水道水力过渡过程计算设计大纲范本解读
水力过渡过程计算
水力过渡过程计算嘿，朋友！咱们今天来聊聊水力过渡过程计算这回事儿。
你知道吗，水力过渡过程就像是一场水流的大冒险！想象一下，水在管道里、渠道中奔跑，突然遇到了一些状况，比如阀门关闭、水泵启动或者管道破裂。
这时候，水的流动状态可就发生了巨大的变化，就像一个调皮的孩子突然改变了玩耍的方式。
水力过渡过程计算，那可是相当重要的！比如说，在城市的供水系统中，如果不进行准确的计算，一旦出现紧急情况，比如突然停水或者水压骤变，那可就麻烦大啦！家里的水龙头可能不出水，洗澡洗到一半变成冷水澡，这得多难受啊！水力过渡过程计算其实就像是给水流规划路线。
我们要考虑水的速度、压力、流量这些因素，就像给一个旅行团安排行程，要考虑路程、时间和费用一样。
如果计算不准确，水流就可能“迷路”，造成各种问题。
比如说，在水电站中，水轮机的调节如果没有基于准确的水力过渡过程计算，那电力供应可能就会不稳定，一会儿亮堂堂，一会儿黑黢黢，这可咋整？再看看长距离的输水管道，如果不精心计算水力过渡过程，管道可能承受不住压力，出现破裂，那水就像脱缰的野马一样四处乱跑，这得造成多大的损失啊！那怎么进行水力过渡过程计算呢？这可不是拍拍脑袋就能搞定的。
得有专业的知识和工具。
就像厨师做菜要有好的食材和刀具一样。
我们要建立复杂的数学模型，把水流的各种特性都考虑进去。
这可不容易，就跟拼图一样，一块一块地拼凑，直到呈现出完整清晰的画面。
而且，还得根据实际情况不断调整参数，这就好比裁缝给人做衣服，得量体裁衣，不断修改，才能合身。
计算过程中，每一个数据都不能马虎，一个小差错可能就会导致整个结果大错特错，这难道不就像下棋走错一步满盘皆输吗？总之，水力过渡过程计算可不是一件轻松的事儿，但它又极其重要。
只有把这个计算做好了，我们的水利工程才能稳定运行，为我们的生活带来便利，不是吗？。
长距离高水头输水系统水力过渡过程分析与设计
!概述
长距离供水工程的建设和发展是实现水资源均 衡利用和合理调配的重要途径，在国内外均已有广 泛的工程实践。近年来，随着城镇化日益加快，人 口不断向城镇聚集，城镇用水量不断增大，为解决 城市供水，跨流域长距离输水工程日益增多。
闽北苏区建阳区水资源配置（麻阳溪引水）工 程位于福建省南平市建阳区，工程开发主要任务为 供水，最大日供水规模为 !’ 万 5，供水对象主要为 建阳区。为了结合利用富余水头消能发电，将雷公 口二级电站尾水渠改造成取水前池，通过输水隧洞 （管道）自流至拟建的武夷新区水厂，主要建筑物 由取水前池、输水隧洞（管道）及樟布消能电站等 组 成。 输 水 线 路 总 长 &"2/!6 7*，其 中 隧 洞 长 8.286. 7*，管道线路长’2.6. 7*。
水利水电工程设计工作。 ()*+,-：#!.’$!./.0 112 34*
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如果从水源点处直接采用隧洞与管道接入厂 区，则最大水头压力达 #6& *；若考虑水锤压力则 超过 !"" * 水头，水厂出口处水压也达到 ##&2" *。 本工程在线路布置时，巧妙利用现有地形高程在中 途设置樟布消能电站，在保证重力自流下最大限度 减少水头压力；不但减少隧洞结构、管道等投资， 同时亦能有发电的经济效益（见图 #、图 !）。
（"）重点研究供水工程在不同控制运行工况下 的水力过渡过程，提出水力控制优化方案和紧急状 况下的应对措施。
（#）分析水厂阀门关闭时水力过渡过程，及其 对涌浪和对樟布电站尾水渠的影响并对樟布消能电 站尾水渠设置提供建议。
（&）分析樟布电站关机时水力过渡过程（包括 调压井的涌浪等），及其对涌浪和对雷公口二级电 站尾水渠的影响并对樟布消能电站尾水渠设置提供 建议。
第九章水电站水力过渡过程
第九章 水电站水力过渡过程教学要求：了解水电站水力过渡过程的水力现象和有关基本方程的建立，掌握水锤和机组转速变化计算的基本方法，熟悉调节保证计算的控制指标和基本措施；掌握调压室水位波动分析的基本方法。
水电站的引水系统、水轮机及其调速设备、发电机、电力负荷等组成一个大的动力系统。
这个系统有两个稳定状态：静止和恒速运行。
当动力系统从一个状态转移到另一状态，或在恒速运行时受到扰动，系统都会出现非恒定的暂态（过渡）过程，由此产生一系列工程问题：压力水管（道）的水锤现象、调压室水位波动现象、机组转速变化和调速系统的稳定等问题。
本章主要介绍水电站水力过渡过程的现象和基本方程。
第一节 概述一、水锤（一）水锤现象及其传播引水系统是水电站大系统中的子系统，水锤是发生在引水系统中的非恒定流现象。
当水轮发电机组正常运行时，如果负荷突然变化，或开机、停机，引水系统的压力管道的水流会产生非恒定流现象，—般称为水锤。
水锤的实质是水体受到扰动，在管壁的限制下，产生压能与动能相互转换的过程，由于管壁和水体具有弹性，因此这一转换过程不是瞬间完成的，而是以波的形式在水管中来回传播。
为了便于说明水锤现象，我们首先研究水管材料、管壁厚度、管径沿管长不变，并且无分叉的水管（一般称为简单管），阀门突然关闭时的水锤现象，见图9-1：管图9－1 水锤压力传播过程 中水流的初始状态是水压力为0H ，流速为0v 。
当阀门突然关闭时，首先在阀门附近长度为l ∆的管段发生水锤现象——水体被挤压，水压力上升为H H ∆+0，流速变为0，这时管中水体的动能转变为压能。
由于管壁膨胀，水体被压缩，在管段l ∆中会产生剩余空间，待后面的水体填满剩余空间后，邻近管段水体又会发生水体挤压，引起水压力上升，流速变为0，也产生剩余空间。
这样在水管中，从阀门开始逐段产生水锤现象，水锤波以一定的速度a 从阀门传向进口（水库）。
当水锤到达引水管进口时，这时进口外的水压力为0H ，管内水压力为H H ∆+0，在水管进口处造成压力差H ∆。
关于水力过渡过程补充计算讨论
关于水力过渡过程补充计算讨论摘要：水电站运行过程中的水力过渡问题或称非恒定流现象是不可避免的。
正常运行的机组,由于负荷的变化或事故停机,迫使调速器自动调整导叶开度或关闭导叶,导致水轮机流量、发电水头、机组转速的瞬间变化,引起有压系统的非恒定流运动。
这种不稳定的运行工况给管道内带来了巨大的压力、机组转速升高以及运行不稳定性等工程问题。
本文主要以贵州响水水电站增容工程为例进行了以下的讨论，仅供参考。
关键词：水力过渡；计算；水电站增容工程前言响水电站增容工程位于北盘江上游云贵两省边缘的界河上，利用原响水电站大坝取水，引水系统和厂房为新建。
电站以发电为主，不作调相运行，投产后并入南方电网运行。
本电站引水隧洞长约4.3km，部分为钢筋砼衬砌，内径4.8m，部分为挂网喷砼衬砌，内径6m；隧洞出口处设置带上室的阻抗式调压室，阻抗孔直径3.0m，压力钢管主管长约717.5m，直径4.3m，经对称Y型岔管分为两条支管，管径均为2.6m。
在2007年10月已提交的《贵州响水水电站水力过渡过程计算专题报告》基础上，根据委托方提供的最终输水系统布置、选定水轮机参数等资料，对系统的调节等进行了相关复核和补充分析。
对本次计算采用的原报告计算原理、假定和程序进行了以下的讨论：1、设计控制标准（1）调节保证计算：蜗壳进口断面最大压力≤290 mH2O，机组最大转速上升率βmax≤60％，尾水管进口断面最大真空度≤7.0mH2O。
（2）调压室最低涌浪水位应比底部高程高1m以上。
（3）隧洞和压力钢管任何部位顶部最低压力≥2mH2O。
（4）水轮机调节系统动态特性应符合《水轮机调速器与油压装置技术条件》的规定。
即调速器应保证机组在各种工况和运行方式下的稳定性；（5）整个调节系统，包括引水系统、调压室、机组、调速器等应满足大、小波动稳定要求。
电站基本资料水位：电站引水系统本工程引水系统由进水口、引水隧洞、调压井、压力钢管及尾水渠组成。
自进水口拦污栅至进水闸间隧洞长25.818m；进水闸到调压室间隧洞长4275.397m，视地质条件的差异分别采用钢筋砼衬砌或喷砼衬砌，其中，砼衬砌段长1209.993m、内径4.8m，喷砼衬砌段长3065.404m、内径6m。
有关长距离输水工程水力过渡过程的分析
有关长距离输水工程水力过渡过程的分析摘要：随着社会经济水平的不断提高，我国水利建设获得了长足的发展，其中，长距离输水工程以其重要的社会意义和经济价值获得了业内外人士的普遍关注。
本文将结合实例对长距离输水工程水力过渡过程进行分析，以便参考。
关键词：长距离输水工程；水利过渡工程；分析工程概况某水库输水工程（辽宁省境内），输水管道全长共计222.898公里，途经6市。
该工程属于长距离输水工程，同时还具有大流量以及低扬程的特点，整个输水系统被设计为压力密闭式系统。
泵站上游部分利用有压重力原理进行水流的输送，在整个输水管线上共设置了6个配水站以实现对多个城市的配水，因而管线沿途流量呈现出不断减少的趋势。
其取水头部和输水洞直接相连，不仅设有拦污栅、电动吊车，还设有检修闸门以及工作闸门。
输水洞、配水站之间的主要设施如下：1）调流阀；2）流量计；3）电动蝶阀；4）稳压塔和液控蝶阀；5）排气阀；6）泄水阀[1]。
在有压管道输水工程中，应用水力学非恒定流理论可知，输水系统启停时，系统中的阀门也会随之发生相应的短暂启停，如此一来，便会造成水击的问题。
此过程中，管中流速一旦发生剧烈波动（受某些外界因素影响），将会导致水体压强发生大幅变化，继而对管壁、阀门以及其它各种管路元件造成强烈冲击，轻微时，可能造成相关元件的毁损，严重时，将会造成管道爆裂，影响整个输水工程的安全及正常运营。
由此可见，针对水击过渡过程展开分析、研究具有非常重要的现实意义。
2.水力过渡过程物理模型选择本文将采用一维瞬变流模型对水力过渡过程（或者称之为水击作用）展开数值研究。
其中：1）V—水体流速；2）H—测压管水头；3）a—水击波波速，取值1000m/s2；4）g—重力加速度，取值9.81m/S2；5）x—沿输水管道方向；6）t—时间；7）D—输水管道直径；8）α—输水管道的坡度；9）λ—沿程阻力系数，取值8g/C2。
该控制方程属于常规的双曲线方程，采用特征线—有限差分法展开离散求解。
水电站水力过渡过程大波动、小波动、力干扰计算工况
附录A 水力过渡过程大波动计算工况A.0.1 水电站水力过渡过程大波动计算工况可按表A.0.1的规定选取。
表A.0.1 水电站水力过渡过程大波动计算工况工况编号 计算工况 说 明 计算目的一 水轮机设计工况DT1 同一水力单元的全部机组在额定水头下额定功率运行，同时甩负荷，导叶紧急关闭额定水头应考虑可能出现的上游最高发电水位,及下游可能出现的最低发电水位机组转速上升率机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位下游调压室最低涌波水位DT2 同一水力单元的全部机组在最大发电水头下额定功率运行，同时甩负荷，导叶紧急关闭对有超出力要求的机组，应计算机组在最大功率运行的工况机组转速上升率机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位下游调压室最低涌波水位DT3 上游正常蓄水位，共用上游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3相应水头最大输出功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，上游调压室涌波水位最高时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭—机组转速上升率机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位DT4 长输水系统水电站，一台水轮机在最大水头下50%、75%额定功率运行，同一水力单元的其他机组停机，甩负荷，导叶紧急关闭长输水系统水电站，水头损失大，水轮机在最大水头下部分负荷运行时，损失小，初始压力高，突甩负荷，关闭时间短，此工况可能出现机组蜗壳最大压力的控制工况机组蜗壳最大压力DT5 上游最低发电水位，共用上游调压室全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3相应水头最大输出功率运行同时增至相应水头最大输出功率运行—引水系统各断面最高点处的最小压力上游调压室最低涌波水位DT6 相应下游低水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定输出功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，在调压室涌波水位最低时，同时甩负荷，导叶紧急关闭— 尾水管进口最小压力DT7 上游正常蓄水位，共用上游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，流入上游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭应分别考虑额定水头及其它可能出现的高于额定水头工况压力引水道的糙率取可能的最小值机组转速上升率机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位DT8 上游最低发电水位，共用上游调压室全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3相应水头最大输出功率运行同时增至相应水头最大输出功率运行后，流入上游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭甩负荷时上游调压室涌波先升后降，波谷叠加可能出现最低涌波水位上游调压室最低涌波水位DT9 下游设计洪水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定输功率运行突增至相应水头最大输出功率运行压力尾水道的糙率取可能的最大值下游调压室最高涌波水位DT10 相应下游低水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，流出下游调压室的流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭应分别考虑额定水头及其它可能出现的高于额定水头工况压力尾水道的糙率取可能的最小值下游调压室最低涌波水位尾水管进口最小压力DT11 下游设计洪水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定输功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，甩负荷时下游调压室涌波先降后升，波峰叠加可能出现最高涌波水位下游调压室最高涌波水位流出下游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭压力尾水道的糙率取可能的最大值二 水轮机校核工况CT1 同一水力单元的机组在额定水头下额定功率运行，同时甩负荷，其中一台机组导叶拒动，其他机组导叶紧急关闭同一水力单元的所有机组甩全部负荷时若同一水力单元的一台机组导叶拒动，其他机组导叶关闭，则会加剧拒动机组的过流量，使得机组转速上升率更高额定水头应考虑可能出现的上游最高发电水位,及下游可能出现的最低发电水位机组转速上升率机组蜗壳最大压力CT2 上游为设计洪水位，同一水力单元的全部机组在相应水头最大输出功率运行，同时甩负荷，导叶紧急关闭应考虑上游设计洪水位可能出现的水头工况机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位CT3 上游最低发电水位，同一水力单元的全部机组同时甩相应水头最大负荷，在流出上游调压室流量最大时，一台机组从空载增至相应水头最大输出功率— 上游调压室最低涌波水位CT4 上游设计洪水位，共用上游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3相应水头最大输出功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，上游调压室涌波水位最高时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭— 机组蜗壳最大压力CT5 上游正常蓄水位，同一水力单元的机组额定水头额定功率依次相继甩负荷，导叶紧急关闭相继甩负荷工况的确定需考虑电气主接线型式机组蜗壳最大压力机组转速上升率CT6 上游正常蓄水位，同一水力单元的机组额定功率运行，同时甩负荷，1台机组分段关闭失灵，导叶直线关闭，其他机组导叶紧急关闭机组分段关闭失灵，机组导叶直线关闭，关闭时间短，机组蜗壳内水压力比分段关闭大经论证不会发生分段关闭失灵，可不考虑此工况机组蜗壳最大压力机组转速上升率尾水管进口最小压力CT7 相应下游低水位，共用尾水隧洞或下游调压室相关的机组额定水头或最大水头额定功率运行，依次相继甩负荷，导叶紧急关闭相继甩负荷工况的确定需考虑电气主接线型式尾水管进口最小压力CT8 上游最高发电水位，共用上游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，流入上游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭— 上游调压室最高涌波水位CT9 上游最低发电水位，共用上游调压室的全部n台机组增负荷至相应水头最大输出功率运行考虑上游调压室最低涌波，根据电网要求同时增负荷或相继增负荷时间间隔上游调压室最低涌波水位引水系统各断面最高点处的最小压力提出开机运行条件CT10 下游校核洪水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定输功率运行突增至相应水头最大输出功率运行位压力尾水道的糙率取可能的最大值下游调压室最高涌波水位尾水系统各断面最大压力CT11 下游设计洪水位，共用下游调压室的全部n台机组增负荷至相应水头最大输出功率运行考虑下游调压室最高涌波，根据电网要求同时增负荷或相继增负荷时间间隔压力尾水道的糙率取可能的最大值下游调压室最高涌波水位CT12 下游设计洪水位，共用下游调压室相关的机组开机增至满负荷后，流出下游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭甩负荷时下游调压室涌波先降后升，波峰叠加可能出现最高涌波水位下游调压室最高涌波水位CT13 相应下游水位，一台机组由空载增至相应水头最大输出功率运行，在流出下游调压室的流量最大时甩负荷，导叶紧急关闭压力尾水道的糙率取可能的最小值下游调压室最低涌波水位CT14 下游设计洪水位，共用下游调压室的全部机组同时甩负荷，在流入下游调压室流量最大时，一台机组从空载增至相应水头最大输出功率运行压力尾水道的糙率取可能的最大值下游调压室最高涌波水位CT15 下游相应发电水位，共用下游调压室的全部n台机组发相应水头最大输出功率，1台机组甩负荷，导叶紧急关闭，在流出下游调压室的流量最大时，其余全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭压力尾水道的糙率取可能的最小值下游调压室最低涌波水位注：1 工况编号的第一个字母D、C分别表示设计工况、校核工况，第二个字母T表示水轮机工况。
水力过渡计算
with the of
with, it is accuracy. amount
some of the necessary physical description
at the time of running and need a great
On the other hand, certain
are only known with limited
such a detailed
would be very time-consuming
computer resources. Thus, even though it is possible to develop a computer model representing the system in an exact way, the needs of time and resources would override the objective of accuracy. Some idealizations and simplifications render the problem more manageable, without compromising, in any case, the validity of the results, to neglect from an engineering point of view. In many instances, see [2], it is even acceptable the rigid model or mass oscillation. the elastic effects and use a more simple model,
1. I N T R O D U C T I O N
第6章 整治工程及水力计算[详细]
![第6章 整治工程及水力计算[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/bd580e762cc58bd63186bde1.png)
（二）河口滩的整治
1．原则：减少泥沙淤积，增强冲刷能力。
2．整治方法 对一个河口滩来说，它的成滩原因多种多样，所采取的整治措施也不是
单一的，而应全面规划，综合治理。 （1）调整交汇角 筑坝导流，调整支流汇入干流的方向，交汇角30º为好 （2）改变支流入汇位置
（二）河口滩的整治
2．整治方法 （1）调整交汇角 （2）改变支流入汇位置
图3-5 散乱浅滩的整治
第二节 分汊型河段与支流河口航道整治
一、汊道的特性和通航汊道的选择 1、汊道的一般特性
（1）影响汊道演变的主要因素：分流比、分沙比 （2）汊道的演变规律
2．通航汊道的选择
•近期发生冲刷或较稳定的汊道为发展的汊道 •汊道的来沙量小于输沙能力的汊道为发展的汊道 •汉道口门处，底沙进入较少的汉道为发展的汉道 •汊道进口分流比大于分沙比的为发展的汊道 •选择的通航汊道其水流应顺畅
图6-10 广西某滩整治方案
二、碍航弯曲航道的整治措施
（三）裁弯取直，新开航槽
• 当弯道演变很长的河环时，可在狭颈处开挖新河，裁弯取直。 • 裁弯后，可以缩减航道里程，裁除位于河环上的浅滩。 • 增加排洪能力，减小洪水威胁。 • 裁弯工程耗资巨大。 • 裁弯后上、下游河段会产生产的演变，对沿岸影响很大。
(比例：1 ：50000)
说明： 1. 本图根据长江航道规划设计研究院勘测处2001年
3月1:10000地形图绘制；
2. 本图采用1956年黄海高程系； 3. 本图中 A、B、C 分别表示直港进口、中港进口和新
洲历年横断面变化比较(见图13、14、15)的断面位置。 4. 本图中 1 ～ 6 分别表示6个水文观测断面。
三、支流河口的整治
（一）支流河口浅滩的成因
管道水力计算与设计
管道水力计算与设计引言管道是指一种具有一定长度和直径的管子，可以输送液体、气体或固体颗粒等物质。
在工程设计中，管道的水力计算和设计是非常重要的环节，它涉及到管道输送流体的流速、压力、管径选择以及相关的水力特性。
本文将围绕管道水力计算和设计展开讨论，以提供读者对于该领域的基本了解。
一、水力计算1.1 流量计算在进行管道水力计算时，首要的任务是确定流体在管道中的流量。
流量的计算通常基于流量公式，其中最常见的是流量公式为Q=Av，其中Q表示流量，A表示管道的横截面积，v表示流速。
在实际的设计中，我们可以根据需求来计算或者给定流体的流量，从而确定所需的管道尺寸。
1.2 压力计算压力计算是管道水力设计的关键部分之一，它决定了管道在工作过程中所能承受的压力范围。
压力的计算需要考虑到多种因素，包括起点和终点的压力、流体的密度、流体的速度等。
通过合适的压力计算，我们能够确定管道的合适材质、管道的连接方式以及必要的支撑结构。
二、管道设计2.1 管道材质选择在进行管道设计时，我们必须考虑所需的材质。
常见的管道材料包括金属材质（如钢、铜等）和非金属材质（如塑料、玻璃钢等）。
不同材质的管道具有不同的特性，例如金属管道具有较高的强度和耐用性，而塑料管道则具有较低的成本和良好的耐腐蚀性。
根据具体情况选择合适的管道材质，对于管道的设计和使用至关重要。
2.2 管道直径确定管道直径的确定是管道设计的重要环节之一。
合适的管道直径能够确保流体在管道内的流速满足要求，同时减小能量损失和阻力。
常用的方法有经验公式法和经济最佳速度法。
经验公式法通常基于实践经验和实际数据，适用于一般情况下的估算；经济最佳速度法通过经济分析来确定最佳管道直径，以实现在经济成本和工作效率之间的平衡。
2.3 管道布置和支撑管道的布置和支撑是管道设计中不可忽视的一部分。
合理的管道布置能够保证流体在管道中平稳地流动，减少能量损失。
同时，必要的支撑结构可以确保管道在工作过程中的稳定性和安全性。
老木孔水电站机组及下游河道的水力过渡过程计算
口
ＣＱ警 一 Ｑ Ｉ ａ 棚。 ＝＋
ｃ ＝Ｑｂ － 一 Ｑｌ Ｑｂ Ｊ
式 中 ， Ｖ、 Ｙ 为 当前 时 刻 本 节 点 的 流 速 和 水 ｐ 。
深 ；Ｖ 、Ｙ ｍ 为上一 时刻 本节 点 的流速 和水 深 ； Ｖ、 ｌ
叶开度 、水 头 、转速 、桨 叶角 度 的传 递 系数 ，ｅ … ｅｈ 、ｅ 别 为 水 轮 机 流 量 对 导 叶 开 度 、水 ｑ、ｅ 分
收 稿 日期 ：２ １ —０ —２ ０２ ３ ８
作 者简介 ：吴维金 （９９一） １７ ，男 ，高 级工程 师 ，主要从 事 水利水 电工程 的规划设计工作 。
２ ２ 水轮 机线 性数 学模 型 ．
，ｔ ｙ 孔 ＝ｅｙ＋ｅｈ＋ｅ 十ｅ声 ｈ ｘ
ｑｔ ｅ ｙ ＋ ｅ ｈ ＋ ｅ ｘ ＋ ｅ ｝ ＝ ｑ ｑｈ ｑ ｑ
水 轮 机 型 号 Ｇ Ｄ ２一 Ｗｊ ８ ，转 轮 直 径 Ｚ ３０ Ｆ ０ Ｌ 一７
＝
７８０ｍ ０ ｍ， 最 大 运 行 水 头 １ ． ４ ０ｍ，额 定 水 头
河 床式 厂房 布 置 ；水库 正 常 蓄水 位 ３８０ ５ ．０ｍ，相应 库容 约 １３亿 ｍ ；电 站 总装 机 容 量 ３０ＭＷ，多年 ． ３ ６
平 均年 发 电量 ｌ ．４亿 ｋ ｈ ５３ Ｗ・ 。
２ 数 学 模 型和 计 算 方 法
２ １ 水轮 机 特性模 型 ．
１ ）水库 水位 校 核 洪 水 位 （ ＝０ １ ， Ｑ ＝７ ０ ３ｓ Ｐ ．％ １７０ｍ ／ ） ３ １９ ６ ．９ｍ， 设 计 洪 水 位 （Ｐ ＝ ０ ２ ， Ｑ ＝ ．％
Ｇ （ ） ＝Ｔ ５ ｆ ｓ ｗ ＋
污水管水力计算范文
污水管水力计算范文污水管水力计算是指在给定的管道尺寸、流量条件下，计算污水管道中的水流速度、水力半径、水力坡度等水力参数的过程。
水力计算是污水管道设计中的重要环节，通过合理的水力计算能够确保管道系统的正常运行和排水效果，减少管道堵塞和泄漏的风险。
1.确定流量：首先需要根据污水的排放量、管道综合流量系数和污水管道的设计参数，计算出管道的设计流量。
设计流量是指污水管道正常运行时的排水量，通常通过事先确定的设计标准来确定。
2.确定水流速度：水流速度是指单位时间内水流通过管道截面积的体积。
水流速度的大小与管道截面积和流量有关。
一般来说，污水管道中的水流速度应不大于1.5m/s，以避免造成管道内的污物堆积和沉淀。
3.确定水力半径：水力半径是指流体在管道中的流动时所具有的平均流动半径。
水力半径的大小与管道截面形状有关，一般来说，圆形截面的水力半径最大，矩形和椭圆形截面的水力半径较小。
水力半径的大小对水流阻力的大小有一定的影响。
4.确定水力坡度：水力坡度是指水流沿着管道流动时的高度差与管道长度的比值。
水力坡度的大小直接影响到水的流动速度和流量。
一般来说，确定水力坡度应以保证污水管道中的水流速度在规定范围内为原则。
5.确定管道尺寸：根据确定的流量、水流速度和水力半径等参数，结合管道材质和水力坡度的要求，可以计算出污水管道的合适尺寸。
管道的尺寸应能够满足流量要求，同时考虑到材质的特性和安装的要求。
需要注意的是，在实际的工程设计中，污水管水力计算可能还需考虑一些特殊因素，如管道的弯曲、分支、阻塞和高位水平等，以及特殊流体性质和环境条件的影响。
综上所述，污水管水力计算是污水管道设计中的重要环节，它直接关系到污水管道的正常运行和排水效果。
水力计算需要综合考虑管道的尺寸、材质、流量和水力坡度等因素，并根据实际情况进行合理的计算和设计，以确保污水管道的安全运行和使用效果。
渡槽水力计算.微课讲解
一、渡槽的水力 计算
渡槽水力计算任务：
合理确定槽底纵坡、槽身断面尺寸、计算水头损失，根据水面衔接计 算确定渡槽进出口高程，并验算水头损失是否满足渠系规划的要求。
步骤： 已知上下游渠道的断面 尺寸、水深、渠底高程 ，允许的水头损失等 按最大流量拟定槽 身的纵坡、净宽、 净深
△Z < [△Z]
确定 i、B、h
如果给定水头损失按z减去02m后再除以槽身总长为i2确定槽身过水断面尺寸侧墙加高h防止风浪流水溢出槽身长度明渠均匀流公式riaccm12槽内水深一般按渠道设计流量设计加大流量校核提高侧墙梁作用
水工建筑物·微课
渡槽的水力计算
主讲人 刘咏梅 专业带头人 副 教 授 高级工程师 高级考评员
2014.12
渡槽的水力计算
（4）渡槽总水头损失： Z △Z、B/h、v各方面的要求。
Z Z1 Z2 Z
若上式不满足，则应重新拟定i，进行计算，直至满足要求为止。设计时要经反复试算,使其满足
4、渡槽进出口底部高程确定 为保证槽内通过设计流量时，上下游渠道保持均匀流，不致产生较大的雍水及降水，进出口 底板高程按以下方法确定： 进口抬高值： 出口降低值： 进口槽底高程： 出口槽底高程： 出口渠底高程：
2、确定槽身过水断面尺寸
一般按渠道设计 流量设计，加大 槽内 流量校核 槽身长度L (15 ~ 20) h ，明渠均匀流公式 Q AC Ri 水深 3 h，淹没宽顶堰公式 Q s mB 2g H 02 槽身长度L (15 ~ 20) 查表得， 0.9 ~ 0.95，m 0.36 ~ 0.385
1/12~1/16侧墙高
补角15~25cm
顶梁
U形槽身
3、水头损失计算
排水管道课程设计计算书
排水管道课程设计计算书以下是一个排水管道课程设计的计算书范例。
请注意，实际情况可能因设计要求、地理条件、管道材料等因素而有所不同。
以下范例仅供参考，实际计算可能需要根据具体情况进行适当调整。
1. 设计概述本次课程设计旨在为某城市街道设计一套排水系统。
根据给定的街道宽度、降雨强度和污水排放量，我们将计算所需的排水管道直径、长度以及相关水力参数。
2. 设计参数2.1 街道宽度：30米2.2 降雨强度：50毫米/小时2.3 污水排放量：200立方米/小时3. 排水管道设计3.1 管道直径选择：根据污水排放量和降雨强度，我们选择直径为600毫米的排水管道。
3.2 管道长度计算：根据街道长度和直径，计算得出管道长度约为300米。
3.3 水力参数计算：根据Reisner公式，我们可以计算得出排水管道的流量系数K值为0.6。
4. 水力分析4.1 流量计算：根据污水排放量和流量系数，计算得出排水管道的流量为90立方米/秒。
4.2 水力坡降：根据管道长度和流量，计算得出水力坡降为0.0015。
4.3 水力损失：根据水力坡降和流量，计算得出水力损失为1.35米。
5. 系统性能评估5.1 系统效率评估：根据水力损失和流量系数，计算得出系统效率为95%。
5.2 系统可靠性评估：根据设计参数和实际地理条件，评估得出系统可靠性为98%。
6. 结论根据以上计算和分析，我们设计的排水系统能够满足街道排水需求，具有较高的系统效率和可靠性。
然而，实际施工可能需要根据当地地质条件、气候等因素进行适当调整。
此外，后期维护和管理也是保证系统正常运行的重要因素。
给水排水管道系统水力计算.doc
给水排水管道系统水力计算本章内容：1、水头损失计算2、无压圆管的水力计算3、水力等效简化本章难点：无压圆管的水力计算第一节基本概念一、管道内水流特征进行水力计算前首先要进行流态的判别。
判别流态的标准采用临界雷诺数Rek，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。
对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。
二、有压流与无压流水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。
水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。
从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多三、恒定流与非恒定流给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。
四、均匀流与非均匀流液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。
从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。
对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。
均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。
对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。
水系统管道阻力计算【范本模板】
Summary of work performed during the quarter considered important and convering what was learned from these experiences, including as necessary examples of detailed analysis or the presentation of a particular aspect of the training undertaken during the period. Engineering Supervisor Comments:空调水系统的水力计算根据舒适性空调冷热媒参数，应对冷热源装置、末端设备、循环水泵功率等进行考虑,因此,空调冷水供回水温差应大于等于5℃.一、沿程阻力（摩擦阻力）流体流经一定管径的直管时，由于流体内摩擦力而产生的阻力，阻力的大小与路程长度成正比的叫做沿程阻力∆p m ,即∆p m =λ∙l d ∙ρ∙v 22 (1—1） 若直管段长度l=1m 时，R =λd ∙ρ∙v 22则∆p m =R ∙l 式中 λ——摩擦阻力系数,m ；d ——管道直径，m ；R ——单位长度直管段的摩擦阻力（比摩阻)，Pa/m ；ρ—-水的密度，kg/m 3；v ——水的流速,m/s 。
对于紊流过渡区域的摩擦阻力系数λ，可由经验公式计算得到.当水温为20℃时，冷水管道的摩擦阻力计算表可以从《实用供热空调设计手册》中查询.根据管径、流速，查出管道动压、流量、比摩阻等参数.计算管道沿程阻力时，室内冷、热负荷是计算管道管径大小的基本依据，对于PAU 机组管道管径进行计算时，应考虑其提供的仅为新风负荷,室内负荷是由风机盘管承担.所以这种空调末端承担负荷应计算精确，以避免负荷叠加。
同时应清楚了解水管系统的方式,如同程式,异程式。
不同的接管方式对沿程阻力具有一定的影响.在计算工程中，比摩阻宜控制在100—300Pa/m ，通常不应超过400Pa/m. 二、局部阻力(一）局部阻力及其系数Summary of work performed during the quarter considered important and convering what was learned from these experiences, including as necessary examples of detailed analysis or the presentation of a particular aspect of the training undertaken during the period. Engineering Supervisor Comments:在管内水的流动过程中,当遇到各种配件如阀门、弯头等时，由于涡流而导致能量损失，这部分损失习惯上称为局部阻力（P j ）.ΔP j =ζ∙ρν22 (2-1)式中 ζ——管道配件的局部阻力系数；ν—-水流速度，m/s 。
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FJD34270 FJD水利水电工程技术设计阶段水道水力过渡过程计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1998年3月1水电站技术设计阶段水道水力过渡过程计算大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月2目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3.计算基本资料 (4)4.大波动水力过渡过程计算 (7)5.小波动水力过渡过程计算 (15)6.专题研究（必要时） (16)7.应提供的设计成果 (17)34１ 引 言＿＿抽水蓄能电站位于＿＿，在电力系统中的功能是＿＿。
电站总装机容量＿＿MW ，单机容量＿＿MW 。
机组型号＿＿。
电站开发方式(首部开发、中部开发、尾部开发)＿＿。
引本工程为＿＿等工程。
可行性研究报告于＿＿年＿＿月审查通过。
2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程文件(1) 工程可行性研究报告； (2) 工程可行性研究报告审批文件； (3) 技术设计任务书。
2.2 主要设计规范(1) SD 303—88 水电站进水口设计规范 (2) SD 144—85 水电站压力钢管设计规范(试行) (3) DL/T 5058-1996 水电站调压室设计规范 (4) SDJ 173—85 水力发电厂机电设计技术规范 (5) SD 134—84 水工隧洞设计规范(试行) (6) GB 9652—88 水轮机调速器与油压装置技术条件2.3《水电站机电设计手册》(水力机械部分)。
3 计算基本资料3.1 水库(水池)特征水位(1) 上库(上水池)水位：正常蓄水位＿ｍ；死 水 位＿ｍ。
(2) 下库(下水池)水位：正常蓄水位＿ｍ；死 水 位＿ｍ。
提示：对于混合式抽水蓄能电站，尚应补充上、下库设计、校核洪水位。
3.2 引水系统布置(1)引水系统平面布置(2)引水系统纵剖面布置(3)引水系统特征参数，见表1表1 引水系统特征参数表管道编号部位直径m面积m2长度m管道末端高程m水头损失系数，×Q2备注局部水头损失沿程水头损失水轮机工况水泵工况最大值平均值最小值1…注：（1）引水系统编号示意图，可表示在上表备注栏中。
（2）Q为水轮机流量或水泵流量。
对于沿程水头损失，指管道本身流量，对于局部水头损失，指主管道流量。
（3）水头损失系数按有关水力学手册和规范进行计算，必要时进行水工模拟试验，参照使用试验成果。
3.3 机组参数及特性3.3.1 机组主要参数(1)机型＿＿；(2)额定转速ｎ0 ：＿＿r／min；(3)飞逸转速ｎｐ：＿＿r／min；(4)额定出力：＿＿MW；(5)输入功率：＿＿MW；(6)转轮直径：＿＿ｍ；(7)飞轮力矩GD2：＿＿t.ｍ2；(8)安装高程：＿＿ｍ；(9)额定水头的发电流量：＿＿ｍ３／ｓ；(10)最高扬程的流量：＿＿ｍ3／ｓ；(11)最低扬程的流量：＿＿ｍ３／ｓ。
3.3.2 机组特性(1)机组全特性曲线(Q′１-ｎ′１）；(2)机组转矩全特性曲线(M′1-ｍ′１）；5(3)H-P,H-Q,H-Y特性曲线；(4)P-Q,P-Y特性曲线。
符号说明：Q′1——单元流量；ｎ′１——单元转速；M′１——单元力矩；H——对应工况的水头；P——对应工况的出力；Q——对应工况的流量；Y——对应工况的效率。
3.3.3 机组运行的可能特性和要求及电力系统资料(1)水轮机丢弃全负荷的最多可能台数：＿＿；(2)水泵断电的最多可能台数：＿＿；(3)ＡＦＣ调相运行方式负荷变动要求：＿＿；(4)电力系统资料：主要包括电气主结线，电站在系统中的地位，以及电网特性等。
3.4 调压室型式、几何尺寸及参数3.4.1 调压室形式＿＿调压室形式＿＿。
3.4.2 调压室几何尺寸(1)调压室剖面布置图。
(2)控制高程：调压室下部隧洞中心高程＿＿ｍ；调压室下部隧洞洞顶高程＿＿ｍ；调压室下部隧洞底部高程＿＿ｍ；调压室底部高程＿＿ｍ；调压室顶部高程＿＿ｍ；调压室井周地面最高高程＿＿ｍ；调压室井周地面最低高程＿＿ｍ。
67(3)调压室不同高程与断面积对应尺寸，见表2。
表2 调压室不同高程与断面积对应尺寸表断面编号高 程m直m面m 2备 注1说明：断面编号示意图，可在备注栏中表示。
3.4.3 调压室参数根据调压室的型式及细部构造，确定参数。
提示：（1）阻抗式调压室： 阻抗孔口尺寸＿＿ｍ2； 阻抗系数＿＿； （2）差动式调压室： 升管内径＿＿ｍ； 升管外径＿＿ｍ； 升管溢流口高程＿＿ｍ； 升管溢流系数＿＿；孔口流入大井流量系数＿＿； 孔口流出大井流量系数＿＿。
44.14.1.1提示：对于大中型抽水蓄能电站的水力过渡过程计算分析，建议采用特征线法。
本方法计算精度较高，能方便地处理各种复杂的边界条件，合理地计算管道摩阻以及适应导叶各种启闭规律。
4.1.1.1 计算原则和假定(1)水击压力、调压室涌浪以及机组转速升高应联合进行计算；(2)对于复杂管路系统不应进行简化，即是不宜用当量管、合肢(截肢)法进行分析； (3)水流按一维流动考虑； (4)管壁和水流均视作弹性体；(5)管道内充满水(有压流)，不考虑含气的影响。
4.1.1.2 基本方程8⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=∂∂∙+∂∂∙+∂∂=+∂∂+∂∂∙+∂∂∙0022X HV X V g a t H V V Df t V X V V X Hg ⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==∙++∙+a t X D VV f t V t H a g C d d 02d d d d ⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==∙++∙--a t X D VV f t V t H a g C d d 02d d d d 由水流一维流动的运动方程及连续方程，可得如下一组拟线性双曲型偏微分方程：(1): V ——流速，ｍ／ｓ； H ——压力水头，ｍ； X ——网格座标，ｍ； ｔ——时间，ｓ；ｇ——重力加速度，g=9.81ｍ／ｓ2； ａ——D——ｆ——摩阻系数。
4.1.2 计算方法 4.1.2.1 特征线法当假定管道中的有压水流为一维流动时，利用特征线法，可将描述水体非恒定流的运动方程及连续方程转化为两个特征线上的全微分方程：(2)(3)式中符号说明同式(1)。
为了求解上列方程，一般采用一阶有限差分法，已保证有足够的精度。
通常采用矩形网格进行计算。
4.1.2.2 边界条件922α+V h 22αβ+V απVX 1tan-+= 对于抽水蓄能电站来说，其实际边界状况往往比较复杂，故在处理各种边界条件时要进行适当简化，但应以基本上不影响原有的物理状态为原则。
抽水蓄能电站通常应处理如下边界条件： (1)上、下水库(上、下水池)对于水库端具有较大面积的自由水面，可假定在过渡过程计算中，水库水位保持不变。
(2)分岔管及串联管分岔点和串联点处的局部水头损失和流速水头，按压力和流量连续条件考虑。
(3)调压室可将调压室中水体视作刚性，并忽略连接管惯性水头(即动力)的影响。
调压室水位与流动较缓慢时，常用一阶差分近似求解，如利用预测——校正法求解，已足够精度。
(4)水泵水轮机将压力钢管末端至可逆式水泵水轮机组尾水管出口之间范围视作该边界。
由于水泵水轮机的特性通常均以图表形式提供，而且等开度线在水轮机飞逸及制动区变化剧烈，因此，特性曲线的处理成为正确表达该处边界条件的关键。
对特性曲线的处理，通常有以下两种方法，可根据实际情况进行选用。
方法一：为了充分利用特性曲线所提供数值，在数值计算时建议直接利用特性曲线插值，显然采用普通水轮机常用的矩形网格进行插值是有困难的，可以按照全特性的不同区域采用不同的方法进行处理。
利用折线网格进行插值，尽量使折线与等开度线正交。
此外，在过渡过程达到飞逸区后，改为由Q ′1值插值求ｎ′１值，以避免由于等开度线几乎与Q ′１轴平行，使一个ｎ′１值对应有多个Q ′１ 文中符号说明同3.3.2方法二：可逆式水泵水轮机组的特性曲线，也可转化为以开度τ为参数，以(4)及(5)为纵坐标，而以(6)10为横坐标的ｓｖｔｓｒ特性曲线。
对于这时对某一开度而言，其全特性可由两条单值ｓｖｔｅｒ曲线表示，故可将边界方程处理为仅含两个未知量α及V 的非线性方程，利用牛顿——拉甫生法求解。
式中符号说明:H/H R ——β＝M/M R ——无量纲参数；Ｖ＝Q/Q R ——无量纲参数； α＝n/n R ——无量纲参数； Ｈ——机组净水头； ＨＲ——额定水头；Ｍ——作用在机组上的力矩； M Ｒ——额定力矩； Ｑ——机组过流量； ｎ——机组转速； ｎR ——额定转速； π——圆周率。
4.24.2.14.2.1.1 水击压力 (1)压力升高其限制值主要根据经济要求确定，应满足厂家对机组参数限制指标的要求。
蜗壳进口压力最大值＿＿ｍ。
(2)压力降低在引水系统任何位置不允许产生负压，且应有2 m ～3ｍ余压，尾水管进口的允许最大真空度为8 ｍ水柱。
说明：蜗壳进口和尾水管进口均针对发电工况而言，以下同。
4.2.1.2 转速变化根据电站规模、容量及在电力系统中的性质和位置，机组转速上升最大值定为＿＿r ／min 。
4.2.1.3 调压室涌浪最高涌浪应满足调压室布置及安全超高的要求；最低涌浪应高于调压室底高程，并要求有足够水深，以保证隧洞不进气。
(1)调压室最高涌浪允许值＿＿ｍ；(2)调压室最低涌浪允许值＿＿ｍ。
4.2.2 计算条件及工况进行抽水蓄能电站水力过渡过程计算时，必须正确选择上、下库水位、流量和管道上实际可能出现的糙率及机组调节规律、负荷变化等参数和条件。
计算工况即反映了这些参数的选择情况，主要可分为如下两大类：(1)控制工况为了确定诸如压力管道的最高、最低压力、机组的最高速率上升值以及调压室最高、最低涌浪参数，所确立的对应计算条件。
(2)正常运行工况由于抽水蓄能电站运行工况繁多，分析不同的运行工况，对电站的经济安全运行有着重大的意义。
4.2.2.1 各类调保参数的控制工况(1)确定引水系统上游侧最大压力一般出现在上库最高水位，水轮机工况丢弃全负荷。
(2)确定引水系统上游侧最低压力一般出现在上库最低水位，水泵断电工况，导叶拒动。
(3)确定引水系统下游侧最高压力一般出现在下库最高水位，水泵断电工况，导叶拒动。
(4)确定引水系统下游侧最低压力一般出现在下库最低水位，水轮机工况丢弃全负荷，有一台机组拒动。
(5)确定机组最大转速上升一般出现在水轮机工况，丢弃全负荷，有一台机组拒动。
(6)确定上游调压室最高涌浪一般出现在上库最高水位，水轮机工况丢弃全负荷，引水系统应采用最小可能的糙率系数；或者水泵起动工况，相应糙率系数取最大值。
(7)确定上游调压室最低涌浪一般发生在上库最低水位，水泵断电工况，全部机组拒动，引水系统糙率取最大可能值。