附录L !。倒虹吸?管设计计算
【
》
L.1— , 倒虹吸管水力计算!
】。L.1.1 有压!管流:挟沙流速应按下式】进行计算
》
,
《
【 式《中v:np有压管流挟沙】流速(?不淤:极,限流速m/s);
!
! 《 ,。 ω:o泥沙沉《降速:。度(mm/s);】
— — ρ挟沙【水流中含沙》量(以重量百—分比计算)》;
】。 : 《 Qnp—出现vnp时管【内通过的流量(【m3/s);—。
《
? — , d75小于该粒!径的泥沙重》量占75%的泥沙粒!径(mm)可—由渠道泥沙级配曲】线上查?得;管道通过设【。计流量时《流,速v应能满足v【>vn?p的要求而通过【小流量时若v<vn!p仍会?产,生淤积此时应采用双!管或者多《管布置以提高单管】。过水流速v来满足不!淤要求?
L【.,1.2 倒虹吸】管进口渐变》段(:图,L.1.2-1)】其,局部水头损》失按公式(L.1.!2-1)计算
【
,。
:
【
! 忽略渐变段起】始,断面与末端断面间的!沿程损失《两断面间《的水面落差△Z1(!图L.1.》。2-2)应按式(】L.1.2-2【)计算
《
》。。
《
》 式:中hj1进》口渐变段的局部【水头损失(m);】
】 : , 》△Z:1进口?渐变段的水面—落差(m);
】
— — v1、v2分别!。为渠道?。进口渐变段》始、末断面的—平,均流速(《m/s);
!
】 g重—力加速度(m/s】2);
【
《 【 ξ:。1进口渐《变段的局《部,损失系数与渐变段的!形式有关《按表L.《1.2选取
!。
》
L.1.3 ! 倒虹?吸管:。出口渐?变段(图L.—1.3?)其:局部水头损失按公】式(L?.,。1.3-1》)计算
】
?
】
》 忽略渐变段起始断!面与:。末端断面间》的沿程损失两断【面间的水面恢复【值△Z3应按下式计!算
?
,
《
《
式中【Hj2出《口渐变段的局—部水头损《失(m);
!
! △Z3—出口渐变段的水面】恢,复值(m);
!
》 v!、v3分《别为管道《出口和出口》渐变段末《断,面的平均流速(m/!s);
! 》 ξ2【。出口渐变段的局部】损失系数与》渐变段的形式有【关按表L.1.2选!。取
:
》L.1?.4 倒虹吸【管,的水:头损失包括局部水头!损失和沿《程水头损《失两大类倒虹吸【管的水头损失按【。下列公式计算—
,
》 1 — 倒虹吸管的—局部水?头损:失应按下式计—。算
:
?
【
? :式中hj倒虹吸管】的局部水头总—损失(m);—
—。 —。 ψ、ψi一!一分别表《示管:道出口断面面积和】局部:阻力损?失处的相应断—面面积(m》。。2);
—
《 】 ξ:i为某一《局部:水头损失《系,数,如拦污栅《、闸门?槽、进水口、弯管、!。出,水口等的局》部水头?损失系数(不包括ξ!1和ξ?2):
】 各类水头损失】系数的计算方—。。法如下
—
— : 1)拦污栅水头】损失系数《。ξs
》
,。
,
【 ? 当拦污《栅无独立支墩时(图!L.1?.4-1《)应:按下式计《算
!
:
—。当拦污栅《有,独立:支墩时应按下式计】算
《
?
?
,
: 式中ξs包!-拦污栅《水头损失系数;
】
— 【 β1、β2一一!分别为拦污栅—栅片及拦污栅支【墩,形状系数可按表L】.1:.4-1 取值;】
】 《 , s1、b1】分别为拦污栅栅片厚!度及栅片间距(mm!);
【
— 《 s2、b2分【别为拦污栅支墩【厚度及?支墩间净距(—mm:),;
》
》 》 :a拦污栅栅面的倾】角(度)
!
】 2)【进水口水头损失系数!ξj
—
? 进水口—水头损失系》数与进口形》状是否圆顺有—关可按表L.1【.4-?2取值竖《井,式倒虹吸管》进口损失系数—可,取1.0缓坡式无修!圆进口可《取0.?5
》
》
】 ,3)闸门槽水—头损失系《数上平板门门槽水头!损失系数ξ》m为0.05 ~】0,.,15
》
》 《4)压力管道渐变段!。水头损失系数—ξj:b
:
— ?当压:。力管道由方变圆【。或收缩时《ξjb=0.05】;当压力《管道由圆变方或【扩大时ξ《jb=?0.10(扩—。散角不宜大于10°!)
:
?
5!)压力管道》的弯道?水,头损失?系,数ξw
【
《 压力管》道,的弯道水头损失【。系数:与拐角θ《、拐弯半径R及管道!内径Do有关可先】由表L.1.4【-3查出ξ90°】值(图L.1.4-!2)再?从表L.1》.,4,-,4 查出γ》则ξw=《γξ90°
【
?
【
》
》
— , 6)旁通》。管,的水头损失系数ξ】。p
:
:
》 倒虹吸》管的:冲沙、放空、进人】孔等旁通管的—损失系数一般采用】0,.1:0
《
》 7)管道】出口:。水头损失系数ξc】
【 倒出口吸管】出口入明《渠,的损失系数》可按表L.1.4】-5选?取
?
【
2 ! 倒虹吸管的—沿,程阻力水头损失可按!下列公式计算—
《
】 式中hf一!一倒虹吸管沿程【阻力总水头》损失(m);—
】 C!i管身计算段水流】的谢才?系数(/《s)谢才系数C【与糙率?有关;
》
】 , Ri【管身计?算段水流的》水力:半径;
【
,
— Li【管身计算《段的管?长(m);
!
,
【 : , ω管道出》口横断面积(m2)!;
《
【 —ωi管身计》。算段横断面积—(m2?。);
】 ! ,n边壁糙率与边【壁材料有关
【
》 3 倒【虹吸管的总》水头损失h》w应:按下式?计算
》
—
4 ! 进:口渐:变段:末端:至,管道出口的总水【面降落△Z2的【计算:进口渐变段末—端,至管道出口水面降落!由两部分组成一是】进口渐变段至倒虹】吸进口间的连接【段的:水面降落;二—是管道进口至—出口的总水头—损失:(h:ω)由此进口渐变段!末,端至管道出》口的总水面降落△Z!2应按下式计算【
【
,
L》.,1.5 倒虹吸管!过流能力应按下列】公式计算
!
:
》 《式中Q管《道的:泄流量(m3/s】);
《
— ? 》ω管道?出口的横断面积(m!2);
【
! V管道的【。断面平?均流速(m/s);!
— — ? △Z2《进口渐变段末端断面!至,管道出口断面—的水:面落差(m》);
《
— ,。 — g重?力加速度(m/s2!);
》
:
: 】 μ流量《系数;
【
: 》 ω2进】口渐变段《末端的过水面积(】m2)
》
,
L.1.【。。6 : 倒:虹吸管?进,口渐变段起》始断面至出口渐变】段末端断面之—间的水?面总落差应按下【式计算
!
?。
L.1.7 ! 倒:虹吸管出口》消力池计算
—
— 倒虹吸管出】口与下?游渠道之间》常以渐扩式扭曲【面联结并《根据需要《在该联结段内设置】消力池边《界条件比较复杂【初步估算时》可取池长L》≥(3?~,。4)h(h为渠【道设计?水深单位为》m)池深T≥(0】.5D+δ+0【.3m?),(D为?管内径或管高δ【为管壁厚度》单位均为m)
!。
《 消《力,池的尺寸(图—L.1.7-—1)可采用计及铅】直,边墙阻力在内的理】论公式?进行近似《估算
《
?
【 1 扩】散式消力《池的共轭水深—度应按下列公式计】算
:
,。
—
】式中Fr跃前—断面弗劳德数—;
《
《 】 v1?h'跃前《断面平均《流速和水深》(m);
!
】 β《共轭断面底宽比;
!
《
: , b!1、b2跃前—与,跃后:断面的宽度(m【);:
! :。 η共轭断!面水深比;
】
》 》 h《"跃后断《面第二共轭水深(】m)
《
— 为方便设计【η=f(F》rβ:),。的关系可由图L【.1.?7-2查算
】
】
《 2 消》力池池?深T可按下式计算】。
《
—
: 《式中σ安全系数可】取σ=?1,.05?~1.10;
【
:
? 】 △Z消》力池出口水面落差(!m);
!。 》 Q倒虹吸!管过流量(m3/s!);
?
【 【 b2消力池出口宽!度(m);
【
— ? ψ水流】自消力池出流的流】速系数一《般取ψ=《0.95;
—
—。 【。 ht消力池出】口渠:底以上水深(m)
!
!。3 水《跃长度?L'可按下列公式】计算
!
【 , 池:长可取? !
【
L.2 倒!虹吸管进口》沉沙池的《设置及尺《寸
?
L【.2.1 倒【虹吸管的《进水口前是否设置】沉沙池应根》据渠道来《水的:含沙量、渠道功能和!整体设?计确定在黄》土高原、花岗岩【地区的多泥沙渠道】上以及沿渠道坡【面来水处理不当、泥!。沙容易入渠的倒虹】吸管进水口》前宜设置沉沙池和冲!沙闸
】L.2.2 含沙!量较少?渠道上倒虹吸管进】口沉沙池的尺寸按下!。列公式估《算,
》
! 式中L池—长(m)《。;
:
— 《 ? , B池宽(m)【;,
《
》 : 《 T渠底以》下池深(《。m);?
《
《 】h渠道的设计水深】(m);《
— 》 》。b渠底宽度(m)】;
【 《 《 D?管径或管高(m);!
?
? 】 δ管《壁厚度(m》),
?
L.》2.3 含沙量】较,多渠道?上倒虹吸《管进:口沉沙池的尺寸【在初步拟定水深H】=(h?+T)和池》宽B后应按下式核算!。其断面的平均流【。。速v是否满足沉【。沙要求
《
—
,
《 《式中Q渠《道流:量(m3/s)【;,
》
】。 H水深—(m);
!
》 , , B池宽(】。m);
【。
,
: 】 ,v断面的《平均:流速(m《/s)?当泥沙沉降》最小粒径为0.05!mm:~0.10》mm时满足沉沙要】。求的池内平均流速】。为0.05m/s】。~0.1《5m/s;当泥沙沉!降最小粒径为—0.2?5mm时满足沉【沙要求的池内平均】流速为0.25m】/s~0.55【m/s;当》泥沙沉降《最小粒径为0.35!mm时满足沉—沙,。。要求的池内平均流速!为0:.40m《/s~?0.8?。0,m/s
【
L?.2.4 》 根据实验泥—沙沉降的水平—长度L'与》沉沙池内水深H、】平均流速V以及泥沙!沉降速度ωo—。有关:可按下列公式计【算
》
【
? 沉沙池估算长】度
》
! ?当粒径d75≤【0.1mm时—。
?
! 当粒径【0.:15mm<》d75<1.5m】m 时
【
《
【 当粒径由》。d7:5,>1:.5mm时
】。
:
:
】 式中k安全—系数宜取1.2【~1.5;
】
? 《 《 :ωo一泥沙》沉降速度《(cm/s)与泥】沙粒径?。、水:温及水的动》黏滞系数有关;【。
》
! ?。μ动力黏滞系数(g!·,s/:cm2?);
【
【 ? γs泥沙—。。颗粒密度《宜取γs=2.【。65g/cm3;】。
:
》 》 ? γw水的密【度(:g/:cm3?);
》
《 《 t水】温(℃)
—