虹吸技术原理 幻灯片
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断面平均流速：为了研究方便，不分别考虑过水断面上各点流速不相同的问题。
流量与过水断面的比值称为断面平均流速，用v表示，单位m/s。 Q= vA(总流量=断面平均流速×断面面积）
实际工程计算中最经常采用断面平均流速计算流量。
水流运动类型
匡能虹吸技术原理
恒定流与非恒定流 均匀流与非均匀流 渐变流与急变流 有压流与无压流
均匀流：同一流线上液体质点大小和方向沿程没有变化。
非均匀流：液流流线上各质点的运动要素沿程变化。
匡能虹吸技术原理
渐变流与急变流
非均匀流中，根据流线的不平行程度和弯曲程度，可分为渐变流和急变流。
渐变流：流线接近于平行直线的运动。 急变流：流线的曲率较大，流线之间的夹角较大的流动。
渐变流
急变流
渐变流
渐 变 流
檐沟外排水
匡能虹Biblioteka Baidu技术原理
雨水斗
一般用于居住建筑， 屋面面积比较小的公共建 筑和单跨工业建筑，屋面 雨水汇集到屋顶的檐沟里， 然后流入雨落管，沿雨落 管排泄到地下管沟或排到 地面。
承雨斗 立管
檐沟
天沟外排水
天沟
匡能虹吸技术原理
山墙 溢流口
一般用于排除大型屋 面的雨、雪水。特别是多 跨度的厂房屋面，多采用 天沟外排水。
虹吸广泛应用的原因
设计可靠 布局自由 安全耐用 施工量少 选材灵活 适用面广
由专业公司完成无须设计师自己计算 立管少水平管无须坡度 有问题的系统使用后几场雨就可以发现了 立管埋地管少,系统可预制 可以按照建筑物的美观要求、特殊性选材 底层、大面积、结构复杂屋面可有效使用
匡能虹吸技术原理
绝对压强
在水力计算中计入大气压 以没有空气的绝对真空为零基准计算出的压强
用Pabs表示，即Pabs =Pa +עh
相对压强
在水力计算中不计入大气压 以大气压作为零基准计算出的压强
用P表示，即P =עh
真空压强
当某点的绝对压强小于当地大气压强时就是该点产生了真空 发生真空的地方相对压强出现了负值，简称负压。
匡能虹吸技术原理
无压流与有压流
根据液体的流动过程中有无自由表面，可将液流分为无压流和有压流。
无压流：液体流动时存在自由液面，一部分与壁面接触、一部分与空气接触。
有压流：液体流动时整个周界都与固体壁面接触，无自由液面。
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
什么是雨水排水系统
匡能虹吸技术原理
建筑雨水排水系统是建筑物给排水系统的重要 组成部分，它的任务是及时排除降落在建筑物屋面 的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁， 或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人 们正常生活和生产活动。
匡能虹吸技术原理
液体受压时体积压缩变形 压力消除后恢复原状 液体的体积随着压强的增大而减小
高速流动的液体体积变小
液体的热胀性
匡能虹吸技术原理
液体的体积随着温度的升高而膨胀增大 温度降低后后恢复原状
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
大气压强
地球表面大气所产生的压强 一个标准大气压为101.3kN/m2 水力学计算一般用工程大气压，为98kN/m2。 压强的单位表示 以应力单位表示：kN/m2，用Pa表示，称帕斯卡，简称帕。 以工程大气压表示：1个工程大气压=98kPa(10米水柱底部的压强） 以水柱高度表示：用工程大气压中计算的水柱高度来表示
用Pv表示，即Pv =－עh
匡能虹吸技术原理
静水压强
产生原因 静止的液体对与其约束边界的壁面有压力作用 相邻的液体之间有压力作用
基本方程
P=Po+עh
压强=水面大气压强+水的容重×水深 特性
静水压强方向与受压面垂直并指向受压面 静水中任何一点上各个方向的静水压强大小均等
匡能虹吸技术原理
静水压强分布图
匡能虹吸技术原理
建筑雨水排水系统的分类
屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为：外排水系统和内排水系统。
内排水 系统
屋面雨水系统
外排水 系统
匡能虹吸技术原理
外排水系统
外排水是指屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水管道的雨水排放方式。 按照屋面有无天沟可以分为以下两种：
檐沟外排水
外排水 系统
天沟 外排水
流线法 流场：液体运动所占据的空间。 流线：流场内液体质点运动的曲线。
概念：分析流场中水质点在通过固定空间时的速度、压强变化情况，来获得
液体运动的规律。
特征：
●流线上所有质点的切线方向就代表该点的运动方向。 ●流线不会相交、不能是折线，只能是一条连续、光滑的曲线。
▽相交时：交点处流速会有两个方向。 ▽折线时：转折点会出现两个流动方向的矛盾现象。
泄压管 消能池
检查井
匡能虹吸技术原理
天沟外排水分类 根据立管连接雨 水斗的个数分为
单斗、多斗雨 水排水系统
内排水 系统
根据系统是否与 大气相通分为
密闭系统 敞开系统
按雨水管中水流的 设计流态可分为
重力半有压流雨水系统 重力无压流雨水系统
压力流雨水系统 （虹吸式雨水系统）
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
水力学
匡能虹吸技术原理
阿基米德—流体静力学 约翰·伯努利—理想流体稳定流动的动力学方程 欧拉—理论流体力学的奠基人
液体的粘滞性
匡能虹吸技术原理
运动的液体 流层之间存在相对运动 产生内摩擦力 具有抵抗切应变的能力
静止的液体是不显示粘滞性的
越靠近管壁流速越慢
液体的压缩性
匡能虹吸技术原理
恒定流与非恒定流
根据液体的流动要素是否随着时间的变化而变化，可将液流分为恒定流和非恒定流。
恒定流：液体运动时任何空间上的质点（流速大小、方向）不随时间而改变。 非恒定流：液体运动时任何空间上的质点（流速大小、方向）随着时间而改变。
恒定流
非恒定流
匡能虹吸技术原理
均匀流与非均匀流
根据液体的流动速度是否随着位置的变化而变化，可将液流分为均匀流和非均匀流。
随着高度的减少而均匀加大
匡能虹吸技术原理
液体运动规律
研究办法
匡能虹吸技术原理
迹线法：以液体质点运动的轨迹来研究。 不常用：分析水流运动时很多较难解决的数学问题。
流线法：以充满液体质点的空间的液体流速、压强变化来研究。 常用：简便实用，分析水流运动时以液体流动空间为研究对象。
匡能虹吸技术原理
液体运动规律
匡能虹吸技术原理
断面流速
过水断面：与流线正交的液流横断面。
流线互相平行时，过水断面为平面 。 流线没有互相平行时，过水断面为曲面 。 用A表示，单位为m2 。
匡能虹吸技术原理
断面流速
过水断面：与流线正交的液流横断面。 用A表示，单位为m2 。
流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。 用Q表示，单位为m3/s或L/s。
流量与过水断面的比值称为断面平均流速，用v表示，单位m/s。 Q= vA(总流量=断面平均流速×断面面积）
实际工程计算中最经常采用断面平均流速计算流量。
水流运动类型
匡能虹吸技术原理
恒定流与非恒定流 均匀流与非均匀流 渐变流与急变流 有压流与无压流
均匀流：同一流线上液体质点大小和方向沿程没有变化。
非均匀流：液流流线上各质点的运动要素沿程变化。
匡能虹吸技术原理
渐变流与急变流
非均匀流中，根据流线的不平行程度和弯曲程度，可分为渐变流和急变流。
渐变流：流线接近于平行直线的运动。 急变流：流线的曲率较大，流线之间的夹角较大的流动。
渐变流
急变流
渐变流
渐 变 流
檐沟外排水
匡能虹Biblioteka Baidu技术原理
雨水斗
一般用于居住建筑， 屋面面积比较小的公共建 筑和单跨工业建筑，屋面 雨水汇集到屋顶的檐沟里， 然后流入雨落管，沿雨落 管排泄到地下管沟或排到 地面。
承雨斗 立管
檐沟
天沟外排水
天沟
匡能虹吸技术原理
山墙 溢流口
一般用于排除大型屋 面的雨、雪水。特别是多 跨度的厂房屋面，多采用 天沟外排水。
虹吸广泛应用的原因
设计可靠 布局自由 安全耐用 施工量少 选材灵活 适用面广
由专业公司完成无须设计师自己计算 立管少水平管无须坡度 有问题的系统使用后几场雨就可以发现了 立管埋地管少,系统可预制 可以按照建筑物的美观要求、特殊性选材 底层、大面积、结构复杂屋面可有效使用
匡能虹吸技术原理
绝对压强
在水力计算中计入大气压 以没有空气的绝对真空为零基准计算出的压强
用Pabs表示，即Pabs =Pa +עh
相对压强
在水力计算中不计入大气压 以大气压作为零基准计算出的压强
用P表示，即P =עh
真空压强
当某点的绝对压强小于当地大气压强时就是该点产生了真空 发生真空的地方相对压强出现了负值，简称负压。
匡能虹吸技术原理
无压流与有压流
根据液体的流动过程中有无自由表面，可将液流分为无压流和有压流。
无压流：液体流动时存在自由液面，一部分与壁面接触、一部分与空气接触。
有压流：液体流动时整个周界都与固体壁面接触，无自由液面。
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
什么是雨水排水系统
匡能虹吸技术原理
建筑雨水排水系统是建筑物给排水系统的重要 组成部分，它的任务是及时排除降落在建筑物屋面 的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁， 或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人 们正常生活和生产活动。
匡能虹吸技术原理
液体受压时体积压缩变形 压力消除后恢复原状 液体的体积随着压强的增大而减小
高速流动的液体体积变小
液体的热胀性
匡能虹吸技术原理
液体的体积随着温度的升高而膨胀增大 温度降低后后恢复原状
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
大气压强
地球表面大气所产生的压强 一个标准大气压为101.3kN/m2 水力学计算一般用工程大气压，为98kN/m2。 压强的单位表示 以应力单位表示：kN/m2，用Pa表示，称帕斯卡，简称帕。 以工程大气压表示：1个工程大气压=98kPa(10米水柱底部的压强） 以水柱高度表示：用工程大气压中计算的水柱高度来表示
用Pv表示，即Pv =－עh
匡能虹吸技术原理
静水压强
产生原因 静止的液体对与其约束边界的壁面有压力作用 相邻的液体之间有压力作用
基本方程
P=Po+עh
压强=水面大气压强+水的容重×水深 特性
静水压强方向与受压面垂直并指向受压面 静水中任何一点上各个方向的静水压强大小均等
匡能虹吸技术原理
静水压强分布图
匡能虹吸技术原理
建筑雨水排水系统的分类
屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为：外排水系统和内排水系统。
内排水 系统
屋面雨水系统
外排水 系统
匡能虹吸技术原理
外排水系统
外排水是指屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水管道的雨水排放方式。 按照屋面有无天沟可以分为以下两种：
檐沟外排水
外排水 系统
天沟 外排水
流线法 流场：液体运动所占据的空间。 流线：流场内液体质点运动的曲线。
概念：分析流场中水质点在通过固定空间时的速度、压强变化情况，来获得
液体运动的规律。
特征：
●流线上所有质点的切线方向就代表该点的运动方向。 ●流线不会相交、不能是折线，只能是一条连续、光滑的曲线。
▽相交时：交点处流速会有两个方向。 ▽折线时：转折点会出现两个流动方向的矛盾现象。
泄压管 消能池
检查井
匡能虹吸技术原理
天沟外排水分类 根据立管连接雨 水斗的个数分为
单斗、多斗雨 水排水系统
内排水 系统
根据系统是否与 大气相通分为
密闭系统 敞开系统
按雨水管中水流的 设计流态可分为
重力半有压流雨水系统 重力无压流雨水系统
压力流雨水系统 （虹吸式雨水系统）
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
水力学
匡能虹吸技术原理
阿基米德—流体静力学 约翰·伯努利—理想流体稳定流动的动力学方程 欧拉—理论流体力学的奠基人
液体的粘滞性
匡能虹吸技术原理
运动的液体 流层之间存在相对运动 产生内摩擦力 具有抵抗切应变的能力
静止的液体是不显示粘滞性的
越靠近管壁流速越慢
液体的压缩性
匡能虹吸技术原理
恒定流与非恒定流
根据液体的流动要素是否随着时间的变化而变化，可将液流分为恒定流和非恒定流。
恒定流：液体运动时任何空间上的质点（流速大小、方向）不随时间而改变。 非恒定流：液体运动时任何空间上的质点（流速大小、方向）随着时间而改变。
恒定流
非恒定流
匡能虹吸技术原理
均匀流与非均匀流
根据液体的流动速度是否随着位置的变化而变化，可将液流分为均匀流和非均匀流。
随着高度的减少而均匀加大
匡能虹吸技术原理
液体运动规律
研究办法
匡能虹吸技术原理
迹线法：以液体质点运动的轨迹来研究。 不常用：分析水流运动时很多较难解决的数学问题。
流线法：以充满液体质点的空间的液体流速、压强变化来研究。 常用：简便实用，分析水流运动时以液体流动空间为研究对象。
匡能虹吸技术原理
液体运动规律
匡能虹吸技术原理
断面流速
过水断面：与流线正交的液流横断面。
流线互相平行时，过水断面为平面 。 流线没有互相平行时，过水断面为曲面 。 用A表示，单位为m2 。
匡能虹吸技术原理
断面流速
过水断面：与流线正交的液流横断面。 用A表示，单位为m2 。
流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。 用Q表示，单位为m3/s或L/s。