倒虹吸水面落差計(jì)算 (1)講解

水力分析與計(jì)算倒虹吸管水面銜接分析計(jì)算

主講人：王勤香黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院2014.10倒虹吸水力分析與計(jì)算一、倒虹吸管水力分析二、倒虹吸管水力計(jì)算內(nèi)容（1）選擇適宜的流速，確定管徑；（2）已知管徑、管道布設(shè)，校核過流能力；（3）確定下游渠道水位和渠底高程（求水面總落差）。△z1△z2△z3案例：某水庫(kù)干渠工程與河流相交。由于洪水位過高，擬建倒虹吸管。其設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)如下：設(shè)計(jì)流量Q=7.17m3/s；倒虹吸進(jìn)口前設(shè)攔污柵，管段有兩彎段轉(zhuǎn)角，第一、第二彎段轉(zhuǎn)角均為30°急轉(zhuǎn)彎管；上下游渠道斷面相同，底寬b=2.4m，邊坡系數(shù)m=1.5，糙率n=0.025，設(shè)計(jì)流量時(shí)水深h0=2.1m，進(jìn)口漸變段末端底寬為4.5m，擬設(shè)計(jì)雙排管，管徑1.7m，上游渠道進(jìn)口處高程▽1=13.97m，試確定倒虹吸下游渠道水位。倒虹吸水面銜接分析計(jì)算案例分析：1.水流現(xiàn)象分析倒虹吸水面銜接分析計(jì)算案例分析：2.水面落差△z計(jì)算（1）倒虹吸進(jìn)口水面降落值Δz1v1、v2——分別為進(jìn)口漸變段首、末端斷面平均流速；ζ1——進(jìn)口漸變段局部水頭損失系數(shù)，查表確定漸變段型式ζ1ζ2反彎扭曲面形0.10.21/4圓弧0.150.2方頭形0.30.7直線扭曲面形0.05~0.30.3~0.5倒虹吸水面銜接分析計(jì)算案例分析：2.水面落差△z計(jì)算（2）倒虹吸出口水面上升值Δz3ζ2——出口漸變段局部水頭損失系數(shù)，查表確定漸變段型式ζ1ζ2反彎扭曲面形0.10.21/4圓弧0.150.2方頭形0.30.7直線扭曲面形0.05~0.30.3~0.5v3、v4——出口漸變段首、末端斷面平均流速倒虹吸水面銜接分析計(jì)算案例分析：ζi——為管道某一局部能量損失系數(shù)，不包括管道出口處但包括管道進(jìn)口處；Ci、Ri、Li——分別為管身計(jì)算段水流的謝才系數(shù)、水力半徑和管長(zhǎng)。（3）倒虹吸進(jìn)出口水面落差值Δz2A、Ai—管道出口斷面及計(jì)算管段斷面面積；

v2、

v——分別為進(jìn)口漸變段末端、管出口斷面平均流速倒虹吸水面銜接分析計(jì)算案例計(jì)算：1.水流落差Δz分析倒虹吸水面銜接分析計(jì)算案例計(jì)算：2.水面落差△z計(jì)算典型斷面及平均流速斷面部位上游渠道進(jìn)口漸變段末端管身下游渠道過水?dāng)嗝婷娣eAi平均流速vi11.60.62(v1)9.50.75(v2)4.541.58(v)11.60.62(v4)4.5×2.1漸變段型式ζ1ζ2反彎扭曲面形0.10.21/4圓弧0.150.2方頭形0.30.7直線扭曲面形0.05~0.30.3~0.5（1）倒虹吸進(jìn)口水面降落值Δz1雙管過水面積倒虹吸水面銜接分析計(jì)算案例計(jì)算：（2）倒虹吸出口水面上升值Δz3漸變段型式ζ1ζ2反彎扭曲面形0.10.21/4圓弧0.150.2方頭形0.30.7直線扭曲面形0.05~0.30.3~0.5斷面部位上游渠道進(jìn)口漸變段末端管身下游渠道過水?dāng)嗝婷娣eAi平均流速vi11.60.62(v1)9.50.75(v2)4.541.58(v)11.60.62(v4)典型斷面及平均流速倒虹吸水面銜接分析計(jì)算案例計(jì)算：（3）倒虹吸進(jìn)出口水面落差值Δz2ζ攔=β(s/b)4/3sinα

ζ攔=1.83×(1.6/18)4/3sin80°=0.072攔污柵進(jìn)口閘門槽轉(zhuǎn)角倒虹吸水面銜接分析計(jì)算案例計(jì)算：（3）倒虹吸進(jìn)出口水面落差值Δz2倒虹吸水面銜接分析計(jì)算▽z3=▽1+h0-Δz1-Δz2+Δz3=15.64m小結(jié)、布置任務(wù)小結(jié)：任務(wù)：參考答案：H≈3.09m1.水面落差△z組成2.水面落差△z計(jì)算

3.局部損失系數(shù)理解、確定

一跨河倒虹吸管，正方形過水?dāng)嗝妫呴L(zhǎng)b=0.8m，倒虹吸管長(zhǎng)l=50m，兩個(gè)30。折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水頭損失系數(shù)λ=0.024，已知通過流量Q=2.7m3/s。若上下游的行近流速水頭忽略不計(jì)，求上下游水位差H。

主持單位:廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院參建單位:楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院