水电站课程管道设计例题
水利工程：水电站三
水利工程：水电站三1、问答题［计算题］某有压引水式水电站，水库正常蓄水位370m,水库死水位345m,下游正常尾水位221m,压力钢管的总长度为500m,光管直径为1.8m,管内最大流量为12.10?∕s,水（江南博哥）锤波速为100Om∕s,阀门按直线规律关闭，阀门（导叶）有效关闭时间Ts=3.4s,厂家容许值为［C ］50。
试求丢弃全部符合（To=I ）时压力钢管末端的水锤压强相对升高至JnaX,若不满足要求，可采取哪些措施？ 正确答案：1）判别水锤的类型Ts=3.4s>21.∕a=2×500∕1000=ls 为间接水锤2）计算水锤压强值静水头Hg=370-221=149（米）Q n ux12.1压力钢管的流速V -A -^3.14×0.92αvo1000x4.76 P= --------- = 2gHg 2x9.81x149 1.vo500×4.76λ = --------- = --------------------- =0.48 gH 1T*9.81×149×3.4有PτO=1.62>1.6得出水锤斗极限水锤。
ξF -y （yjθ^÷4+σ）= V0.48^+4+0.48）=0.61>［不满足水锤压强值，采取的措施有：缩短压力管道的长度；减小压力管道中的流速：选择合理的调节规律；延长有效的关闭时间（设置减压阀、设置水阻器、设置折向器）。
2、问答题简述直接水锤、第一相水锤的定义，判断条件及计算公式？正确答案：直接水锤：当水轮机开度的调节时间Ts<21.∕a （判断条件），由水库处异号反射来的水锤波尚未到达阀门，阀门的开度变化已终止，水管末端水压力只受开度变化贪接引起的水锤波的影响。
计算公式：M=H-Hc=-WfVg第一相水锤：最大水锤压力出现在第一相末（判别条件：。
计算公式.1十Cr 和l+p%+b3、问答题在自动开机过程中，流程退出时,，应检查哪些项目？正确答案：（1）、机组是否处于静止态？“开机准备好”指示灯是否亮；（2）、制动是否已复归;（3）、蜗壳水压是否正常：（4）、主机断路器是否在分闸位置；（5）、蝶阀动作是否正常：=4.76(m∕s) 水管特性系数 =1.62。
给水排水管网系统课程设计例题.
第1节设计任务及设计资料一、设计任务陕西关中地区A县城区给水管网初步设计二、设计资料1.本给水管网设计为陕西关中地区A县城区的给水系统，主要服务对象为县城镇人口生活和工业生产用水；2.城区建筑物按六层考虑。
土壤冰冻深度在地面以下0.5m；3.设计区2010年现状人口95800人，人口机械增长率为5‰，设计水平年为2020年。
供水普及率100％；4.城区工业企业生产.生活用水，见“工业企业用水量资料”（如下）。
城区居民综合生活用水逐时变化见“用水量逐时变化表”（如下）。
工业企业生产生活用水资料综合生活用水逐时变化表1.水量计算；2.管网定线与平面布置；3.水力计算；4.制图与设计说明；5.水泵初步选型与调度方案设计。
四、参考资料1.给水排水手册设计第三册《城镇给水》2.给水排水设计手册第一册《常用资料》3.给水排水设计手册第十册《器材与装置》4.给水排水设计手册第十一册《常用设备》5.《室外给水设计规范》GB50013-20066.《建筑设计防火规范》GB50016-20067.水源工程与管道系统设计计算8.给水工程（第四版教材）第二节给水管网布置及水厂选址该县城的南面有一条自东向西流的水质充沛，水质良好的河流，经勘测和检验，可以作为生活饮用水水源。
该县城地势比较平坦没有太大的起伏变化。
县城的街区分布比较均匀，县城中各工业、企业等用户对水质和水压无特殊要求，因而采用同一给水系统。
县城给水管网的布置取决于县城的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。
考虑要点如下：①干管延伸方向应和二级泵站到大用户方向一致，干管间距采用500～800m②干管和干管之间有连接管形成环状网，连接管的间距为800～1000m左右③干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过④干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度⑤力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用输水管线走向符合城市和工业企业的规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。
水电站建筑物习题集
习题一压力钢管结构计算某引水式水电站地面压力管道布置型式如图所示。
图1－1 某引水式水电站地面压力管道布置图已知钢管直径D=2m，末跨中心断面的计算水头(包括水击压力)为56.25m，支座断面的计算水头为49.08m，伸缩节断面的计算水头为7.89m，支承环间距16m，计算段上下镇墩间距64m，钢管轴线与水平面倾角为44°，伸缩节距上镇墩2m，伸缩节内止水填料长度b=30cm，填料与管壁摩擦系数为0.3，支承环的摩擦系数为0.1，钢管采用A3钢。
下镇墩的上游端管中心的计算水头为63.4m，镇墩下游端和下游伸缩节中心计算水头近似相等，取为66.1m，镇墩下游端伸缩节的水平钢管长度为5.0m，管内流速为5m/s，镇墩为混凝土结构。
1．确定压力管道厚度(全长采用一个厚度)。
2. 对最后一跨的中间断面（1-1断面）进行强度分析。
(1) 受力分析：按正常运行情况的基本组合计算不同断面径向力、法向力和轴向力；(2) 应力计算及强度校核。
习题二水电站调节保证计算某坝后式水电站，安装3台单机容量为1000kW、混流式水轮发电机组，引水系统的布置及尺寸如图2-1所示。
电站设计水头为35.4m，最大水头为45m，最小水头为26m，水轮机型号为HL220—WJ—71，发电机型号为TSW143/50—10，水轮机单机出力N=1064kW，发电机额定出力为1000kW，额定转速为600r/min，机组GD2=4.2×103Nm2，单机流量为 3.55m3/s，混凝土弹性模量E=2.1×105kg/cm2，水的弹性模量E=2.1×104kg/cm2，钢管弹性模量E=2.1×106 kg/cm2，尾水管吸出高度H s=1.47m。
（1）3号机组丢弃全负荷，导叶关闭时间T s=4s，并近似认为导叶开度т随时间呈直线变化，计算3号机组末端E点的水锤压力。
（2）当3号机组负荷由0.7N max增至N max时，τ0=0.7，τ1=1，导叶突然开启时，计算末端E点的水锤压力降低值。
某电站明钢管.
3. 轴向力的计算 （1）钢管自重的轴向分力A1 A1=∑qsLsinα=7.1×(6×8.4-2)×sin45º =243.0kN （2）伸缩节端部内水压力A5。伸缩节内套管外径D1和内径D2 分别取1.928m和1.9m，该截面设计水头106.63m，则：
A5=π(D12-D22)γH/4=3.14×(1.9282-1.92)×9.81×106.63/4
《水 电 站》
2007年7月
浙江水专国家精品课程《水电站》/sdz
例 题
某电站明钢管，在3号镇墩与4号镇墩间共8跨，采 用侧支承滚动支墩。支墩间距8.4m，管道轴线倾 角45º ，钢管内径1.9m，采用16Mn钢，屈服强度 34 .3350kPa。在3号镇墩以下2m处，设有套筒式 伸缩节，填料沿钢管轴线方向长度0.20m。伸缩 节断面包括水击升压在内的设计水头为106. 63m。 最下一跨跨中断面最大静水头123.08m，水击压 力36.92m。计及安全系数后的外压力196.2kPa。 要求按正常运行情况(一)和放空情况对最下一跨 进行结构分析并拟定主要结构尺寸。
所以：
σx=σx1+σx2= -11305.4-2107.1= -13412.5(kPa) (3) 强度校核。跨中断面τxθ=0，则等效应力为： σ=(σx2+σθ2-σxσθ)1/2=132262.1(kPa) φ[σ]=0.90×0.55×343350=169958.3(kPa)
σ<φ[σ]，强度条件满足。
= -11305.4kPa
浙江水专国家精品课程《水电站》/sdz
σx2=-M/πr2δ 从伸缩节到计算跨共6跨，按两端固结计算，
M=0.04167×QnLcosα=0.04167×207.3×8.4
水电站压力管道例题
4）支承环的内力计算
支承环的支承点与支承环有效断面重心轴的距 离b采用0.04r，K 则 b 0.04106.38 4.26cm 支承环的内力计算结果见下表。
表中 G (qw qs )L cos 421 .28(kN)
（2）应力计算
断面应力计算结果见下表。 由表中看出处的管壁外缘合成应力最大，
0.43(MPa) 2 0.1 0.2(MPa)
满足稳定要求。 此外支承环刚度较大，不必验算。
•
感 谢 阅
读感 谢 阅
读
2 (1 0.15)[ ] 2 0.85 105000
考虑钢管设计规范对最小管壁厚度的限制和对钢管 防锈蚀的要求，选用管壁计算厚度8mm，结构厚 度10mm。
2.跨中1-1断面管壁的应力计算
（1）荷载计算
1）径向内水压力：因管径较小，忽略不均匀水压力： p w H 9.8 56.25 551 .25(kN / m2 )
也可采用地面压力钢管临界外压力曲线上查值。
l 44 r1
r 1 125
0.008
Pcr 0.29MPa
一个标准大气压为0.1MPa，抗外压稳定安全系数
k 0.29 2.9 2 0.1
满足要求。
（2）加劲环的临界压力
pcr
3EJK rk3l
3 2.06105 3.084106 1.03273 4
r 551 .25kN / m2 0.55MPa
外表面
r 0
2）切向应力σθ2
断面1-1是加劲环断面，考虑加劲环对管壁的约束， 忽略管道直径影响，管壁的切向应力（书P36式 3-23）为：
2
pr (1 )
551.251 (1 0.53) 32385.9(kN / m2 ) 32.39MPa 0.008
水电站计算题
水电站建筑物习题1.某水电站水头H 0=100m ，压力管道（简单管）长L=500m, Vmax ＝4m/s ，水锤波速a＝1000m/s ，Ts ＝4s ，阀门关闭规律为：τ0=1.0, τ1=0.8, τ2=0.6, τ3=0.3, τ4=0, 管道末端安装冲击式水轮机。
试求管道末端水锤压力变化过程。
2.某露天简单管路，长L=500m ，静水头为102m ，管内最大流速为4m/s ，水锤波速为a=1000m/s ，调节时间T S =4s 。
管道末端装置冲击式水轮机，按线性开度规律丢弃满载负荷。
试求：（1）管道末端A 点的绝对水锤压力值；（2）管道中间断面C 处，在关闭开始后第0.75s 时刻绝对水锤压力值。
3.某水电站压力管道长L=500m, H 0=250m ，Vmax ＝4m/s ，水锤波速a ＝1000m/s ，Ts＝4s ，管末安装冲击式水轮机，按线性开度规律丢弃满载负荷。
试求管道末阀端和管中点处的绝对水锤压力值。
4.某水电站H 0＝120m ，管长L ＝500m ，Vmax ＝4m/s ，水锤波速a ＝1000m/s ，管末安装冲击式水轮机，阀门关闭呈直线规律，Ts ＝4s 。
试求机组丢弃满负荷时管道中间断面处的最大水锤压力值。
5.某水电站压力钢管由两段组成，上段长L 1为200m ，流速为4m/s ，水锤波速为950m/s ；下段长L 2为200m ，流速为5m/s ，水锤波速为1050m/s 。
静水头H 0为120m ，Ts= 2.4s ， 管末安装冲击式水轮机，阀门开度按线性规律变化。
试求在下列情况下管末A 处（阀端）的相对水锤压力：（1）由丢弃全部负荷 （2）由 丢弃全部负荷6.某水电站引水隧洞长L ＝600m ，断面积f=50m 2，最大流速Vmax ＝4m/s ，相应于最小糙率时的水头损失hw 0=1.6m ；高压管道相应于最大糙率时的水头损失hwm 0=0.5m 。
水电站课程管道设计例题
水电站课程管道设计例
题
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
水电站课程设计任务及指导书2
一、设计题目
某水电站压力管道结构设计
二、课程设计的目的
巩固加深所学的理论知识，培养学生运用理论知识和技术资料，分析、解决实际问题的能力。
三、课程设计的时间
1周
四、基本资料
某引水式水电站地面压力管道布置型式如图1-1所示。
图1－1 某引水式水电站地面压力管道布置图
已知钢管直径D=2m，末跨中心断面1-1的计算水头(包括水击压力升高值)为，支座断面2-2的计算水头为，伸缩节断面的计算水头H为，刚性环（如图1-2）间距4m，支承环（如图1-2）间距
16m，计算段上下镇墩间距64m，钢管轴线与水平面倾角为44°，伸缩节距上镇墩2m，伸缩节内止水填料长度b1=30cm，填料与管壁摩擦系数u1=，支承环的摩擦系数为f1=，钢管采用A3钢。
考虑基本荷载时的允许应力Φ[σ]=105Mpa；考虑局部应力时的允许应力Φ[σ]=140Mpa。
五、设计任务
1．确定压力管道厚度(全长采用一个厚度)。
2. 对最后一跨的中间断面（1-1断面）和支承环断面2-2进行结构分析。
(1) 受力分析：按正常运行情况的基本组合计算不同断面径向力、法向力和轴向力；
(2) 应力计算及强度校核；
(3) 抗外压稳定分析(包括管壁和支承环抗外压稳定分析)。
六、设计成果
1．计算说明书一份。
七、参考资料
1．压力钢管设计规范 2．教材 3.水电站建筑物（第二版）马善定编。
《水电站》试题库完整版
西北农林科技大学水利与建筑工程学院《水电站》课程考试试题库主要内容第1部分名词解释 (01)第2部分填空题 (06)第3部分判断是非题 (12)第4部分选择题 (20)第5部分回答题 (26)第6部分计算题 (51)第7部分读图题 (67)第8部分模拟试题 (81)教材目录（0）绪论（1）水力发电基础（2）水力机械（3）进水、引水建筑物（4）压力管道（5）调保计算（6）调压室（7）水电站厂房二零一一年四月《水电站》课程考试试题库第一部分 名词解释1.坝式开发 （1）答：在河流峡谷处拦河筑坝，坝前壅水，形成水库，在坝址处形成集中落差，这种开发方式称为坝式开发。
2.引水式开发（1）答：在河流坡降较陡的河段，通过人工建造的引水道（渠道，隧洞，管道等）引水到河段下游，集中落差，这种开发方式称为引水式开发。
3.混合式开发（1）答：在一个河段上，同时采用筑坝和有压引水道共同集中落差的开发方式称为混合式开发。
4.抽水蓄能电站（1）答：抽水蓄能电站是一种存储系统中多余电能，在电力系统起调峰作用的电站。
包括抽水蓄能和放水发电两个过程：系统负荷低时，将下库的水抽到上库（电动机+水泵）；系统负荷高时，将上库的水放出发电（水轮机+发电机）。
5.潮汐水电站（1）答：利用潮汐能发电的水电站称为潮汐水电站。
6.梯级开发（1）答：在一条河流上，自上而下，建造一个接一个水利枢纽，成为一系列水利枢纽，这种开发方式称为河流的梯级开发。
7.平水建筑物（1）答：用以平稳由于水电站负荷变化在引水或尾水系统中引起的流量及压力变化，保证水电站调节稳定的建筑物。
8.引水建筑物（1）答：用以集中水头，输送流量到水轮发电机组或将发电后的水排往下游河道的建筑物。
9.进水建筑物（1）答：用以从河道或水库按发电要求引进发电流量的引水道首部建筑物。
10.HL240—LJ —250（2）答：表示混流式水轮机，转轮型号240，立轴，金属蜗壳，转轮标称直径为250cm 。
第2章设计例题
➢ U，代入公式2.3.1：
q g
0.2 •U
•
Ng
➢ 求出该管段的设计秒流量qg。重复以上步骤求出所 有管段的设计秒流量qg。
➢ 流速控制在允许范围内(支管0.6~1.0m/s，≥25mm 的横管0.8~1.2m/s，干管和立管1.0~1.8m/s，)时， 查水力计算附录2.3，确定管道管径DN和水力坡 度i；
设计思路
➢ 由建筑平面图、初定的给水方式绘给水管道平面 图、轴测图，按以下步骤计算：
计算步骤
1）根据轴测图选择最不利配水点，确定计算管路；（几 个？）（H1+H4）
2）以流量变化处为节点，从最不利开始进行节点编号， 划分计算管路，并将节点间计算管路长度列于计算表中；
3）按建筑物性质选设计秒流量公式，计算各管段的设计 秒流量；（设计秒流量与额定流量？）
➢ U，代入公式2.3.1：
q g
0.2 •U
•
Ng
➢ 求出该管段的设计秒流量qg。重复以上步骤求出所 有管段的设计秒流量qg。
➢ 流速控制在允许范围内(支管0.6~1.0m/s，≥25mm的横管 0.8~1.2m/s，干管和立管1.0~1.8m/s，)时，查水力计算 附录2.1，确定管道管径DN和水力坡度i；
大便器 Ng=0.5
浴盆 Ng=1.0
洗脸盆 Ng=0.75
洗涤盆 Ng=1.0
当量 总数
Ng
U (%)
qg (L/s)
管径 (mm
)
流速 (m/s)
i (kPa/m
)
L (m)
hi=iL (kPa)
Σhi (kPa)
备注
0-1
1
0.5 100 0.1 15 0.5 0.275 0.9 0.248
给排水管道系统例题(计算题)PPT课件
5. 图示某环状网计算简图，管段内流量为初始分配的流量，经水力平 差计算得各环的校正流量分别为+4.7L/s、+1.4L/s、-2.3L/s，则管段 3-4、4-5经校正后的流量应为何项？ （A）q3-4=76.7L/s、 q4-5=37.6L/s （B） q3-4=76.7L/s、 q4-5=33.0L/s （C） q3-4=86.1L/s、 q4-5=42.4L/s （D） q3-4=86.1L/s、 q4-5=47.0L/s 答案：（B） 解析：q3-4 = 80-4.7+1.4=76.7L/s
答案：（C）
解析：水厂设计水量Q=240000*1.10=11000 m3/h 原水输水管道的漏损水量Qlou= 11000*6%=660 m3/h 取水泵房的设计流量=11000+660=11660 m3/h
2
4.某管网用水区域，管段长度和节点关系如图所示， 下表所列为各区域最高日
用水量，管网中节点 6 有集中用水Q1=12L/s ，用管线比流量法计算节点 4 的
其他各点自由水头类似求得，结果为： G点27.2; C点26.8; B点30.6; D点28.4; A点31.0。 此时已经看出原来假设的H点并不是真正的控制 点，F、G、C点均低于28m水头， 且F点最低；亦即控制点为F点，且与28m水头相差 (27.0-26.7)=1．3m
将以上计算结果统一提升1.3，得：A点自由水头 为32.3m，即为所求。
节点流量占总节点流量的百分比为下列哪项?
（A）18.51%
（B）21.18% （C）36.92% （D）42.24%
答案： （ C）
3
主要解答过程： (1)G1、G2、G3供水区域最高日最高时用水量分别为：
《水电站》试题库完整版
西北农林科技大学水利与建筑工程学院《水电站》课程考试试题库主要内容第1部分名词解释 (01)第2部分填空题 (06)第3部分判断是非题 (12)第4部分选择题 (20)第5部分回答题 (26)第6部分计算题 (51)第7部分读图题 (67)第8部分模拟试题 (81)《水电站》课程考试试题库第一部分 名词解释录入：余坤、陈宇鹏、张记真、李云清、罗真行、齐波波校核：李凯1.坝式开发 （1）答：在河流峡谷处拦河筑坝，坝前壅水，形成水库，在坝址处形成集中落差，这种开发方式称为坝式开发。
2.引水式开发（1）答：在河流坡降较陡的河段，通过人工建造的引水道（渠道，隧洞，管道等）引水到河段下游，集中落差，这种开发方式称为引水式开发。
3.混合式开发（1）答：在一个河段上，同时采用筑坝和有压引水道共同集中落差的开发方式称为混合式开发。
4.抽水蓄能电站（1）答：抽水蓄能电站是一种存储系统中多余电能，在电力系统起调峰作用的电站。
包括抽水蓄能和放水发电两个过程：系统负荷低时，将下库的水抽到上库（电动机+水泵）；系统负荷高时，将上库的水放出发电（水轮机+发电机）。
5.潮汐水电站（1）答：利用潮汐能发电的水电站称为潮汐水电站。
6.梯级开发（1）答：在一条河流上，自上而下，建造一个接一个水利枢纽，成为一系列水利枢纽，这种开发方式称为河流的梯级开发。
7.平水建筑物（1）答：用以平稳由于水电站负荷变化在引水或尾水系统中引起的流量及压力变化，保证水电站调节稳定的建筑物。
8.引水建筑物（1）答：用以集中水头，输送流量到水轮发电机组或将发电后的水排往下游河道的建筑物。
9.进水建筑物（1）答：用以从河道或水库按发电要求引进发电流量的引水道首部建筑物。
10.HL240—LJ —250（2）答：表示混流式水轮机，转轮型号240，立轴，金属蜗壳，转轮标称直径为250cm 。
11.2QJ30—W —102150 （2） 答：表示一根主轴上有两个转轮的切击式水轮机，转轮型号为30，卧轴，转轮标称直径为150cm ，每个转轮上有2个喷嘴，射流直径为10cm 。
水电站习题
模拟试题一.什么是压力前池，其主要功能有哪些？答：压力前池设置在引水渠道或无压隧洞的末端，是水电站无压引水建筑物与压力管道的连接建筑物。
压力前池的作用：1.平稳水压、平衡水量。
2.均匀分配流量。
3.宣泄多余水量。
4.拦阻污物和泥沙。
二.如何确定有压进水口的轮廓尺寸及高程？答：轮廓尺寸：水头损失小，工程造价低。
高程：有压进水口的顶部高程应低于运行中可能出现的最底水位，并有一定的淹没深度，以进水口前不出现漏斗式吸气旋涡为原则。
底部高程应高于设计淤沙高程。
三.拦污栅的主要作用，如何确定其面积？答：主要作用：防止漂木、树枝树叶、杂草、垃圾、浮冰等漂浮物随水流进人进水口，同时不让这些漂浮物堵塞进水口，以免影响机组正常运行。
确定面积：1.先求其净面积=过栅流量/过栅流速；2.增加挡水的面积即为拦污栅的面积。
四.明渠的设计流量如何确定，为什么？答：设计流量Qd一般采用水电站的最大引用流量Qmax。
1.使渠道经常处于审水状态工作，以增加发电水头；2.避免因流量增加不多而水头显著减小的现象；3.使渠道的过水能力留有余地，以防止渠道淤积、长草或实际糙率大于设计采用值时，水电站出力受阻(即发不出额定出力)。
五.压力水管的供水方式有几种，各自的特点和适用条件？答：压力管道的供水方式：1.单元供水优：1.运行方便2.不设下闸门3.维修方便4.结构简单，便于施工缺：1.工程量大2.造价高3.费钢材适：1.单机流量大2.水头小3.管线短4.坝内管2.联合供水优：1.工程量小2.省钢材缺：1.运行不可靠，干扰大2.下阀门不能省3.分叉管多，加工施工困难适：1.Q单小2.路线长3.有调压室4.埋地下管3.分组供水：其特点介于以上两者之间。
适：1.线路较长2.Q单大3.机组台数多。
六.何为外压失稳，防止压力水管外压失稳的措施有哪些？答：管道内部产生真空或负压时，管壁在外部的大气压力下可能丧失稳定，管壁被压瘪的现象。
钢管的外压稳定必须满足两个要求：①在外压力作用下钢管本身不失稳；②抗外压承载能力满足要求。
2-例题及作业
h
hy hj
=1.3hy =1.3*1.334m =1.734m
（6） 计算室内给水管所需压力H
•H =H1 + ∑h +Hf • =（5.8+1.5）+ 1.734 +5 • =14.034m
（7）比较H0和 H
•H0 =25m﹥14.034m
室内采用直接给水方式能满足要求。
• 【作业】如图所示为某办公室卫生间图。办 公楼共两层，层高3.6米。二楼卫生间设有淋 浴器2个。室外给水管道的供水压力为20m， 试进行室内给水系统设计。（暂不考虑室外 水表节点水头损失）
③管段3-5：因为有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，按规定大便器延时自闭冲洗阀的 给水当量按0.5取值，计算得到的q附加1.10L/s的流量后，为该管段的设计秒流量。
qg 0.2 1.5 1.5 1.10 1.47L / s
（4）查水力计算表，求管径和水力坡降
确定V 、DN及i。根据各管段的设计流量和经济流速V要求，查表确定各管 段的管径DN、v及i。
（5）计算沿程水头损失及局部水头损失 计算各管段的沿程压力损失值，以及累计计算整个管路 沿程压力损失值。管网的水头损失为各段管道的沿程和局部 损失之和。取局部水头损失为沿程损失的30％
hy il (hy12 hy 23 hy 35 )
=0.255+0.104+0.98 =1.334m
DN40
第四节 给水管网计算简介 四、给水管网水力计算实例
• 【例】如图所示为某办公室卫生间图。办公 楼共两层，层高3.6米。二楼卫生间设有淋浴 器2个，延时自闭式冲洗阀式大便器1套。室 外给水管道的供水压力为25m，试进行室内 给水系统设计。（暂不考虑室外水表节点的 水头损失）
最新第十三章水电站的压力管道5
第十三章水电站的压力管道第五节明钢管的敷设方式、镇墩、支墩和附属设备一、钢管的敷设方式明钢管一般敷设在一系列的支墩上，底面高出地表不小于0.6m,这样使管道受力明确，管身离开地面也易于维护和检修。
在自重和水重的作用下，支墩上的管道相当于一个多跨连续梁。
在管道的转弯处设镇墩，将管道固定，不使有任何位移，相当于梁的固定端。
明钢管宜做成分段式，在两镇墩之间设伸缩节，如图13-3所示。
由于伸缩节的存在，在温度变化时，管身在轴向可以自由伸缩，由温度变化引起的轴向力仅为管壁和支墩间的摩擦力和伸缩节的摩擦力。
为了减小伸缩节的内水压力和便于安装钢管，伸缩节一般布置在管段的上端，靠近上镇墩处。
这样布置也常常有利于镇墩的稳定。
伸缩节的位置可以根据具体情况进行调整。
若直管段的长度超过150m，可在其间加设镇墩；若其坡度较缓，也可不加镇墩，而将伸缩节置于该管段的中部。
图13-3 明钢管的敷设方式二、明钢管的支墩和镇墩（一）支墩支墩的作用是承受水重和管道自重在法向的分力，相当于梁的滚动支承，允许管道在轴向自由移动。
减小支墩间距可以减小管道的弯矩和剪力，但支墩数增加，故支墩的间距应通过结构分析和经济比较确定，一般在6～12m之间。
大直径的钢管可采用较小的支墩间距。
按管身与墩座间相对位移的特征，可将支墩分成滑动式、滚动式和摆动式三种。
1.滑动式支墩滑动式支墩的特征是管道伸缩时沿支墩顶部滑动，可分为鞍式和支承环式两种．鞍式支墩如图13-4（a）所示。
钢管直接安放在一个鞍形的混凝土支座上，鞍座的包角在120°左右。
为了减小管壁与鞍座间的摩擦力，在鞍座上常设有金属支承面，并敷以润滑剂。
鞍式支墩的优点是结构简单，造价较低，缺点是摩阻力大，支承部分管身受力不钧匀，适用于直径在1OOcm 以下的管道。
支承环式滑动支墩是在支墩处的管身外围加刚性的支承环，用两点支承在支墩上，这样可改善支座处的管壁应力状态，减小滑动摩阻，并可防止滑动时摩损管壁，如图13-4(b）所示。
水电站压力管道布置设计
水电站压力管学号： ******云南农业大学水利学院2017年12月设计说明压力管道的设计步骤一般包括：（1）压力管功能布置；（2）压力管固定方法、设计；（3）压力管应力分析、计算；（4）压力管强度校核；（5）压力管抗外压稳定计算。
一、基本资料及参数1、最大发电流量Qmax=16m3/s；2、上游正常水位1000m；3、下游设计尾水水位850m；4、管轴线与水平线夹角35o；5、上游正常水位至伸缩节水位差7m；6、镇墩与地基摩擦系数f=0.5；7、支墩与管身摩擦系数f=0.3；8、伸缩节摩擦系数f=0.4；9.水轮机调节时间T s=5~6S。
二、压力管功能及布置功能：从水库、前池或调压室向水轮机输送水量。
布置：采用明钢管敷设。
布置时要尽可能选择短而直的线路，明钢管敷设在陡峭的山坡上；尽量选择良好的地质条件，明钢管敷设在坚固而稳定的山坡上，支墩和镇墩尽量设在坚固的岩基上，并清除表面覆盖层；尽量减少管道的起伏波折，避免出现反坡，利于管道排空，明钢管底部应高出地表至少0.6米，以便安装和检修；避开可能发生山崩或滑坡的区，明钢管尽量沿山脊布置，避免布置在山水集中的山谷中，若明钢管之上有坠石或可能崩塌的峭壁，要事先清除；首部设事故闸门，并考虑设置事故排水和防冲设施。
三、明钢管的固定、设计1.明钢管的敷设明钢管敷设在一系列支墩上，底部应高出地表0.65米。
明钢管宜做成分段式，在首尾设镇墩，两镇墩之间设伸缩节。
伸缩节布置在管段的上端，靠近上镇墩处。
敷设方式如图：2.明钢管的设计（1）管径的确定采用经验公式——彭德舒公式来初步确定压力钢管的经济直径：D =√5.2Q max 3H 7式中：Q max 为钢管的最大设计流量，m 3/s ；H 为设计水头，m 。
由基本资料得：Q max =16m s /sH =1000m −850m =150m所以D =√5.2Q max 3H 7=√5.2×1631507=2.03m ≈2.05m 压力钢管直径进制采用D=50mm 为模,所以取D=2.05m 。
给排水管道系统例题(计算题)演示课件
2800
解法一：公式法
序号 A(i) S(i)
1
1000 1000
2 －2100 －1100
3
1500 400
4 －900 －500
5
500 0
V=max{s(i)}－min{s(i)} =1000－
(－1100)=2100
解法二：图解法（找两头）
1
2 、某城镇采用地表水源，水厂设计规模 240000m3/d， 水厂自用水量为最高 日供水量的 10% ，供水管网漏损水量为最高日供水量的8%，原水输水管道 漏损水量为水厂设计水量的 6%，则该城镇水厂取水泵房的设计流量为下列哪 项? (A) 11000m3/h (B) 11600m3/h ( C) 11660 m3/h ( D) 12508 m3/h
(A)1.22 (B)1.26 (C)1.60 (D)1.76
答案： （B） 解析：
Q（最高日平均时）=24×104/24=104 m3/h Q（最高日最高时）=11000+1600=12600 m3/h K（时变化系数）=12600/104 =1.26
12
11．某城市水厂近期设计规模为140000m3/d，远期为240000m3/d，水厂自用水 率为5％，原水输水管道水量漏损率按3％计，其取水构筑物为河床式，采用两根 重力进水管将水从河道引入泵房的吸水池前；泵房土建工程(包括重力进水管)按 远期规模一次建成，设备分期配置。如控制重力进水管管内最大流速不超过2m／ s，事故保证率按70％计，其重力进水管内径宜为多少?
6
7．某城市地形平坦，地面标高5．0米；采用设有对置水塔的枝状管网供水，最高日 最高时供水量l40L／s，其中由水塔供水20％，节点流量、管段管径及其长度如图示， 若水塔箱内内底标高32．3米，要求管网最小服务水头20m，则管段C-F管径应为下 列何项? (水头损失h=aLq2，q以L／s计的a值为：
水电站习题整理汇总
水电站思考题一、管道部分1．水电站有哪些类型（以取得水头方式划分）？各适用于什么条件？按取得水头分为坝式，混合式，引水式三种典型布置（还有抽水蓄能，潮汐式等等）。
1、坝式水电站：利用筑坝集中河道落差，形成水头。
包括（1）坝后式厂房：适用于水头较高的电站，厂房设置在坝后，厂房本身不起挡水作用。
（2）挑越式厂房：当河谷较窄而水电站机组台数较多、布置厂房有困难时，可将厂房布置在溢流坝下游，让溢流水舌挑越厂房顶泄入下游河道。
（3）溢流式厂房当河谷较窄而水电站机组台数较多、布置厂房有困难时，也可将厂房布置在溢流坝下游，让厂房顶兼做溢洪道渲泄洪水。
（4）坝内式厂房：当河面狭窄无法布置厂房时，将厂房设置在混凝土重力坝或重力拱坝的坝体空腹内。
（5）河床式厂房：水头较小，厂房与坝并排建在河道中，厂房承受水压力而成为挡水建筑物的一部分。
河床式水电站常一般见于河流中下游，水头较低，流量大，适用于水头低，流量大的河流。
2、引水式利用引水道集中河道落式，引水道分有压引水道和无压引水道，引水道的坡度一般很平缓。
引水式水电站适用于流量小，坡降大的河流中下游或跨流域开发方案。
3、混合式水头由坝和引水道共同集中。
坝上游落差由坝集中，下游落差由引水道集中。
适用于上游有有优良坝址，适宜建库，而紧接水库以下河道突然变陡或河道有较大的转弯2．电站一般由哪些建筑物组成？各种建筑物的作用如何？（一）枢纽建筑物：挡水建筑物、泄水建筑物、过坝建筑物、发电建筑物等。
1）挡水建筑物：用以拦截河流、集中落差，形成水库，如各种坝、闸等。
2）泄水建筑物：用以宣泄洪水，或放水供下游使用，或放水以降低水库水位，如溢流坝、溢洪道、泄洪隧洞、放空底孔。
3）过坝建筑物：用以将船、物资、水生物过坝，如船闸、升船机、过木、过鱼建筑物等。
4）发电建筑物：进水口、引水道、调压室、压力管道、主厂房、副厂房、主变压器、开关站、尾水道等。
（1）水电站进水建筑物：按发电要求将水引入引水道，分有压和无压进水口。
水电站-计算题
水电站-计算题第六部分计算题录入：李栋浩、艾全武校核：李凯1. 某电站水轮机采用金属蜗壳，最大包角为345?，水轮机设计流量3010Q m =，蜗壳进口断面平均流速24e v m s =，试计算蜗壳进口断面的断面半径e ρ。
（2）解：0.874e m ρ=== 2. 某水电站采用混流式水轮机，所在地海拔高程为450.00米，设计水头为100米时的汽蚀系数为0.22，汽蚀系数修正值为0.03，试计算设计水头下水轮机的最大吸出高度H s 。
（2）解：10.0()10.0450/900(0.220.03)10015.5900s H H σσ?=--+?=--+?=- 3. 某水电站水轮机的最大工作水头为50m ，在最大工作水头下水轮机发出额定出力时的流量为10m 3/s ，水轮机的转轮的标称直径为2.2m ，请选择调速器型号。
（2）解：计算调速功：由此可得调速功介于10000~30000N ·m ，为中小型调速器。
查教材第90页表5-1反击式水轮机调速器系列型谱，选接近而偏大者，得YT-1800.YT-1800 表示带油压装置的单调节中型机械液压式调速器，额定油压为2.5MPa ，调节功为1800N ·m 。
4．某引水式水电站，压力水管末端阀门处静水头H 0=120m ，压力水管长L=500m ，管径D=3m ，设计引用流量=30m 3 /s ，管壁厚度=25mm ，导叶有效调节时间Ts=3s 。
（5）（1）已知管壁钢材的弹性模量Es=206×106kPa ，水的体积弹性模量Ew=2.06×106kPa ，求压力水管中水锤波速a 值。
（2）水轮机由满负荷工作丢弃全部负荷，设导叶依直线规律关闭，求压力水管末端阀门处A 点及距阀门上游200m 处C 点的水锤压强。
解：（1）求水锤波速（2）判别水锤类型∵ 2L/a=2×500/967.6=1.03>3s , ∴发生间接水锤（3）求Vm（4）判别间接水锤的类型∵初始状态为全开，001, 1.74 1.6τρτ==>，∴发生末相水锤。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水电站课程设计任务及指导书2
一、设计题目
某水电站压力管道结构设计
二、课程设计的目的
巩固加深所学的理论知识，培养学生运用理论知识和技术资料，分析、解决实际问题的能力。
三、课程设计的时间
1周
四、基本资料
某引水式水电站地面压力管道布置型式如图1-1所示。
图1－1 某引水式水电站地面压力管道布置图
已知钢管直径D=2m，末跨中心断面1-1的计算水头(包括水击压力升高值)为，支座断面2-2的计算水头为，伸缩节断面的计算水头H为，刚性环（如图1-2）间距4m，支承环（如图1-2）间距16m，计算段上下镇墩间距64m，钢管轴线与水平面倾角为44°，伸缩节距上镇墩2m，伸缩节内止水填料长度b1=30cm，填料与管壁摩擦系数u1=，支承环的摩擦系数为f1=，钢管采用A3钢。
考虑基本荷载时的允许应力Φ[σ]=105Mpa；考虑局部应力时的允许应力Φ[σ]=140Mpa。
五、设计任务
1．确定压力管道厚度(全长采用一个厚度)。
2. 对最后一跨的中间断面（1-1断面）和支承环断面2-2进行结构分析。
(1) 受力分析：按正常运行情况的基本组合计算不同断面径向力、法向力和轴向力；
(2) 应力计算及强度校核；
(3) 抗外压稳定分析(包括管壁和支承环抗外压稳定分析)。
六、设计成果
1．计算说明书一份。
七、参考资料
1．压力钢管设计规范 2．教材 3.水电站建筑物（第二版）马善定编。