倒虹吸流量计算举例(精)
倒虹吸水力计算
校核最小流量
vmin=Q小/w(vmin>1.2m/s)
0.138 0.075 40.000 0.009 0.750 0.184 0.484 0.400 1.098 0.126
0.100
75.699
0.014 0.084 0.500 0.000 0.000 0.100 75.000 0.760 0.000 0.000 0.000 9.000 0.014 0.100 0.000 0.600 0.037 0.121
谢才系数（手册第一册 p7/c2
沿程水头损失（m） hf＝λL*v2/(4R*2g)
(2)局部水头损失 ζj进口（查表3-3）
ζ门槽（单个为0.2）共两个
拦污栅栅条厚度s（m）
拦污栅间距b（m）
拦污栅的水头损失 拦污栅与水平面夹角a（度） 栅条形状系数β（查表3-5）
0.138 0.596
倒虹吸水力计算
1、初拟管道直径
设计流量Q(m3/s)
最小流量Qmin(m3/s)
倒虹吸总长度L(m)
材料糙率n
初选流速v'(m/s)
初选过水断面面积w'(m2)
初选管道直径D'(m)
倒虹管直径
确定出管道直径D(m)
设计流速v(m/s)
相应过水断面面积w(m2)
2、水头损失
（1）沿程水头损失
水力半径（m） R=D/4
ζ拦污栅＝β（s/b）4/3sina
弯道损失ζ弯道（查表3-7）
ζ旁通管（单个为0.1）共两个
明渠的断面面积（m2） w渠
w管/w渠
ζ出口（查表3-4）
ζ通气孔（《水力计算手册表1-3-4》）
总局部水头损失系数∑ζj
倒虹吸管过流能力校核举例讲义
z
2
0.716
2.36 0.781.582
19.6
0.491m
案例计算：
倒虹吸管过流能力校核
（2）流量系数计算
பைடு நூலகம்（3）流量计算
1
i
A2 Ai2
2gLi Ci2 Ri
gAAi22
1
A2 A22
=
1
=0.509
0.716 2.36 0.78
水力分析与计算
Q A 2gz2 0.5092.27 19.60.4912 7.17m3 /s
2gLi Ci2 Ri
gAAi22
1
A2 A22
水力分析与计算
A、 Ai—管道出口断面及计算管段断面
面积；
ζi——为管道某一局部能量损失系数， 不包括管道出口处但包括管道进口处；
Ci、Ri、Li——分别为管身计算段水流 的谢才系数、水力半径和管长。
倒虹吸管过流能力校核
案例计算：
（1）倒虹吸进出口水面落差值Δz2
水力分析与计算
案例：
倒虹吸管过流能力校核
某水库干渠工程与河流相交。由于洪水位过高，拟建倒虹吸管
。其设计基本数据如下： 设计流量Q=7.17 m3/s；倒虹吸进口前设 拦污栅，管段有两弯段转角，第一、第二弯段转角均为30°急转弯 管；上下游渠道断面相同，底宽b=2.4m，边坡系数m=1.5，糙率 n=0.025，设计流量时水深h0=2.1m，进口渐变段末端底宽为4.5m ，拟设计双排管，管径1.7m，试校核渠道过流能力。
ζ拦=1.83×(1.6/18)4/3sin80°=0.072
拦
A2 A22
倒虹吸计算书
旧寨倒虹吸计算书基本资料设计流量： 2.35 m3/s加大流量： 2.94 m 3/s进口渠底高程：1488.137m进口渠宽： 2.0m进口渠道设计水深:1.31m加大流量水深： 1.56m出口渠底高程：1487.220m进口渠道设计水深:1.43m加大流量水深： 1.70m进出口渠道形式：矩形进口管中心高程：1487.385m出口管中心高程：1486.69m管径DN：1.6m二、设计采用的主要技术规范及书籍1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288 —99；2、《水电站压力钢管设计规范》SL284 —20033、《混凝土结构设计规范》SL/T191 —96；4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073 —1997；5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》；。
6、《水力计算手册》7、《倒虹吸管》三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B 1-B2)或L=C 1h；C 取1.5〜2.5;C i取3〜5: h上游渠道水深;经计算取L=4m ;2、进口沉沙池尺寸确定(1) 拟定池内水深H;H=h+TT=( 1/3〜1/4) h;T 为进口渠底至沉沙池底的高差;取0.8m;(2) 沉沙池宽BB=Q/(Hv) ;v 池内平均流速0.25〜0.5m/s;经计算取B=3.5m;(3) 沉沙池长L'L'》(4~5) h经计算取L =8m;(4) 通气孔通气孔最小断面面积按下式计算:A KQ；1265cV^P ‘A为通气管最小断面面积m2；Q为通气管进风量，近似取钢管C 取0.5 ；内流量，m3/s; C为通气管流量系数；如采用通气阀,无阀的通气管，C取0.7；△ P为钢管内外允许压力差，其值不大于0.1N/mm2；K为安全系数，采用K=2.8。
经计算A=0.0294 m2；计算管内径为0.194m，采用D273（S =6mm的螺旋钢管。
四、出口段倒虹吸管出口消力池，池长L及池深T,按经验公式:L=(3~4)hT> 0.5D0+ S +0.3经计算取L =6m, T=1.2m。
倒虹吸水力计算——公式
序号
计算参数
1 初拟管道直径 1.1 设计流量
1.2 最小流量 1.3 倒虹吸总长度 1.4 材料糙率 1.5 初选流速 1.6 初选过水断面面积
1.7 初选管道直径 1.8 确定管道直径D 1.9 设计流速
#### 相应过水断面面积
2 水头损失
2.1 沿程水头损失
22..11.. 22.1. 3
hf
L V2 D 2g
ζj进口
ζ拦污栅＝β（s/b） 4/3sina
拦污栅栅条厚度
s
m
拦污栅间距
b
拦污栅与水平面夹角 α
栅条形状系数
2.2. 32.2. 4
闸槽损失系数 弯道损失
β ζ门槽 ζ弯道
2.2. 5
管道入明渠损失系数
ζ出口
w渠
w管/w渠
ζ出口（查表3-4）
2.2. 6 2.2. 7
ζ通气孔（《水力计算手册表
5.1 流量系数
Q小 Vmin V允
m
5.2 设计流量
Q设
m
hj
V2 2g
m
hw hf hj
m
m3/s m/s m/s
vmin=Q小/w
m
1
L / D
m3/s
Q mA 2gZ
0.608 0.754 0.850 0.754
5.000 1.592
1.20
0.827 9.99
水力半径 谢才系数 能量损失系数
沿程水头损失
2.2 局部水头损失
2.2. 1
进口损失系数
2.2. 2
拦污栅损失系数符号Fra bibliotek单位Q
m3/s
Qmin m3/s
（整理）倒虹吸管设计计算
（整理）倒虹吸管设计计算倒虹吸管设计计算⼀、倒虹吸管总体布置（根据地形和当地需⽔量情况确定）1.布置原则；13P2.布置型式；{地⾯式（露天或浅埋式）、架空式}3.管路布置；（斜管式和竖井式）4.进⼝段布置；{渐变段、拦污栅、节制闸、连接段﹙进⽔⼝、通汽孔﹚、沉沙、冲沙及泄⽔设施}5.出⼝段布置；（设消⼒池）⼆、倒虹吸管的构造1.管⾝构造；（钢筋混泥⼟管、钢管、铸铁管）2.⽀承结构；（管座、镇墩、⽀墩）三、倒虹吸管的⽔⼒计算1.管道断⾯尺⼨的确定；①灌溉⾯积的确定：（根据⼟地利⽤参加够调整表查出整理后⼟地的灌溉⾯积。
）②补⽔量的计算：项⽬区⽔⽥和旱地需⽔量除去项⽬区降⾬量即为需补给⽔量。
项⽬区分为⽔⽥和旱地，主要农作物为⽔稻、⽟⽶、油菜，各种农作物所在区需⽔量不同。
根据贵州省《灌溉⽤⽔定额》编制分区图：项⽬区属Ⅰ区，灌溉定额根据贵州省灌溉⽤⽔定额编制Ⅰ区⽔稻净定额为2703m/亩，⽑灌溉定额为6443m/亩。
需⽔量公式WM A n =??⽑需W 需—— 农业⽣产总需⽔量，3m ；M ⽑—— 综合⽑灌溉定额，3m ；A —— 灌溉⾯积，亩；n —— 农作物复种指数，采⽤综合灌溉定额时，已经考虑了复种指数，可不再计⼊。
M M η=净⽑M 净—— 作物净灌溉定额，3m /亩；η—— 灌溉⽔利⽤系数。
Ⅰ区渠系⽔利系数为0.465；根据当地全年⽔⽥需⽔量表、旱地需⽔量表和全年降⾬量表查出全年需⽔量和降⾬量的最⼤值和最⼩值，计算出最⼤补⽔量和最⼩补⽔量，以推出其流量。
④．确定尺⼨；o D （圆管）o D —— 管道内径，m;Q —— 倒虹吸管设计流量，3/m s ；υ—— 设计流速，m/s 。
2.管壁厚度的拟定取单位长度承受较⼤内⽔压⼒P 的管道管壁中环向拉应⼒为22o w oo o PD gHD t t θρσ==以钢材的设计允许应⼒[]σ代替θσ；经整理得：[]2w oo gHD t ρ?σ≥(mm)w ρ—— ⽔的密度，1000kg/3m ;H —— 内⽔压⼒，m 。
倒虹吸管的水力计算
进口渐变段长度可取上游渠道设计水深的3～5倍。
倒虹吸管出常设置消力池（可结合渐变
段布置），用以调整出口水流的流 速分布，池长一般为渠道设计水深 的3~4倍，低于下游渠底的池深（cm）
镇墩为重力式结构，靠自重维持 其稳定。对于结构计算，主要应 验算基础承载力和验算抗滑、抗 倾覆的稳定性。
镇墩除验算基础应力外，对墩身 亦应选择危险断面验算其最大及 最小应力。
29 | 倒虹吸管
谢谢大家！
当渠道与河流或道路相交，且渠道水位与河水位或路面接近同一标高， 不能采用渡槽、涵洞等 。
倒虹吸管与渡槽相比，具有工程量少、施工方便、节约劳力及材料、造 价低等优点；其缺点是水头损失大，维修管理不便。
斜管式
10 | 倒虹吸管
倒虹吸管进出口布置应满足水力条件良好、运用可靠以及稳定、防渗、防 冲、防淤等要求。
图 镇墩与管端的连接 (a)刚性连接；(b)柔性连接
白水寨压力钢管镇墩
19 | I倒虹吸管
倒虹吸管的水力计算
倒虹吸管的水力计算是根据已定的渠道流量、流速、进口渠底高程，在 水头损失许可范围内选定合理的管径，并进行出口渠底高程和进出口水 面衔接计算等。
当通过设计流量时，管内流速通常为1.5~3.0m/s，最大可达4m/s。
13 | I倒虹吸管
为适应地基不均匀沉降而引起的弯曲变形和由于温度降低和混凝土凝固 而引起的纵向收缩变形，管道应设置永久性伸缩缝，缝间设止水。
缝的间距，土基上宜取15~20m；岩基上可取10~15m。露天管取小值， 完工时及时填土的埋置管可取大值。
倒虹吸水力计算问题
μ为流量系数；L为管身长；R为管身水力半径 ；C为管身谢才系数；∑ζi
为包括出口局部水头损失系数在内的管身各项局部水头损失系数之和。
● 圆形断面倒虹吸管的水力计算
● 计算公式 圆形断面倒虹吸管可按《水工设计手册》及《倒虹吸管》介绍的方法 计算，《灌溉与排水工程设计规范》介绍的方法也与此相同。
圆形断面倒虹吸管水力计算公式如下：
●
管身弯道局部水头损失系数不同计算公式的分析比较
各种计算方法所采的各种局部水头损失系数基本相同，但所采用的弯
道损失系数计算公式有所不同 。 压力管弯道局部水头损失系数的计算公式 很多 ，计算值差别很大 。
《水力计算手册》的表1-3-4 中只列有圆形缓弯管及圆形急弯管的弯道
局部水头损失系数计算公式 。《倒虹吸管》所介绍的弯管局部水头损失系 数计算方法实际上仅适用于圆形缓弯管 ，且其值是众多弯道局部水头损失
式中：ζ6 为弯管局部水头损失系数；H 为管高；R 为弯道中心半径 ；α为 弯道中心的圆心角。
● 倒虹吸管水力计算的类型 倒虹吸管的水力计算一般有以下三种情况： (1) 已知流量及管径、管数，计算水头损失。这种情况可直接利用有 关公式一次算得各部位及总的水头损失；
(2) 已知流量及设计水头，计算管径及管数 。这是通常的一种设计情
7/2 1/ 2 D 6 0.131 0.1632 R 90
式中：ζ6 为弯道局部水头损失系数 ；D 为管径 ；R 为弯道中心半径 ；
α为弯道中心的圆心角。
●
计算公式
3．《倒虹吸管》计算公式： 《灌区水工建筑物丛书》及《取水输水建筑物丛书》的《倒虹吸管》也 基本上采用了与《水工设计手册》相同的计算方法，与其不同之处为： （1） 出口局部水头损失系数ζ出 按下式计算：
倒虹吸计算书
旧寨倒虹吸计算书、基本资料设计流量： 2.35 m3/s加大流量： 2.94 m 3/s进口渠底高程：1488.137m进口渠宽： 2.0m进口渠道设计水深:1.31m加大流量水深：1.56m出口渠底高程：1487.220m进口渠道设计水深:1.43m加大流量水深：1.70m进出口渠道形式：矩形进口管中心高程：1487.385m出口管中心高程：1486.69m管径DN ：1.6m二、设计采用的主要技术规范及书籍1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288 —99；2、《水电站压力钢管设计规范》SL284 —20033、《混凝土结构设计规范》SL/T191 —96；4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073 —1997；5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》；。
6、《水力计算手册》7、《倒虹吸管》三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B 1-B2)或L=C 1h；C取 1.5～2.5；C1取3～5：h 上游渠道水深；经计算取L=4m ；2、进口沉沙池尺寸确定(1) 拟定池内水深H;H=h+TT=(1/3～1/4)h；T 为进口渠底至沉沙池底的高差；0.8m；(2) 沉沙池宽 BB=Q/(Hv) ；v 池内平均流速0.25～0.5m/s；经计算取B=3.5m；(3) 沉沙池长L'L'≥( 4~5) h经计算取L =8m；(4) 通气孔通气孔最小断面面积按下式计算：KQ1265C △PA 为通气管最小断面面积m2；Q 为通气管进风量，近似取钢管内流量，m3/s； C 为通气管流量系数；如采用通气阀， C 取0.5；无阀的通气管， C 取0.7；△P 为钢管内外允许压力差，其值不大于0.1N/mm2；K 为安全系数，采用K=2.8。
经计算A=0.0294 m2；计算管内径为0.194m ，采用D273（δ =6mm的）螺旋钢管。
四、出口段倒虹吸管出口消力池，池长L 及池深T，按经验公式：L=（3~4）hT≥0.5D0+δ +0.3经计算取L =6m，T=1.2m。
倒虹吸计算公式
倒虹吸计算公式
实际上虹吸流动时有水流阻力，有能量损失，需知道虹吸管的长度及布置情况。
做为初学，可假定为理想情况，不考虑能量损失。
设水源水面到虹吸管出口的高差为H，列水源水面到虹吸管出口的伯努利方程得：
H1=V^2/(2g) , 得虹吸流速：V=(2gH1)^(1/2)
虹吸流量：Q=(3.14D^2/4)(2gH1)^(1/2) D为虹吸管内径。
设最高点压强为P，虹吸管最高点到出口的高差为H2，列最高点到出口的伯努利方程得：
H2+P/(pg)+V^2/(2g)=V^2/(2g)
得：P = -pgH2 (相对压强，即不包括大气压，相对压强为负值，即绝对压强小于大气压，就是处于一定的真空状态，理论上最大真空值不能超过10米水柱，即H2<10米水柱）
也可列容器液面到最高点的伯努利方程：
0=H3+P/(pg)+V^2/(2g)
P=-pg[H3+V^2/(2g)]=-pg[H3+H1] = -pgH2 （答案与上面相同）
当然虹吸管的工作条件之一是虹吸管必须先充满水，而且管道不进气（容易进气的部位是在虹吸管的顶部，因为此处压强小于大气压，而虹吸管两端进出口处都大于大气压，倒不容易进气。
）因此虹吸管壁不能有孔眼和裂缝。
因实际的水流有阻力，有能量损失，虹吸管顶点的允许安装高度远小于10米！
说明：本例在不考虑水流能量损失，而且虹吸管截面是均匀的情况下，得出与截面积、管长、流速无关。
但实际有水流的能量损失，计算要远比以上复杂。
倒虹吸管的水力计算
0.250
ζ门槽
0.100
拦污栅栅条厚度s
0.030
拦污栅间距b
0.100
拦污栅与水平面夹角a
80.000
栅条形状系数β
0.760
ζ拦污栅＝β（s/b）4/3sina
0.150
弯道损失：ζ弯道=0.073+0.073+0.073+0.071+0.034
0.324
ζ旁通管（单个为0.1）
0.100
0.100
总局部水头损失系数∑ζj
1.564
总局部水头损失hj＝∑ζjv2/2g
0.554
总水头损失z＝hj+hf
2.071
允许水头损失
1.990
所选管径不能满足要求
倒虹吸水力计算（预应力砼管D=1.9m)
1、初拟管道直径
设计流量Q
6.710
倒虹吸总长度L
334.410
材料糙率n
0.015
初选流速v'
（1）沿程水头损失
C=R1/6/n
72.949
λ=8g/c2
0.015
hf＝λL*v2/(4R*2g)
0.971
(2)局部水头损失
ζj进口
0.250
ζ门槽
0.100
拦污栅栅条厚度s
0.030
拦污栅间距b
0.100
拦污栅与水平面夹角a
80.000
栅条形状系数β
0.760
ζ拦污栅＝β（s/b）4/3sina
拦污栅间距b
0.100
拦污栅与水平面夹角a
80.000
栅条形状系数β
0.760
ζ拦污栅＝β（s/b）4/3sina
干渠1倒虹吸计算书
干渠1#倒虹吸计算书一、基本资料设计流量：2.75m3/s加大流量：3.25m3/s进口渠底高程：2739.16m进口渠宽：2.4m进口渠道设计水深:1.55m加大流量水深：1.85m出口渠底高程：2735.66m进出口渠道形式：矩形管径DN：1.3m二、设计采用的主要技术规范及书籍1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99；2、《水电站压力钢管设计规范》SL284—20033、《混凝土结构设计规范》SL/T191—96；4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—1997；5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》；。
6、《水力计算手册》7、《倒虹吸管》8、工程建设标准强制性条文（水利工程部分）2004版三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B1-B2)或L=C1h；C 取1.5～2.5； C 1取3～5： h 上游渠道水深； 经计算取L=4m ； 2、进口沉沙池尺寸确定 (1) 拟定池内水深H; H=h+TT=（1/3～1/4）h ；T 为进口渠底至沉沙池底的高差；取0.8m ； (2) 沉沙池宽B B=Q/(Hv)；v 池内平均流速0.25～0.5m/s ； 经计算取B=3.5m ； (3) 沉沙池长L ’ L ’≥（4~5）h 经计算取L =8m ； (4) 通气孔通气孔最小断面面积按下式计算：PC KQ A △1265；A 为通气管最小断面面积m 2；Q 为通气管进风量，近似取钢管内流量，m 3/s ；C 为通气管流量系数；如采用通气阀，C 取0.5；无阀的通气管，C 取0.7；P △为钢管内外允许压力差，其值不大于0.1N/mm 2；K 为安全系数，采用K=2.8。
经计算A=0.0294 m 2；计算管内径为0.194m ，采用D273(δ=6mm)的螺旋钢管。
四、出口段倒虹吸管出口消力池，池长L及池深T，按经验公式：L=(3~4)hT≥0.5D0+δ+0.3经计算取L =6m，T=1.2m。
倒虹吸计算书
旧寨倒虹吸计算书一、基本资料设计流量：2.35 m3/s加大流量：2.94 m3/s进口渠底高程：1488.137m进口渠宽：2.0m进口渠道设计水深:1.31m加大流量水深：1.56m出口渠底高程：1487.220m进口渠道设计水深:1.43m加大流量水深：1.70m进出口渠道形式：矩形进口管中心高程：1487.385m出口管中心高程：1486.69m管径DN：1.6m二、设计采用的主要技术规范及书籍1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99；2、《水电站压力钢管设计规范》SL284—20033、《混凝土结构设计规范》SL/T191—96；4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—1997；5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》；。
6、《水力计算手册》7、《倒虹吸管》三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B1-B2)或L=C1h；C取1.5～2.5；C1取3～5：h上游渠道水深；经计算取L=4m；2、进口沉沙池尺寸确定(1) 拟定池内水深H;H=h+TT=（1/3～1/4）h；T为进口渠底至沉沙池底的高差；取0.8m；(2) 沉沙池宽BB=Q/(Hv)；v池内平均流速0.25～0.5m/s；经计算取B=3.5m；(3) 沉沙池长L’L’≥（4~5）h经计算取L =8m；(4) 通气孔通气孔最小断面面积按下式计算：PC KQ A △1265；A 为通气管最小断面面积m 2；Q 为通气管进风量，近似取钢管内流量，m 3/s ；C 为通气管流量系数；如采用通气阀，C 取0.5；无阀的通气管，C 取0.7；P △为钢管内外允许压力差，其值不大于0.1N/mm 2；K 为安全系数，采用K=2.8。
经计算A=0.0294 m 2；计算管内径为0.194m ，采用D273(δ=6mm)的螺旋钢管。
四、出口段倒虹吸管出口消力池，池长L 及池深T ，按经验公式： L=(3~4)h T ≥0.5D 0+δ+0.3经计算取L =6m ，T=1.2m 。
倒虹吸计算书解读
旧寨倒虹吸计算书一、基本资料设计流量：2.35 m3/s加大流量：2.94 m3/s进口渠底高程：1488.137m进口渠宽：2.0m进口渠道设计水深:1.31m加大流量水深：1.56m出口渠底高程：1487.220m进口渠道设计水深:1.43m加大流量水深：1.70m进出口渠道形式：矩形进口管中心高程：1487.385m出口管中心高程：1486.69m管径DN：1.6m二、设计采用的主要技术规范及书籍1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99；2、《水电站压力钢管设计规范》SL284—20033、《混凝土结构设计规范》SL/T191—96；4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—1997；5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》；。
6、《水力计算手册》7、《倒虹吸管》三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B1-B2)或L=C1h；C取1.5～2.5；C1取3～5：h上游渠道水深；经计算取L=4m；2、进口沉沙池尺寸确定(1) 拟定池内水深H;H=h+TT=（1/3～1/4）h；T为进口渠底至沉沙池底的高差；取0.8m；(2) 沉沙池宽BB=Q/(Hv)；v池内平均流速0.25～0.5m/s；经计算取B=3.5m；(3) 沉沙池长L’L’≥（4~5）h经计算取L =8m；(4) 通气孔通气孔最小断面面积按下式计算：PC KQ A △1265；A 为通气管最小断面面积m 2；Q 为通气管进风量，近似取钢管内流量，m 3/s ；C 为通气管流量系数；如采用通气阀，C 取0.5；无阀的通气管，C 取0.7；P △为钢管内外允许压力差，其值不大于0.1N/mm 2；K 为安全系数，采用K=2.8。
经计算A=0.0294 m 2；计算管内径为0.194m ，采用D273(δ=6mm)的螺旋钢管。
四、出口段倒虹吸管出口消力池，池长L 及池深T ，按经验公式： L=(3~4)h T ≥0.5D 0+δ+0.3经计算取L =6m ，T=1.2m 。
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1 = =0.509 0.716 2.36 0.78
水力分析与计算
故倒虹吸管型式、尺寸及布设满足 设计过流能力要求。
小结、布置任务
小结：
1. 流量计算公式中各物理量理解、确定 2. 局部损失系数理解、确定
水力分析与计算
倒虹吸管过流能力校核
案例：
某水库干渠工程与河流相交。由于洪水位过高，拟建倒虹吸管 。其设计基本数据如下： 设计流量Q=7.17 m3/s；倒虹吸进口前设 拦污栅，管段有两弯段转角，第一、第二弯段转角均为30°急转弯 管；上下游渠道断面相同，底宽b=2.4m，边坡系数m=1.5，糙率 n=0.025，设计流量时水深h0=2.1m，进口渐变段末端底宽为4.5m ，拟设计双排管，管径1.7m，试校核渠道过流能力。
2
v Q / A 7.17 / 2 / 2.27 1.58m / s
1.582 z 2 0.716 2.36 0.78 0.491m 19.6
倒虹吸管过流能力校核
案例计算：
（2）流量系数计算 （3）流量计算
1 2 gLi A2 A2 A2 i A2 C 2 R A2 1 A2 i i i i 2
水力分析与计算
倒虹吸管过流能力校核
案例分析：
1.流量计算公式
Q A 2g z2
A 2 2 gL A 2 A2 v2 i z2 i 2 1 2 A Ci Ri Ai A2 2 g i
2'
水力分析与计算
倒虹吸管过流能力校核举例
主 讲 人： 王勤香
黄河水利职业技术学院
2014.10
水力分析与计算
水力分析与计算
倒虹吸水力分析与计算
一、倒虹吸管水力分析
△z
1
△z
2
△z
3
z z1 z2 z3
二、倒虹吸管水力计算内容
（1）选择适宜的流速，确定管道内径； （2）已知管径、管道布设，验算过流能力； （3）确定下游渠道水位和渠底高程（求水面总落差） 。
2
△z
2.流量系数及△z2
1 2 gLi A2 A2 A2 i A2 C 2 R A2 1 A2 i i i i 2
水力分析与计算
2'
A、 Ai—管道出口断面及计算管段断面 面积； ζi——为管道某一局部能量损失系数， 不包括管道出口处但包括管道进口处； Ci、Ri、Li——分别为管身计算段水流 的谢才系数、水力半径和管长。
倒虹吸管过流能力校核
案例计算：
（1）倒虹吸进出口水面落差值Δz2
2 2 A 2 2 gL A 2 A v z2 i 2 i 1 2 A Ci Ri Ai A2 2 g i
2 gL A 2 gL A 2 gL 2 2 2 Ci Ri Ai C R A C R
D 1.7 0.425, n 0.014 4 4 1 1 C R1/6 0.4251/6 61.94 n 0.014 2 gL 2 9.8 196.5 2.36 2 2 C R (61.94) 0.425 R
水力分析与计算
2
2
2 2.27 A2 1 2 1 0.78 2 A2 9.5
进口
水力分析与计算
ζ拦=β(s/b)4/3sinα
2
3.14/4×1.72
转角
ζ拦=1.83×(1.6/18)4/3sin80°=0.072
2 2.27 4.542 A2 拦 2 0.072 2 0.072 0.22 0.072 0.016 2 A2 4.5 2.10 9.5
Q A 2g z2
任务：
参考答案：Q≈ 7.62m3/s
水力分析与计算
• 主持单位： 广东水利电力职业技术学院 • 黄河水利职业技术学院
参建单位： 杨凌职业技术学院 安徽水利水电职业技术学院 山西水利职程职业技术学
倒虹吸管过流能力校核
案例计算：
（1）倒虹吸进出口水面落差值Δz2
2 2 A 2 2 gL A 2 A v z2 i 2 i 1 2 A Ci Ri Ai A2 2 g i
拦污栅
闸门槽
A2 i 2 0.016 0.25 0.05 2 0.2 0.716 Ai