25,000的小鎮(zhèn)提供服務(wù)的供應(yīng)管道的規(guī)模。還要找出擬鋪設(shè)管道的水力坡度。在需要的地方假設(shè)數(shù)據(jù)。解決方案：人口=25,000假設(shè)平均每日用水量（人均需水量）=120/ped。=人口×人均需求=25,000×120/人=3x106l/d=3MLD每日最大需求量=1.8x平均每日需求=1.8x3MLD=5.4MLD(a)求管道直徑。給排水工程假設(shè)管道中的流速為1.2m/s。將導(dǎo)管視為圓形。Q=AV在哪里，Q=流量(m3/s)A=橫截面積(m2)V=流速（米/秒）0.063m3/s=Ax1.2m/sA=0.063/1.2A=0.0525米2用于圓形導(dǎo)管提供25厘米直徑管材(b)求水力梯度？使用Hazen-William公式假設(shè)CH=110問題3.2：在一個(gè)為40萬人口服務(wù)的供水系統(tǒng)中，水庫距離城市8公里，從水源到城市的水頭損失為16米。使用Weisbach公式以及Hazen公式計(jì)算主供水量，假設(shè)每日最大需求量為每人每天200升，并且每日供應(yīng)量的一半將在8小時(shí)內(nèi)泵送。假設(shè)管道材料的摩擦系數(shù)在Weisbach公式中為0.012，在Hazen公式中CH=130解決方案：人均日最大需求量=200lpcd人口=4,00,000每日最大需水量=人口x人均需水量=4,00,000×200lpcd=80×1061/天=80MLD設(shè)計(jì)供水總管的最大需水量80×24/2×1/8=80×12/8MLD=120MLD（因?yàn)槊咳展?yīng)量的一半是在8小時(shí)內(nèi)泵出的）Q=120MLD：=120×106/103×24×60×60m3/s=1.39m3/s現(xiàn)在，Q=1.39m3/s，L=8km=8