,
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vnp有压!管流挟沙流速—(不淤?极限流速《m/s)《;
】 — ωo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7】5%的泥沙粒径(】m,m):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>vnp—。的要求而通过小流量!时若v?<vnp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);
!
》 》 △Z1《。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/s2)】;
》。
】 ξ1—。。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H—j2: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(m2);【
— ! 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ξ1和ξ2】)
【 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、《b,1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ξjb
!
:
,
当压力】管道由方变圆或收缩!时ξjb=0.0】5;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D!o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ξ】w=γξ90°
!
【
:
,
—
!。 : 6)旁通管的水】头损失系数ξp
】
】 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0.10》。
?
【 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);
》
— 《 , Ci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《;
:
《
! L?i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hw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△Z》。。2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(hω)由此!进口渐变段》末端:至,管道出?口,的总水面降落△【Z2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(m2)!;
】 !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/s!2);
】
! μ流量系数;】
! — ω2进口渐变段】末端的过水面积(m!2)
】。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≥(0.5—D+δ+0.3【m,)(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F!r跃前断《面弗劳德数;
【
【 】v1h'跃前断面】平均流速和水—深(m);
!
《。 ? β—共轭断面底宽比;
!
— 】 b1、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.—1,0;
】 ! △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;
【
《 : h!。t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,.05m《m~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0.25mm【时满足?沉沙要求的池内【平均流速为0.25!m/s~0》.5:5m/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0.4【。0m/s~0.8】0m/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ω—o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<《1.5mm —时
?
《
— ? 当粒径由d7【5>1.5m—m时
【
》
》 式中k安全—系数宜取1.2【~1.5;
】
— ω】o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/cm—3);
!
, — t水温【(℃)
》