?
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);
—。
:
: : 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(m—3/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>:。vnp的要求—而通过小流》量时若v<v—np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h:j1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/—s,。2);
《
,
》 】 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Hj!2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);?
?
《 ,。。 ξ!2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);
】
】。 ? ξi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: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》、b1分别》为拦污栅《栅片:厚度及栅片间—距(m?m);
》
》 【。。 ,。 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ξm为0.0【5, ~: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ξjb【=0.1《。0(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ξ9!0°:。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;!
?
! : 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△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》△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—(m:3/s);
】
》 : 》 ω管道出口的横】断,面积(m2);
!
?
: —。 V管》道的断面平均流【速(m/s);【
【 》 : △Z《2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(!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;
!
】 v—1h'跃前断面平】。均流速和水深(【m);?
—。 《 —β,共,轭断:面,底宽比;
—
:。
—。 《 :b1、b《。2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(Frβ)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》0.05mm~【0,.10m《m时满足《沉沙要求的池—内平均流速为—0.05《m/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《.,55m/s;当泥沙!沉降最小粒径—为0.35m—m时满足沉沙要求的!池内平均流速为0】.40m《/s~0《.80?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<—d7:5<1.5mm 】时,
:
—
当!粒径:由d:。75>1.5mm】时
?
【
》 式中k安—全系:数宜:取1.2~1—.5;?
【 : ,。 ωo一!泥沙:沉降速?度(c?m/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/c》m2);
【
】 γs泥!沙颗粒密度宜取【γs=2.65g】/cm3;
】。
】 γw水!的,密度:(,g/cm3); 】
【 】 t水温(》℃)
《