水力计算
支管水力计算
支管水力计算水力计算是水利工程中非常重要的一部分，它涉及到管道、泵站、水轮机等工程构筑物的设计与运行。
正确进行水力计算可以确保工程的安全稳定运行，因此水力计算是水利工程中一项非常重要的技术。
本文将全面介绍水力计算的内容，包括管道水力计算、泵站水力计算和水轮机水力计算。
一、管道水力计算1.流量计算：根据管道的材质、孔径和坡度等参数，使用雷诺数和曼宁公式等计算方法，确定管道的流量。
2.压力损失计算：根据管道的材质和长度、流量和流速等参数，使用达西公式等计算方法，确定管道的压力损失。
3.防冲击计算：在水力计算中，还需要考虑管道内部的防冲击设计。
因为当管道中的流速发生突变时，会产生压力冲击。
通过伯努利方程和马朝尔方程等计算方法，来设计管道内部的防冲击设施。
二、泵站水力计算1.扬程计算：泵站的扬程是指泵站出水口与进水口之间的水位差。
通过测量进水口和出水口的水位，使用流量守恒公式，结合泵的性能曲线，计算得出泵站的扬程。
2.泵功率计算：泵站的功率是指在不同流量和扬程条件下泵的输出功率。
根据泵的性能曲线和流量扬程计算公式，在给定的流量和扬程条件下，计算得出泵站的功率。
3.变频器调速计算：变频器能够通过调整泵的转速，调整出水量，使之与水的需求相匹配。
通过对泵站的运行情况进行分析，结合流量扬程计算公式，计算出变频器的转速。
三、水轮机水力计算1.入水流速计算：水轮机的入水流速是指水流进入水轮机之前的流速。
根据水轮机型号和水量，使用水力计算方法，计算出水流的流速。
2.转动力矩计算：水轮机的转动力矩是指水轮机在给定的水量和入水流速条件下，转动的力矩。
通过计算水轮机的进水和出水之间的压力差和叶轮半径等参数，利用液力动量守恒定律和转动动力学方程，计算出水轮机的转动力矩。
3.输出功率计算：水轮机的输出功率是指在给定的水量和入水流速条件下，水轮机产生的功率。
通过计算水轮机的转动力矩和转速，使用功率计算公式，计算出水轮机的输出功率。
《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。
给排水水力计算
引言：给排水工程是建筑物的重要组成部分，对于建筑物的正常运行和生命安全具有重要意义。
在给排水设计中，水力计算是一项必不可少的工作。
水力计算可以帮助工程师确定给排水系统的水流速度、压力和管道尺寸，以保证系统的正常运行。
本文将详细介绍给排水水力计算的相关内容，包括流量计算、管道压力计算、管道尺寸确定等。
概述：给排水水力计算是指根据给定的参数和条件，利用水力学原理和公式，计算给排水系统的水流速度、压力、管道尺寸等参数的过程。
水力计算主要用于确定给排水系统中液体的流动情况，以保证系统的正常运行和安全性。
正文：一、流量计算1.流量计算是给排水系统设计的基础。
确定流量可以帮助工程师确定管道的尺寸和泵的选型。
2.流量的计算可以通过公式、图表或计算软件来进行。
常用的计算方法有曼宁公式、肯尼斯公式等。
3.在流量计算中，需要考虑水流的速度、管道的摩阻系数、管道的形状等因素。
4.流量计算还需要考虑到给排水系统的用途和工况要求，如住宅楼的供水、排水需求和工业厂房的给水、排水需求等。
二、管道压力计算1.管道压力计算是为了确定给排水系统中管道的压力，以确保系统的正常运行和管道的安全性。
2.管道压力的计算可以通过公式、图表或计算软件来进行。
常用的计算方法有伯努利方程、能量平衡等。
3.在管道压力计算中，需要考虑管道的摩阻、流速、管道的材料、管道的尺寸等因素。
4.管道压力计算还需要考虑到给排水系统的用途和工况要求，如供水系统的最小压力要求、排水系统的排放高度要求等。
三、管道尺寸确定1.管道尺寸的确定是为了满足给排水系统流量计算和管道压力计算的要求，并保证系统的正常运行和安全性。
2.管道尺寸的确定需要考虑到流量、流速、管道的材料、管道的摩阻系数等因素。
3.常用的管道材料有铸铁、钢、聚氯乙烯等，不同材料的管道有不同的摩阻系数。
4.管道尺寸的确定还需要考虑到工程经济性和材料供应的可行性。
四、水泵选型1.水泵选型是为了满足给排水系统的流量要求和管道压力要求，并确保系统的正常运行。
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。
水力计算公式范文
水力计算公式范文水力计算是指在水力学中计算水流的速度、压力和流量的过程。
水力计算公式是根据流体力学原理和一定的假设，通过推导和实验确定的数学表达式，用于计算水流的各种参数。
一、基本概念水力学研究的基本参数有：速度、压力和流量。
速度：水流的速度是指单位时间内通过一些截面积的水流量。
在水力计算中，常用的速度单位有米/秒（m/s）和升/秒（L/s）。
压力：水流的压力是指水流对任意一个平面的作用力。
压力的单位有帕斯卡（Pa）和巴（bar）。
流量：水流的流量是指单位时间内通过一些截面的水的体积。
常用的流量单位有立方米/秒（m³/s）和升/秒（L/s）。
二、水力计算公式1.流量计算公式在水力学中，计算流量使用的公式为Q=Av，其中Q为流量，A为流过截面的面积，v为流速。
当流过的截面为直线形状时，该公式可以简化为Q=Bhv，其中Q为流量，B为截面的底宽，h为水位，v为速度。
2.速度计算公式速度的计算是通过测量流量和截面面积来得到的。
可以使用流量计算公式来计算速度。
3.压力计算公式压力是指流体对于垂直平面的压力，压力的计算可以使用托利奇利公式（Torrictelli’s theorem），即P=ρgh，其中P为压力，ρ为流体的密度，g为重力加速度，h为液面高度。
4.泵的扬程计算公式泵是将液体从低水平向高水平运输的设备。
泵的扬程是指液体从入口到出口所需的能量。
扬程的计算公式为H=P/ρg+V²/2g+z，其中H为扬程，P为压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，V为速度，z为高度。
5.管道流量计算公式当水流通过管道时，由于管道内的阻力，流量会出现一定的损失。
管道流量的计算可以使用瑟雷斯公式（Darcy-Weisbach equation）来计算，公式为Q=CdA(2ghL)¹/²，其中Q为流量，Cd为管道的流量系数，A为管道的横截面积，g为重力加速度，h为管道高度差，L为管道的长度。
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。
水力计算的目的是什么？
水力计算是水利工程中的一个重要环节，其目的主要有以下几点：
1. 确定工程规模：水力计算是确定水利工程规模的基础。
通过对水流的流速、流量、水位等参数进行精确计算，可以确定工程的规模和设计参数，如水库的蓄水量、渠道的输水量、泵站的扬程等。
2. 优化工程设计：水力计算可以为工程设计提供科学依据。
通过水力计算，可以找出工程中可能出现的问题，如流速过大可能导致冲刷，流量过小可能导致供水不足等，从而对工程设计进行优化。
3. 保证工程安全：水力计算是保证水利工程安全的重要手段。
通过对水流的各种参数进行精确计算，可以预测工程在运行过程中可能出现的各种问题，如洪水可能造成的破坏，水流可能引起的冲刷等，从而采取相应的措施，保证工程的安全运行。
4. 节约资源：水力计算可以帮助我们合理利用水资源。
通过对水流的流量、流速等参数进行精确计算，可以找出工程中可能存在的浪费现象，如流量过大可能导致能源浪费，流速过小可能导致输送效率低下等，从而采取措施，节约资源。
5. 提高工程效益：水力计算可以提高水利工程的经济效益和社会效益。
通过对水流的各种参数进行精确计算，可以优化工程设计，提高工程的运行效率，从而提高工程的经济效益；同时，通过保证工程的安全运行，可以避免因工程问题导致的社会问题，提高工程的社会效益。
总的来说，水力计算是水利工程设计、施工和管理的重要工具，其目的是通过精确计算水流的各种参数，为工程设计、施工和管理提供科学依据，保证工程的安全、高效和经济运行。
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。
排水管道纯公式水力计算
排水管道纯公式水力计算排水管道水力计算是指根据管道的水力特性和流体力学原理，计算管道内流体的速度、压力、流量等参数，以确定管道的水力性能。
下面将介绍一些常见的排水管道水力计算公式，并对其进行说明。
1.流量公式：流量是指单位时间内通过管道截面的液体体积。
流量公式可以用来计算流量，其表示为：Q=A*v式中，Q表示流量，单位为体积/时间；A表示管道截面积，单位为面积；v表示流速，单位为长度/时间。
该公式根据负责流量为截面面积与流速的乘积。
2.流速公式：流速是指单位时间内通过管道其中一点的液体线速度。
流速公式可以用来计算流速，其表示为：v=Q/A式中，v表示流速；Q表示流量；A表示管道截面积。
3.斯怀默公式：斯怀默公式用来计算管道中的流速，其表示为：v=C*R^(2/3)*S^(1/2)式中，v表示流速，单位为长度/时间；C为经验系数（一般根据实际情况取值）；R表示液体在管道内运动的惯性系数；S表示液体在管道内运动的能量消耗系数。
4.伯努利方程：伯努利方程是描述流体在管道中运动的一种基本物理原理。
对于水力平衡的平稳流动有：z+(P/γ)+(v^2/2g)=常数式中，z表示位置高度；P表示压力；γ表示液体的比重；v表示流速；g表示重力加速度。
该方程表达了位置高度、压力和速度之间的关系。
5.里德伯格公式：里德伯格公式用来计算管道中的摩阻损失，其表示为：Hf=f*(L/D)*(v^2/2g)式中，Hf表示摩阻损失；f表示摩阻系数；L表示管道长度；D表示管道直径；v表示流速；g表示重力加速度。
以上是一些常见的排水管道水力计算公式，用于计算排水管道的流量、流速、摩阻损失等参数。
在实际应用中，还可以根据具体情况选择适用的公式进行计算。
需要注意的是，公式的使用需要考虑实际情况，并结合实际数据进行合理调整，以保证计算结果的准确性。
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。
水力学计算公式
❖常用消能方式：底流消能、条流消能和面 流消能
❖水流衔接形式
当ht＜hc' '
当ht= hc' ' 当ht＞ hc' '
远驱水跃 临界水跃 淹没水跃
第三十三页，共36页。
水力学重点及难点
❖底流消能降低护坦消力池设计 (1)消力池深d (2)消力池长度的计算 (由于消力池末端
池壁的作用,消力池中水跃长度比自由水 跃Lj短) Lk=(0.7~0.8)Lj
第十三页，共36页。
水力学重点及难点
② 能量方程应用注意事项: 选择统一基准面便于计算、选计算断面、 选典型点计算测压管水（压强计算采用统 一标准）
能量方程应用：
孔口恒定出流 、 毕托管、文丘里 流量计 、管嘴出流
第十四页，共36页。
能量方程图示
掌握总头线、测压管水头线、水力坡度的 概念及水头线的绘制。
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Chapter 4 水力学重点及难点
❖ 液体的两种流态和判别 雷诺实验 层流 —液体质点互相不混掺的层 状流动。 紊流 —存在涡体质点互相混掺的 流动。
❖ 流态的判别：雷诺数Re
Re＜Rek 层流 ；Re＞Rek 紊流
雷诺数是重要的无量纲数，它的物理意义 表示惯性力与粘滞力的比值。
表示土壤渗透能力的大小 适用范围：恒定均匀层流渗流
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水力学重点及难点
❖ 恒定无压渐变渗流基本公式 —杜比公式
v k dH ds
dH J
ds
式中：H—测压管水头，（或称为水面高 程）， J—渗透坡降。（对于渐变渗流，同 一过水断面上的渗透坡降可以认为是常数， 因此同一渗流断面上各点的流速为定值。）
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。
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0.1062
0.4054
0.4038
0.0518
0.0518
0.154
0.0962
1.269
0.064
0.5
0.034
0.22
10%
1.75
0.1463
0.5586
0.5565
0.0714
0.0714
0.2122
0.1326
1.749
0.091
0.047
2%
2.27
0.1899
0.7246
0.7218
(5—14)
2）底板水平段平均渗透坡降
(5—15)
经计算，泄洪闸在各种水位组合情况下的渗流计算值见表
表6阻力系数计算表
位置
进口段
内部垂直段
垂直邻近水平段
水平段
出口段
拦河闸
0.8367
0.3266
0.3266
0.0204
0.0204
0.1213
0.0877
8.6544
经计算，拦河闸在各种水位组合情况下的渗流计算值见表7、8。
0.77
21.79
0.3
8.08
0.909
0.80
20.97
（计算中 取值为1）
当设计洪水位：Q10%=439.27m3/s时，闸净宽为最大值为20.17m。当校核洪水位：Q2%=757.34m3/s时，闸净宽为最大值为22.68m。
根据以上计算拟定4×6m泄洪闸满足泄洪要求。
3. 泄流计算
3.1
麻林河拦河闸采用的自动翻板门，洪水流量达到设计、校核水位时，翻板闸门全开卧倒，水流经过翻板闸门段为进口曲线型实用堰上有悬卧短平板情况的过流。
正常蓄水位37.50m。
1.
《水闸设计规范》(SL265-2001)；
《水力学》， 吴持恭主编，高等教育出版社，2008.1；
《水闸》，陈宝华、张世儒编著，中国水利水电出版社，2006.5；
2.
2.1
拦河闸修建于麻林河上，目的是将麻林河水引入哑河内，由于麻林河流域集雨面积大，水量丰富，汛期洪水量非常大，根据拦河闸的特点和闸址处地形、地质条件，本次拦河闸采用水力自动翻板闸型式，该型式较为接近开敞式水闸类型，闸门开启时上部空间开阔，有利于行洪。如图1。
垂直邻近水平段h损
水平段h损
出口段h损
∑h损
J
[J0]
JX
[JX]
拦河闸
正常
1.27
0.1228
0.4147
0.4147
0.0259
0.0259
0.154
0.1113
1.272
0.074
0.5
0.034
0.22
10%
1.75
0.1692
0.5715
0.5715
0.0357
0.0357
0.2122
0.1534
39.75
40.78
42.07
表3 下游 H～Q 关系曲线表
麻林河
拦河闸
流量
(m3s-1)
5
10
30
50
100
150
200
250
350
438
573
756
下游水位
(m)
36.00
36.00
36.00
36.00
36.00
36.00
36.40
36.80
37.00
38.00
39.00
39.80
3.2.3 过流复核计算
— 闸孔净宽（m）；
— 上游河道一半水深处的宽度（m）；
— 堰流淹没系数，可按公式(2.3)计算求得或由《水闸设计规范》（SL265-2001）附录表A.0.1-2查得；
—闸孔总净宽（m）。
表1 不同过闸水位差计算结果
流量
（m3s-1）
堰前
设计水位
（/m）
上游行进水头H0
（/m）
过闸
水位差
（/m）
下游水深
5. 防渗排水设计
5.1 基本资料
表5渗流计算水位工况
工况
断面
上游水位
下游水位
备注
1
拦河闸断面
37.50
36.23
正常蓄水位
2
拦河闸断面
39.75
38.00
P=10%设计水位
3
拦河闸断面
42.07
39.80
P=2%校核水位
图5.1渗透计算简图（单位mm）
5.2 计算方法
渗流计算：采用改进阻力系数法进行计算。
（2）堰流时流量计算公式
采用《水闸设计规范》（SL265-2001）附录A中公式，计算闸孔净宽
(2—1)
单孔闸 (2—2)
(2—3)
式中： —堰流流量系数，采用0.385；
g—重力加速度（取9.81m/ ）；
Q—过闸流量（ ）；
— 堰流侧收缩系数,对于单孔闸可按公式(2.2)计算求得或由《水闸设计规范》（SL265-2001）附录表A.0 Nhomakorabea1-1查得；
(5—6)
式中： — 各分段水头损失值；
— 各分段的段阻力系数；
n— 总分段数。
以直线连接各分段的水头值，即得渗透压力分布图形。
（1）进、出口段水头损失值和渗透压力分布图形的修正：
进、出口段修正后的水头损失值
(5—7)
(5—8)
(5—9)
— 进出口段修正后的水头损失值
— 进出口段水头损失值
— 阻力修正系数
hs
（/m）
淹没度
hs/H0
淹没系数
公式计算总净宽
/m
439.27
40.29
6.29
0.1
5.69
0.905
0.81
20.17
0.2
5.59
0.888
0.86
18.99
0.3
5.49
0.872
0.88
18.56
757.34
42.88
8.88
0.1
8.28
0.932
0.74
22.68
0.2
8.18
0.921
4.1.2 收缩水深 的计算
假定一系列流量，查上、下游水位流量关系曲线得出不同流量的上、下游水位，然后运用下式计算 ，可得出一系列的 值。
(4—1)
(4—2)
(4—3)
式中（流速系数 取0.95）
q—单宽流量；
B—消能池宽度；
—上游水位与上游河床高程之差；
4.2.2跃后水深
跃后水深
(4—4)
(4—5)
— 底板埋深与板桩入土深度之和
—板桩另一侧地基透水层深度
（2）修正后水头损失的减小值
(5—10)
（3）进口相邻水平段修正 ：
(5—11)
水力坡降呈急变形式的长度
(5—12)
（4）出口段齿墙水平段及内部垂直段的修正( ):
(5—13)
5.2.4 闸底板水平段渗流坡降和渗流出口处坡降的计算：
1）渗流出口处平均坡降
根据料及《水闸设计规范》（SL265-2001）表6.0.4，闸地基层出口段的允许坡降值[ ]=0.5,闸板底水平段的允许坡降值[ ]=0.22。由渗流计算成果可知，麻林河拦河闸段在正常、设计、和校核洪水位情况下，闸基抗渗稳定满足规范要求。
表7渗流压力与坡降计算表
位置
流量
△H
进口段h损
内部垂直段
h损
0.0926
0.0926
0.2753
0.1721
2.268
0.116
0.061
拦河闸闸址处河床为岩质河床，质地坚硬，强度较高，河床较为平整，只有河槽以上岸坡覆盖有一定的土层。结合麻林河汇入金井河后在下游不远处修建有刘家坪拦河闸，其正常水位为36.00m，受其尾水的影响，哑河拦河闸闸址处常年水位也应该位于36.00m高程，因此正常情况下河床中水深保持在1.5m左右，经计算，正常蓄水位下，跃后水深最大值为0.61m，均小于下游1.5m水深，故综合考虑河床的岩性和水深后，本拦河闸不再修建消力池进行消能。
1）进、出口段阻力系数
(5—3)
式中： —进出口段阻力系数；
S—板桩或齿墙的入土深度；
T—地基透水深度。
2）内部垂直段的阻力系数
(5—4)
3）水平段阻力系数
(5—5)
式中： —水平段阻力系数
—水平段长度
、 —进出口段板桩或齿墙的入土深度
拦河闸阻力系数计算值如表6。
5.2.3渗透压力的计算
1）各分段水头损失值计算
图1.1麻林河拦河闸断面图
2.2 水闸结构尺寸设计
2.2.1
根据闸址处地形地质条件，该闸址坐落于麻林河裁弯取直时新开辟的河道，河床基本为岩石出露河床，平均高程约34.30m，根据地勘成果可知，该类岩石为弱风化砾岩，承载力较高，基底摩擦系数较大，有利于建筑物基础的稳定性。考虑到河床高程的不均匀性，初定水闸底板高程为34.50m。
5.2.1有效深度确定：
拦河闸靠左岸闸基为土基部分宽度为5m左右，选取最不利工况进行计算。
1）有效深度确定
当 时， (5—1)
当 时， (5—2)
式中： —地下轮廓水平投影长度（m）；
—地下轮廓垂直投影长度（m）；
—地基有效深度（m）。
2)简化地下轮廓
齿墙斜角部分按垂直考虑。
5.2.2 分段阻力系数计算：
1.749
0.103
0.047
2%
2.27
0.2195
0.7413
0.7413
0.0463