水力计算
《水力计算手册》
《水力计算手册》一、引言水力计算在水务工程中具有举足轻重的地位，它关乎工程的合理性、安全性和经济性。
水力计算手册作为一本实用工具书，旨在为工程技术人员提供便捷、准确的计算方法和技术支持。
二、水力计算基础概念1.水力参数水力计算涉及的主要参数包括流量、压力、流速、粗糙度等。
正确获取这些参数是进行水力计算的前提。
2.水力计算公式与方法水力计算公式和方法主要包括达西-威斯巴赫公式、莫迪公式、埃克特公式等。
了解这些公式和方法有助于快速完成水力计算。
三、水力计算步骤1.确定计算目标：明确计算目的，如管道直径、泵站规模等。
2.收集相关资料：包括工程设计资料、水质检测报告等。
3.进行初步计算：根据已知条件，采用适当的方法进行初步计算。
4.校核计算结果：对初步计算结果进行校核，确保其准确性。
5.编写计算报告：将计算过程和结果整理成报告，以便审阅和存档。
四、水力计算应用于实际工程案例1.给水排水工程：通过水力计算确定管道直径、泵站规模等参数。
2.水利枢纽工程：对水库、水闸等建筑物进行水力计算，确保工程安全。
3.输水管道工程：计算管道内水流速度、压力损失等，为工程设计提供依据。
4.泵站工程：通过水力计算选择合适型号的泵站设备。
五、水力计算软件介绍与使用方法1.常见水力计算软件概述：简要介绍市场上常见的水力计算软件。
2.水力计算软件操作演示：以某款水力计算软件为例，演示操作流程。
六、水力计算注意事项与建议1.遵守国家相关法规与标准：在进行水力计算时，应遵循国家法规和行业标准。
2.确保计算数据的准确性：收集完整、准确的数据，避免因数据错误导致计算结果失真。
3.结合实际工程合理选用计算方法：根据工程特点选择合适的计算方法。
4.注重计算结果的可行性：在计算过程中，要充分考虑工程实际，确保计算结果具有可行性。
七、总结与展望1.水力计算手册为工程技术人员提供了一部实用的工具书，有助于提高水力计算的准确性和效率。
2.随着技术的发展，水力计算将面临更多挑战，如复杂地形、新型材料的应用等。
《水力计算手册》
《水力计算手册》摘要：一、引言二、水力计算的基本概念1.水力计算的定义2.水力计算的重要性三、水力计算的方法1.基本水力计算方法a.流量计算b.压力计算c.流速计算2.高级水力计算方法a.阻力计算b.冲击力计算c.空化计算四、水力计算的应用领域1.水利工程2.给排水工程3.工业管道工程4.船舶工程五、水力计算的发展趋势1.计算机辅助水力计算2.智能化水力计算3.大数据在水力计算中的应用六、结论正文：【引言】《水力计算手册》是一本系统介绍水力计算理论和实践的专著，旨在为工程技术人员提供水力计算的基本知识和实用方法。
本文将简要概括手册的主要内容。
【水力计算的基本概念】水力计算是研究水流运动规律及其在工程中的应用的一门学科。
通过分析流体的运动状态，可以预测水流的各种性质，如流量、压力、流速等。
水力计算在水利、给排水、工业管道和船舶工程等领域具有广泛的应用。
【水力计算的方法】水力计算主要包括基本水力计算和高级水力计算。
基本水力计算主要包括流量计算、压力计算和流速计算。
流量计算是根据流体的质量守恒原理，通过测量或计算流体通过某一截面的体积和时间来确定。
压力计算是分析流体在管道中产生的压力变化，通常采用伯努利定理等方法。
流速计算则是根据流体的连续性方程，通过计算压力差和截面积得出。
高级水力计算包括阻力计算、冲击力计算和空化计算等。
阻力计算是为了分析流体在管道中流动时受到的阻力和能耗。
冲击力计算是研究流体在管道中高速流动时产生的冲击力和压力波。
空化计算则是分析流体在高速流动过程中产生的气泡和空化现象。
【水力计算的应用领域】水力计算在多个领域具有广泛的应用。
在水利工程中，水力计算可以用于水电站、灌溉系统、河道整治等工程的设计和运行。
给排水工程中，水力计算有助于优化供水、排水和污水处理系统。
在工业管道工程中，水力计算可以提高流体的输送效率和安全性。
在船舶工程中，水力计算为船舶设计和航行提供了重要依据。
【水力计算的发展趋势】随着计算机技术的发展，计算机辅助水力计算逐渐成为主流。
水力学常用计算公式
1、明渠均匀流计算公式： Q=Aν=AC Ri C=n 1R y （一般计算公式）C=n 1R 61（称曼宁公式） 2、渡槽进口尺寸(明渠均匀流)z ：渡槽进口的水位降（进出口水位差）ε：渡槽进口侧向收缩系数，一般ε＝0.8～0.9b ：渡槽的宽度（米）h ：渡槽的过水深度（米）φ：流速系数φ＝0.8～0.953、倒虹吸计算公式： Q=mA z g 2(m 3/秒）4、跌水计算公式：5、流量计算公式：Q=Aν式中Q ——通过某一断面的流量，m 3／s ；ν——通过该断面的流速，m ／hA ——过水断面的面积，m 2。
6、溢洪道计算1）进口不设闸门的正流式开敞溢洪道（1）淹没出流：Q ＝εσMBH 23＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深23（2）实用堰出流：Q=εMBH 23=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深232）进口装有闸门控制的溢洪道（1）开敞式溢洪道。
Q ＝εσMBH 23＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深23（2）孔口自由出流计算公式为 Q=MωH=堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中：ω=be7、放水涵管(洞)出流计算1）、无压管流 Q=μA 02gH=流量系数×放水孔口断面面积×02gH2）、有压管流Q ＝μA 02gH=流量系数×放水孔口断面面积×02gH8、测流堰的流量计算——薄壁堰测流的计算1）三角形薄壁测流堰，其中θ＝90°，即自由出流：Q ＝1.4H 25或Q ＝1.343H 2.47（2-15）淹没出流：Q ＝（1.4H 25）σ（2-16）淹没系数：σ=2)13.0(756.0--Hh n +0.145（2-17） 2）梯形薄壁测流堰，其中θ应满足tanθ=41，以及b ＞3H ，即 自由出流：Q ＝0.42b g 2H 23＝1.86bH 23（2-18）淹没出流：Q ＝（1.86bH 23）σ（2-19）淹没系数：σ=2(23.1）Hh n --0.127（2-20) 9、水力发电出力计算N=9.81HQη式中N ——发电机出力，kW ；H ——发电毛水头，m ，为水库上游水位与发电尾水位之差，即H=Z 上-Z 下； Q ——发电流量，m 3／s ；η——发电的综合效率系数（包括发电输水管的水头损失因素和发电机组效率系数），小型水库发电一般为0.6—0.7。
水力计算的基本步骤
水力计算的基本步骤水力计算是指根据液体流动的一些特定条件来计算与液体流动有关的参数，以便评估流体力学和工程流体力学问题的解决方案。
水力计算可以用于研究水流的流量、压降、速度和能量损失等方面。
以下是水力计算的基本步骤：1.确定计算的目标和需要的数据：首先要明确计算的目标是什么，比如计算水力管道的流量、压降或速度。
然后确定需要的数据，如管道的长度、截面形状和管道壁的摩擦系数等。
2.确定流动类型：根据液体流动的速度和管道的直径，确定流动的类型。
水力计算中常见的流动类型有层流和紊流。
层流是指流经管道的液体粘度较大，速度较低，流线整齐，层流分析较为简单。
紊流是指速度较高，流线交错混乱，紊流分析较为复杂。
3.根据流动类型选择相应的公式和计算方法：根据流动类型的不同，选择不同的公式和计算方法进行水力计算。
比如，在层流的情况下，可以使用普威辛公式或切伦科夫公式计算流体的流量。
在紊流的情况下，可以使用达西公式或哈芬公式计算管道的流量。
4.进行管道截面和管道壁的阻力计算：根据管道的截面形状和管道壁的摩擦系数，计算管道截面以及管道壁对流体流动的阻力。
管道截面的阻力通常通过雷诺数来表示，雷诺数可以用来描述流体力学行为的转变，从层流到紊流。
5.计算和分析流量、压降和速度等参数：通过对管道的截面和管道壁的阻力进行计算，可以得到液体流动的流量、压降和速度等参数。
这些参数可以用来评估管道系统的性能，并根据需要进行调整和优化。
6.进行能量损失分析：在流体流动过程中，会伴随着能量的损失，主要有摩擦损失和局部阻力损失。
通过对能量损失的分析，可以评估管道系统的能效，并采取相应的措施减少能量损失。
7.进行结果验证和优化：进行水力计算后，需要对计算结果进行验证。
可以通过实际测试或与理论计算结果的对比来验证计算结果的准确性。
如果计算结果与实际结果存在差异，可以对计算模型进行调整和优化，以使结果更加准确和可靠。
总结起来，水力计算的基本步骤包括确定计算目标和需求数据、确定流动类型、选择相应的公式和计算方法、进行管道截面和管道壁的阻力计算、计算和分析流量、压降和速度等参数、进行能量损失分析以及进行结果验证和优化。
水力计算公式选用
水力计算公式选用水力计算是指利用水的流动性质进行流量、压力和速度等相关参数的计算。
在水力学中，常用的水力计算公式主要有流量计算公式、速度计算公式和压力计算公式。
下面将介绍几种常用的水力计算公式。
一、流量计算公式：1.泊松公式：流量计算公式是通过测定流速和截面积的方式来计算流量。
泊松公式是最常用的流量计算公式之一，其公式为：Q=A×v其中，Q为流量，A为流体通过的截面积，v为流速。
2.管道流量公式：当涉及到管道流量计算时，可以使用伯努利公式来计算流量，伯努利公式为：Q=π×r²×v其中，Q为流量，r为管道的半径，v为流速。
3.梯形槽流量公式：当涉及到梯形槽流量计算时，可以使用曼宁公式来计算流量，曼宁公式为：Q=(1.49/A)×R^(2/3)×S^(1/2)其中，Q为流量，A为梯形槽的横截面积，R为梯形槽湿周和横截面积之比，S为梯形槽的比降，1.49为曼宁系数。
二、速度计算公式：1.波速计算公式：在涉及到波浪速度计算时，可以使用波速公式进行计算，波速公式的一般形式为：c=λ×f其中，c为波速，λ为波长，f为频率。
2.重力加速度和液体高度差计算公式：当涉及到重力加速度和液体高度差计算时，可以使用水头计算公式，水头计算公式的一般形式为：H=v²/2g+z其中，H为水头，v为速度，g为重力加速度，z为液体的高度。
三、压力计算公式：1.应力计算公式：当涉及到液体对物体的压力计算时，可以使用应力计算公式，应力计算公式的一般形式为：P=F/A其中，P为压力，F为受力大小，A为受力的面积。
2.流体静压力计算公式：当涉及到流体的静压力计算时，可以使用静压力计算公式，静压力计算公式的一般形式为：P=ρ×g×h其中，P为压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为液体的高度。
以上是一些常用的水力计算公式，可以根据不同的情况和具体要求选择合适的公式进行计算。
水力计算步骤
水力计算步骤水力计算步骤：选择最不利环路；对管线进行编号，凡管径变化或流量变化处均编号；由工程给出的额定流量乘以同时工作系数得到各管段计算流量；由系统图得出管段长度；用假定流速发计算各管段管径；Q =A . v =πd 24v （1）式中Q —天然气管道计算流量（Nm 3/h）d —管道内径，mmv —管段中燃气流速，m/s算出各管段的局部阻力系数，并求出当量长度；A 、局部阻力的计算：燃气管网的局部阻力按燃气管道沿程阻力的5%～10%进行计取，对于许多管道误差较大。
通过对不同类型管道的局部阻力进行计算分析，得出不同类型的管道局部阻力取值范围，可缩小燃气管网局部阻力计算误差，使水力计算结果更加符合实际。
根据国标和相关规定查找管道附件的局部阻力系数ζ，并计算局部阻力之和∑ζ。
B 、各种管道附件折算成相同管径管段的当量长度可按下式确定：（或查图）l e v 2v 2p =∑ζρ=λ. ρ （2） 2d 2l e =∑ζdλ （3）式中△p--局部阻力，Pa∑ζ--计算管段中局部阻力系数之和v--管段中燃气流速，m/sρ--燃气的密度，kg/m3λ--管道的沿程阻力系数l e --当量长度，md--管道内径，mmC 、管段的计算长度可由下式求得：L =l +l e =l +∑ζdλ （4）式中L--管段的计算长度，ml--管段的实际长度，m低压燃气管道比摩阻损失计算公式：（或查表）∆P Q 2T 7=6.26*10λ5ρ (5) L d T 0∆P =L . ∆P (6) L式中ΔP—天然气管道摩擦阻力损失（Pa ）L —天然气管道计算长度（m ）λ—天然气管道摩擦阻力系数Q —天然气管道计算流量（Nm 3/h）d —管道内径（㎜）ρ—天然气密度（Kg/m3）T —设计采用天然气温度（K ）T 0—273.15（K ）计算各管段附加压头，并标正负号；∆H. g .(ρa -ρg ) 式中ΔH--管段终始端标高差(m)g —9.81N/Kgρa --1.293 Kg/Nm3ρg --0.7174Kg/Nm3求各管段实际压力损失；P =∆P +∆H. g .(ρa -ρg )求室内燃气光的总压力降；校核(7) (8)。
(完整版)水力计算
室内热水供暖系统的水力计算本章重点? 热水供热系统水力计算基本原理。
? 重力循环热水供热系统水力计算基本原理。
? 机械循环热水供热系统水力计算基本原理。
本章难点? 水力计算方法。
? 最不利循环。
第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件 ( 如阀门、弯头、三通、散热器等 ) 时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。
前者称为沿程损失，后者称为局部损失。
因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示：Δ P ＝Δ P y + Δ P i ＝R l + Δ P i Pa 〔 4 — 1 〕式中Δ P ——计算管段的压力损失， Pa ；Δ P y ——计算管段的沿程损失， Pa ；Δ P i ——计算管段的局部损失， Pa ；R ——每米管长的沿程损失， Pa ／ m ；l ——管段长度， m 。
在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。
任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。
每米管长的沿程损失 ( 比摩阻 ) ，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算Pa/m （ 4 — 2 ）式中一一管段的摩擦阻力系数；d ——管子内径， m ；——热媒在管道内的流速， m ／ s ；一热媒的密度， kg ／ m 3 。
在热水供暖系统中推荐使用的一些计算摩擦阻力系数值的公式如下：( — ) 层流流动当 Re ＜ 2320 时，可按下式计算；（ 4 — 4 ）在热水供暖系统中很少遇到层流状态，仅在自然循环热水供暖系统的个别水流量极小、管径很小的管段内，才会遇到层流的流动状态。
( 二 ) 紊流流动当 Re ＜ 2320 时，流动呈紊流状态。
在整个紊流区中，还可以分为三个区域：? 水力光滑管区摩擦阻力系数值可用布拉修斯公式计算，即（ 4 — 5 ）当雷诺数在 4000 一 100000 范围内，布拉修斯公式能给出相当准确的数值。
水利工程中的水力计算方法
水利工程中的水力计算方法水力计算是水利工程设计与建设中非常重要的环节之一。
水力计算方法的准确性和合理性对于工程的安全和效益具有直接的影响。
本文将介绍水利工程中常用的水力计算方法，包括流量计算、水头计算和水力特性计算。
一、流量计算流量是水力计算的基本参数，常用的流量计算方法有以下几种。
1. 雨量-径流关系法雨量-径流关系法是通过分析雨量和径流之间的关系，来估计流量的一种方法。
通过历史雨量与径流数据的统计分析，可以建立不同降雨强度和流量之间的经验关系，从而预测未来的流量。
2. 集水面积法集水面积法是通过测量水流汇合的面积，来计算流量的方法。
流域面积的大小和形状对流量有很大的影响，通过测量流域面积并结合流域特征参数，可以计算出流域的平均流量。
3. 水位-流量关系法水位-流量关系法是通过观测水位和流量之间的关系，来计算流量的方法。
通过在水利工程中设置水位计和流量计，可以实时监测水位和流量，并建立水位-流量曲线，从而可以根据水位来推算流量。
二、水头计算水头是水利工程中常用的参数，常用的水头计算方法有以下几种。
1. 均匀流速公式均匀流速公式是计算水头损失的常用方法之一。
根据流体力学原理，通过流速、管径和摩阻系数可以计算出单位长度上的水头损失。
2. 白肋公式白肋公式是计算水头损失的另一种常用方法。
该方法是根据流体在曲线管道中的流动特点，通过曲率半径和流速来计算水头损失。
3. 安培公式安培公式是计算水头转换效率的一种方法。
该方法通过计算水轮机的出力和输入水头之间的比值，来评估水轮机的性能。
三、水力特性计算水力特性是指水流在水利工程中的特殊性质，常用的水力特性计算方法有以下几种。
1. 流量流速关系法流量流速关系法是通过观测流量和流速之间的关系，来计算水流的特性。
通过不同位置的流速测量，可以揭示出水流的速度分布和变化规律，从而分析水流的特性。
2. 水马力计算法水马力计算法是计算水轮机水力特性的一种方法。
通过测量水轮机的进口流量、进口水头和出口水头，可以计算出水轮机的水马力，从而评估水轮机的性能。
水力计算基本公式
D
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C
供热工程
三、闭式双管水压图图形
1、各用户水压不应超过允许值
P +Z Hp= ρ g
Hp一定，Z较小时，P较大； 故着眼于各用户的各低点的承压
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供热工程
2、当水温 > 100 ℃ ,热网的水不应汽化 Hp一定，Z较大时，P较小，易汽化； 故着眼于各用户的各高点的承压 3、回水管水压线应超过建筑物充水高度， 故着眼于各用户的各高压点的承压
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§ 9-6 中继加压泵站
适用场合 1、大型热水网
供热工程
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供热工程
2、热网扩建
热网扩建水压图
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供热工程
3、地形高差悬殊场合
地形高差悬殊，热源在高处时， 设置中继加压泵站的示意图
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供热工程
第九章 热水网路的水力计算和水压图
1、设计计算 2、校核计算
水力计算 水压图 热水网路定压方式 热水网路与热用户连接方式
供热工程
已知G、ΔP，求d
§ 9-1 水力计算基本公式
当量长度法
ΔP ＝ R（l＋ld）
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供热工程
§ 9-2 热水网路水力计算方法和步骤
1、确定热水网路中各个管段的计算流量 2、确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻
地形高差悬殊，热源在低处时， 设置中继加压泵站的示意图
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供热工程
§ 9-4 热水网路的水压图
一、作用
《水力计算手册》
《水力计算手册》摘要：一、引言二、水力计算的基本概念与原理1.水力资源的定义与分类2.水力计算的目的与意义3.水力计算的基本原理三、水力计算的方法与步骤1.数据的收集与处理2.水力资源的评估与分析3.水电站的规划与设计4.经济与社会影响分析四、水力计算的应用领域1.水力发电2.水资源的合理利用与保护3.水环境的改善与治理五、我国水力计算的现状与发展趋势1.我国水力资源的概况2.我国水力计算的成就与挑战3.水力计算的未来发展趋势六、结论正文：一、引言水力计算在水利工程建设和水资源管理中具有重要的地位和作用。
随着我国经济的快速发展和水资源的日益紧缺，水力计算在保障国家水安全、促进可持续发展方面面临着更为严峻的挑战。
本文旨在简要介绍水力计算的基本概念、方法和应用，并探讨我国水力计算的现状与发展趋势。
二、水力计算的基本概念与原理1.水力资源的定义与分类水力资源是指水体中因重力产生的能量，具有可再生、清洁和无污染等特点。
根据水力资源的形成条件和水电站的类型，可将其分为潮汐能、海浪能、海洋温差能、水力能等。
2.水力计算的目的与意义水力计算的目的是为了评估水力资源的开发潜力，为水电站的规划、设计、建设和运行提供科学依据。
水力计算对于促进可再生能源的开发利用，保障国家能源安全，保护生态环境具有重要意义。
3.水力计算的基本原理水力计算的基本原理包括水力学原理、水文学原理和电气工程原理。
通过分析流域水文特征、水力特性、地形地貌等条件，评估水力资源的开发潜力，为水电站的规划与设计提供依据。
三、水力计算的方法与步骤1.数据的收集与处理数据的收集和处理是水力计算的基础工作。
主要包括地形地貌数据、水文气象数据、地质地貌数据等。
数据处理的方法有插补、拟合、滤波等。
2.水力资源的评估与分析通过数据处理，分析流域的水文特征、水力特性等，评价水力资源的开发潜力。
常用的方法有马斯京干法、威尔逊法等。
3.水电站的规划与设计根据水力资源的评估结果，进行水电站的规划与设计。
水力计算公式选用
水力计算公式选用水力计算是指通过水力学原理和公式来计算液体在管道、河道等流动过程中的各种参数和特性。
水力计算公式是水力学研究的基础，能够用来预测流体的流速、压力、流量等参数，对水利工程的设计和运行具有重要意义。
下面介绍几种常用的水力计算公式及其选用情况。
1.流量计算公式流量是指单位时间通过其中一截面的液体体积，常用的流量计算公式有：流量计算公式为：Q=A×v，其中Q为流量，A为流动截面的横截面积，v为流速。
该公式适用于对流量有明确要求的场合，如管道流量、水库泄洪流量等。
2.流速计算公式流速是指单位时间内通过其中一截面的液体速度，常用的流速计算公式有：流速计算公式为：v=Q/A，其中v为流速，Q为流量，A为流动截面的横截面积。
该公式适用于需要计算流速的情况，如河流流速、管道流速等。
3.压力计算公式压力是指液体对单位面积所产生的压力，常用的压力计算公式有：压力计算公式为：P=γh，其中P为压力，γ为液体的密度，h为液体的压力高度。
该公式适用于计算液体的静态压力，如水塔的压力、泵站的压力等。
4.速度计算公式速度是指液体在流动过程中的速度，常用的速度计算公式有：速度计算公式为：v=√(2gh)，其中v为速度，g为重力加速度，h为液体的压力高度。
该公式适用于计算液体的速度，如水流速度、潜流速度等。
5.阻力计算公式阻力是指液体在流动过程中由于各种因素的作用而产生的阻碍力，常用的阻力计算公式有：阻力计算公式为：f=KLRV^2/2g，其中f为阻力，K 为阻力系数，L为流动的长度，R为流动的半径，V为流体的速度，g为重力加速度。
该公式适用于计算流动中的阻力，如管道流动阻力、水泵阻力等。
在选用水力计算公式时，需要根据具体情况进行考虑。
首先要了解需要计算的参数，并根据参数的性质选择相应的计算公式。
其次要考虑计算公式的适用范围和精度，以及参数的测量方法和所需数据的可获取性。
最后还要结合实际应用需求，选择合适的计算公式进行计算和分析。
水力计算文档
水力计算概述水力计算是一种重要的工程计算方法，用于分析和预测水流的行为。
在各种水利工程中，如河道、水坝、管道、泵站等设计过程中都需要进行水力计算，以确保工程的安全和有效运行。
水流基础知识在进行水力计算之前，了解以下几个基础概念是必要的：•流量（Q）：水流过单位时间的体积。
一般以立方米/秒（m³/s）作为单位。
•流速（v）：单位时间内流经的断面的体积与截面积之比。
单位为米/秒（m/s）。
•水头（H）：流体在某一点的总能量。
水头通常由液位高度（z）、动能（v²/2g）和压力能（P/ρg）组成，其中P为压力，ρ为水的密度，g为重力加速度。
水力计算方法在进行水力计算时，常用的方法包括：流量计算流量计算是水力计算中最基础的部分，通常采用以下公式计算：Q = A * v其中，Q为流量，A为断面面积，v为流速。
通过测量流速和断面面积，可以计算出流量。
水压计算在水力计算中，对于某一点的压力，可以使用以下公式计算：P = ρ * g * z其中，P为压力，ρ为水的密度，g为重力加速度，z为液位高度。
通过测量液位高度和知道水的密度，可以计算出压力。
水头是水力计算中非常重要的概念，可以通过以下公式计算：H = P/ρg + z + v²/2g其中，H为水头，P为压力，ρ为水的密度，g为重力加速度，z为液位高度，v为流速。
通过测量压力、液位高度和流速，可以计算出水头。
水力计算在水利工程中的应用水力计算在水利工程中有着广泛的应用，具体包括但不限于以下几个方面：河道设计在河道设计中，水力计算用于确定河道的流量和水头分布。
通过计算河道的水力特性，可以调整河道的断面形状和尺寸，以便更好地满足设计要求。
水坝的设计需要考虑水流对坝体的冲击力和稳定性。
水力计算可以用于评估坝体的稳定性，并确定合理的坝型和坝体尺寸。
管道设计在管道设计中，水力计算用于确定管道的流量和压力损失。
通过计算管道的水力特性，可以选择适当的管径和斜率，以确保管道系统的有效运行。
第10讲水力计算
第10讲水力计算水力计算是液体在流动过程中受到的力学作用的计算。
在水力学中，液体流动的基本特性通过流体动力学方程进行描述，其中包括连续性方程和动量方程。
水力计算可以应用于各种领域，如水利工程、环境工程、能源工程等，对于优化设计和安全运行具有重要意义。
首先，水力计算中的基本概念是管道流量。
流量是单位时间内通过管道截面的流体质量或体积。
流量的计算可以通过多种方法进行，其中最常见的是使用连续性方程。
连续性方程可以描述液体在管道中的流动性质，它基于流体质量守恒定律。
连续性方程可以表示为：A1V1=A2V2在这个方程中，A1和A2是管道截面的面积，V1和V2是管道中的流速。
根据这个方程，可以计算出在不同截面处的流速和流量。
另一个关键的概念是雷诺数。
雷诺数可以用来判断流动的稳定性和流态的类型。
它由液体的密度、流速和管道直径决定。
雷诺数的计算公式如下：Re=ρVD/μ在这个公式中，ρ是液体的密度，V是流速，D是管道直径，μ是液体的动力粘度。
根据雷诺数的大小可以判断流动的类型，当雷诺数小于2100时，流动为层流；当雷诺数大于4000时，流动为紊流。
在水力计算中，还有一些重要的参数需要考虑，如流体的黏度、摩擦力、压力损失等。
这些参数可以用来计算管道中的压力分布和阻力损失。
通过计算这些参数，可以评估管道系统的性能和效率，并进行系统优化设计。
此外，水力计算还涉及到水力特性曲线。
水力特性曲线描述了流体在管道中的流动性质和压力变化。
通过绘制水力特性曲线，可以评估管道系统的性能和选择合适的泵或水轮机等设备。
总之，水力计算是液体在流动过程中受到的力学作用的计算。
它涉及到连续性方程、雷诺数、黏度、摩擦力、压力损失等参数的计算。
水利工程、环境工程、能源工程等领域都离不开水力计算的应用，通过水力计算可以优化设计和确保系统的安全运行。
水力计算的三种方法
水力计算的三种方法
介绍
水力计算是流体力学和水力学的一个重要组成部分，主要用于研究和设计水力系统的性能。
水力计算有三种方法：物理模型测试、计算流体力学（CFD）和水力模型分析（HMA）。
物理模型测试
物理模型测试是建立水力系统的模型，通过物理模拟试验，以模拟真实水力系统的性能，以及研究其变化趋势，从而进行水力计算的一种方法。
物理模型测试一般采用小比例模型，即模型尺寸要比真实水力系统小，一般在1/100—1/1000左右，实验条件也与真实水力系统相同，可以模拟真实水力系统的性能，直接观察记录，可以得到水力计算的结果。
计算流体力学(CFD)
计算流体力学（CFD）是一种基于数值模拟的方法，用于研究空气或液体流体的流动特性和性能。
CFD可以用来分析水力系统的流动状态，模拟水力系统的流动特性和运行性能，甚至可以计算出水力系统的水头曲线、水力发电性能、水力转换效率和发电机的机械效率等。
水力模型分析（HMA）
水力模型分析（HMA）是根据水力分析和水力计算的基本原理，采用一种经济有效的分析方式，通过结合物理模型测试和计算流体力学的方法，以模拟真实水力系统的性能和运行性能，以及研究其变化
趋势，来获得水力计算的结果。
HMA可以有效地提高水力计算的准确性，并减少物理模型测试的实验时间和费用。
第一课水力计算及实例讲解
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民用户一般直接套用水力计算图表即可，小于2000 户的负荷多采用燃具同时工作系数法来确定计算流量， 大于2000户的多采用高峰系数法来确定计算流量。
管道允许阻力降△Pd＝0.75Pn＋150 Pn－低压灶具的额定用气压力（Pa），要根据不同气种、
不同灶具来确定。
天然气灶具一般为2000Pa，故△Pd＝1650Pa，旧燃规里 根据经验把1650划分成庭院＋户内各分别占多少帕， 新规范里没有明确提出，只是要求分配时要根据情况， 经技术经济比较后确定。
对于高层民用户采用二次调压供气时，应根据低低压调 压器的进口压力范围来确定一二级调压间管道的允许阻 力降。
高差大时，水力计算中应考虑附加压力的影响。
1、设备负荷计算。
要根据燃气压力、温度、热值换算工况流量。需要注意 的是标准状态的定义。商业贸易中所说的标准状态一般 是“20℃、1标准大气压”，而 “0℃、1标准大气压” 的标准状态的概念是用在实验室里的，这就需要在引用 基础参数时查看当地供气公司提供的燃气参数的标注状 态。同时我们计算用的热值应是燃气低热值，而非高热 值，两者的区别就是：高热值多了燃烧产物冷凝成液态 所放出的热量，目前这部分热量在日常生活中是不能利 用的，所以在负荷计算中不能套用高热值。
Re 2100 65 Re 105
p l
1.9106 (1
11.8Q 7104 dv 23Q 105 dv )
Q2 d5
T T0
3、湍流状态（Re＞3500） ⑴ 钢管（PE管计算公式同钢管）：
λ 0.11( K 68 )0.25 d Re
p l
水力公式
长距离输水管道水力计算公式的选用Q E Ic 1.852 .4.87— C h d式中h f ------------------ 沿程损失，m入 ---- 沿程阻力系数I ---- 管段长度，m d ——管道计算内径，m g —重力加速度，m/s 2 C----谢才系数 i —水力坡降；R -------- 水力半径， m Q -------- 管道流量m/s 2 v —流速^ m/sC n ----海澄一一威廉系数其中大西公式，谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。
海澄-威廉公式影响参 数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。
三种水力计算公式中 与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。
2. 规范中水力计算公式的规定3. 查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力计算公式也有所差异，见表1 :表1各规范推荐采用的水力计算公式1.常用的水力计算公式：供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算, 算公式有：(DARCY )公式：l v 2 目前工程设计中普遍采用的管道水力计达西 h f谢才d 2g(chezy )公式:(1)v C J R海澄—威廉(HAZEN-WILIAMS )公式:h f 10-674. 公式的适用范围：3. 1达西公式达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。
公式中沿程阻力系数入值的确定是水头损失计算的关键，一般采用经验公式计算得出。
舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（C.F.COLEBROOK公式均是针对工业管道条件计算入值的著名经验公式。
舍维列夫公式的导出条件是水温10C，运动粘度1.3*10-6m/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用教广.1 2 51柯列勃洛可公式丁2 9（- 吕（△为当量粗糙度，Re为雷诺数）是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区入值计算公式，该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合，适用范围为4OOOvRev10.大量的试验结果表明柯列勃洛克公式与实际商用圆管的阻力试验结果吻合良好，不仅包含了光滑管区和完全粗糙管区，而且覆盖了整个过渡粗糙区，该公式在国外得到及为广泛的应用.布拉修斯公式是1912年布拉修斯总结光滑管的试验资料提出的,适用Re条件为4000vRev10, —般用于紊流光滑管区的计算.3.2谢才公式该式于1775年由CHEZY提出，实际是达西公式的一个变形，式中谢才系数C一般1 1由经验公式C -R e y计算得出,其中y丄时称为曼宁公式,y值采用n 6y 2訪0.13 0.75阿你0.1）（n为粗糙系数）公式计算时称为巴浦洛夫斯基,这两个公式应用范围均较广.就谢才公式本身而言，它适用于有压或无压均匀流动的各阻力区，但由于计算谢才系数C的经验公式只包括反映管壁粗糙状况的粗糙系数n和水力半径R,而没有包括流速及运动年度，也就是与雷诺数Re无关，因此该式一般仅适用于粗糙区.曼宁公式的适用条件为nv0.02,Rv0.5m;巴浦洛夫斯基公式的适用条件为0.1m w R< 3m;0.011 < n W 0.04. 3.3海澄-威廉公式是在直径W 3.66m工业管道的大量测试数据基础上建立的著名经验公式，适用于常温的清水输送管道，式中海澄-威廉系数Ch与不同管材的管壁表面粗糙程度有关.因为该式参数取值简单，易用,也是得到广泛应用的公式之一.此公式适用范围为光滑区至部分粗糙度区，对应雷诺数Re范围介于104-2*10 6.通过对各相关规范所推荐计算公式的比较，除混凝土管仍然推荐采用谢才公式外,其它管材大多推荐采用达西公式.在新版《室外给水设计规范》中取消舍维列夫公式的相关条文，笼统米用达西公式,但未明确要求计算入值采用的经验公式.由于舍维列夫公式是建立在对旧钢管及旧铸铁管研究的基础上，然而现在一般采用的钢或铸铁材质管道，内壁通常需进行防腐内衬，经过涂装的管道内壁表面均比旧钢管，旧铸铁管内壁光滑得多，也就是△值小得多，采用舍维列夫公式显然也就会产生较大得计算误差，该公式得适用范围相应较窄.经过内衬得金属管道采用柯列勃洛克公式或谢才公式计算更为合理.PVC-U,PE等塑料管道,或者内衬塑料得金属管道,因为其内壁△值很低,一般处于0.0015-0.015,管道流态大多位于紊流光滑区,采用适用光滑区得布拉修斯公式以及柯列勃洛克公式一般均能够得到与实际接近得计算结果.因此，《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得且与《室外给水设计规范》并不矛盾.海澄-威廉公式可以适用于各种不同材质管道得水力计算，其中海澄-威廉系数Ch得取值应根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道，其海澄-威廉系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据，合理取用.因此，无论采用达西公式，谢才公式或者海澄-威廉公式计算，不同管材得差异均表现在管内壁表面当量粗糙程度得不同上，各公式中与粗糙度相关系数得取值是影响计算结果得重要因素.值得一提得是，同种材质管道由于采用不同得加工工艺,其内表面得粗糙度也可能有所差异，这一因素在设计过程种也应重视（常用管材得粗糙度系数参考值见表2）表2常见管材粗糙度相关系数参考值5.\ /pl根据雷诺数计算公式Re ——，雷诺数与流速V,管径d成正比,与运动粘度成反比，因此对应v管道得不同设计条件应对所使用计算公式得适用范围进行复核.保证计算得准确性.大多说供水工程得设计按照水温10C，运动粘度1.3*10-5 m2/s得条件考虑,因此雷诺数实际受流速及管道口径得影响.以塑料管道为例，在正常设计流速范围条件下，管道内径大于100mm 时，虽然管道仍然处于紊流光滑区，但其雷诺数Re>105，也就是说已经超出了布拉修斯公式得适用范围，而且误差大小与雷诺数成正比.对P—C-U 管，采用布拉修斯公式与柯列勃洛克公式对比计算，当管内径为500mm，流速1.5 m/s时，采用布拉修斯公式得出得水力坡降比柯列波列克得结果低11%以上.采用《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》推荐得修正公式与柯式对比计算，修正公式计算结果，小口径管偏安全，中等口径与柯式符合较好，大口径管得负误差达5%以上.因此笔者认为，大口径塑料管或采用塑料内衬管不宜采用布拉修斯公式计算，而更宜于采用如柯列波洛克公式等适用条件更宽得其它经验公式，或应通过试验等对其进行修正.与上述情况类似，采用谢才公式计算时，如果管道内径大于2m时则不采用曼宁公式计算谢才系数.如果采用巴甫洛夫斯基公式，其适用管径可以达到12m，对一般输水工程管道已完全足够了.海澄-威廉公式的数据基础是WILLIAMS和HAZEN在大量工业管道现场或试验测量或得的.该公式因为简单易用，被广泛运用在管网水力计算中，国内外不少管道水力计算软件均采用该公式编制.由此可见,对于口径大于2m得管道应尽量避免采用海澄-威廉公式计算以策安全.6. 值得提出得是，上述所有水力计算公式中采用得管径均为计算内径，各种管道均应采用管道净内空直径计算，对于采用水泥砂浆内衬得金属管道应考虑内衬层厚度得影响.大口径管道计算应尽量避免采用海澄-威廉公式，建议采用柯列勃洛克公式计算大量试验结果证明该公式计算结果与实际工业管道符合性好，水力条件适用范围广，虽然运用该式需要进行多次迭代计算才能得到入值，较为麻烦，不过运用计算机简单编程既能方便地得到较为准确地结果，手工计算时也可以通过查表或者查询蓦迪图辅助计算.。
水力计算基本公式
水力计算基本公式水力计算是涉及水流和流体力学的计算过程。
其基本公式包括渠道流量公式、摩擦阻力公式和水力损失公式等。
下面将详细介绍这些基本公式及其应用。
1.渠道流量公式渠道流量公式是用来计算水流通过给定横截面的流量的公式。
根据不同的渠道形状和流量条件，可以使用相应的公式。
以下是几种常见的渠道流量公式：1.1矩形渠道流量公式：Q=b*h*v式中，Q为流量，b为矩形渠道的宽度，h为水深，v为流速。
1.2圆形渠道流量公式：Q=π*r^2*v式中，Q为流量，r为圆形渠道的半径，v为流速。
1.3梯形渠道流量公式：Q=(a+b)*h*v/2式中，Q为流量，a和b为梯形渠道上下底的长度，h为水深，v为流速。
2.摩擦阻力公式摩擦阻力公式用于计算水流通过渠道时所受到的阻力。
常用的摩擦阻力公式有曼宁公式和切比雪夫公式。
2.1曼宁公式：h=(1/n)*(Q/A)^2*l/(2*g)式中，h为渠道水深（摩擦阻力损失），n为曼宁摩擦系数，Q为流量，A为横截面面积，l为渠道长度，g为重力加速度。
2.2切比雪夫公式：h=α*(Q^2/A^2)*l/(2*g)式中，h为渠道水深（摩擦阻力损失），α为切比雪夫系数，Q为流量，A为横截面面积，l为渠道长度，g为重力加速度。
3.水力损失公式水力损失公式用于计算水流通过管道或渠道时所产生的能量损失。
常见的水力损失公式有弗朗西斯公式和达西-魏本巴赫公式。
3.1弗朗西斯公式：h=(f*l*v^2)/(2*g*d)式中，h为水力损失，f为摩擦阻力系数，l为管道或渠道长度，v为流速，g为重力加速度，d为管道或渠道的直径或水深。
3.2达西-魏本巴赫公式：h=(f*l*v^2)/(2*g*d)式中，h为水力损失，f为达西-魏本巴赫摩擦系数，l为管道或渠道长度，v为流速，g为重力加速度，d为管道或渠道的直径或水深。
这些基本公式在水力学相关领域中都有广泛的应用，通过对水流的流速、渠道形状和摩擦阻力等因素的计算，可以帮助工程师设计和优化水利工程。
《水力计算手册》
《水力计算手册》摘要：一、引言二、水力计算的基本概念1.水头2.流量3.压强4.阻力三、水力学基本公式1.柏努利定理2.连续性方程3.能量守恒定律四、水力计算的应用1.水电站设计2.水力学工程3.灌溉系统设计4.城市给排水系统设计五、水力计算的工具与方法1.手工计算2.电子计算器3.计算机软件六、水力计算的展望正文：《水力计算手册》是一部关于水力计算的专业著作，旨在为工程师、设计师和技术人员提供水力计算方面的基本理论和实践应用。
本书详细介绍了水力计算的基本概念、公式、应用和工具，旨在帮助读者掌握水力计算的方法和技巧。
首先，本书介绍了水力计算的基本概念。
水力计算涉及的水头、流量、压强和阻力等概念，对于理解水力学原理至关重要。
这些概念有助于读者更好地理解水力计算的原理和过程。
其次，本书详细阐述了水力学基本公式。
柏努利定理、连续性方程和能量守恒定律是水力学的基本公式，对于解决实际问题具有重要意义。
通过对这些公式的推导和解析，读者可以更好地理解水力计算的原理和方法。
接着，本书介绍了水力计算在实际应用中的重要性。
水力计算在水电站设计、水力学工程、灌溉系统设计和城市给排水系统设计等方面具有广泛应用。
通过对这些应用案例的分析，读者可以更好地理解水力计算在实际工程中的重要性和价值。
此外，本书还介绍了水力计算的工具与方法。
从手工计算到电子计算器，再到计算机软件，水力计算工具的发展为工程师和设计师提供了更加便捷的计算途径。
掌握这些工具和方法，有助于提高水力计算的效率和准确性。
最后，本书展望了水力计算的未来发展趋势。
随着科学技术的不断进步，水力计算在理论研究和实际应用方面都将取得更大的突破。
了解这些发展趋势，有助于读者更好地适应水力计算领域的发展变化。
总之，《水力计算手册》是一部内容丰富、实用性强的专业著作，为从事水力计算的工程师、设计师和技术人员提供了宝贵的参考资料。
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—河床面上允许不冲流速，沟体土质为粉质粘土查表,取0.75m/s；
n —与护坡在平面上的形状有关，土明渠一般取n=0.025;
2.03m
2．局部冲刷深度 计算
水流斜冲岸坡产生的冲刷深度 按下式计算:
见《堤防工程设计规范》D.2.2—2
式中: —从河底算起的局部冲深(m),从河底算起；
水深2米，沟宽6米，流速2米/秒，沟体土质为粉质粘土（亚粘土）。
根据《堤防工程设计规范GB50286-98》顺坝及平顺护岸冲刷深度计算应符合下列规定：
1.一般冲刷深度计算
水流平行于岸坡Biblioteka 生的冲刷深度 按下式计算:，
见《堤防工程设计规范》D.2.2—1式中:
— 一般冲刷深度(m)，从水面算起；
—冲刷处的水深(m),以近似设计水位最大深度代替，取2m；
—水流流向与岸坡交角，取 ；
—防护建筑物迎水面边坡系数，m =1.5；
—坡脚处土壤计算粒径，对于粘性土按密实程度取为0.08m；
—有浅滩的河床水流的局部冲刷流速(m/s),(近似按平均流速2m/s的1.3倍算)；
局部冲刷深度计算如下：
=