大口徑長距離輸水管道沿程水頭損失計算研究.pdf

1、隨著我國城鎮(zhèn)化步伐的加快，水資源短缺嚴(yán)重制約了城市生存及發(fā)展，輸水工程成為解決該問題的主要措施;全球變暖、環(huán)境污染等因素使得大口徑長距離管道深受設(shè)計者的親睞。管道材料也不僅僅局限于傳統(tǒng)管材（砼管、鋼管、鑄鐵管），而逐步轉(zhuǎn)向新型材料（玻璃鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP管）等）。新疆北疆供水工程自2005年運行時，發(fā)現(xiàn)小洼槽、三個泉倒虹吸實際過流能力與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不符。本文探究了造成該問題的主要原因，在此基礎(chǔ)上拓展研究了大口徑玻璃鋼管、PC

2、CP管水力計算方法，主要是沿程水頭損失計算;并確定兩種管材當(dāng)量粗糙度取值范圍及經(jīng)濟流速條件下不同管徑對應(yīng)的沿程摩擦系數(shù)（海曾—威廉系數(shù)），為大口徑玻璃鋼管、PCCP管工程設(shè)計提供參考依據(jù)。最終得出結(jié)論:
　　(1)經(jīng)過對小洼槽、三個泉等倒虹吸原型資料分析，梳理了輸水管道水力計算方法，判別了不同流量下管道內(nèi)的水流流態(tài)，發(fā)現(xiàn)管道水流處于紊流過渡區(qū)，并非一般認(rèn)為的紊流粗糙區(qū)（阻力平方區(qū)），而兩個倒虹吸水力計算均是按照紊流粗糙區(qū)公式（謝才

3、公式）計算。因此管道水流流區(qū)判斷誤差是造成“小洼槽過流量不夠，三個泉過流量富余”的主要原因。
　　(2)通過判別常見直徑規(guī)格的大口徑有壓管道不同工況條件下水流流態(tài)，根據(jù)流態(tài)確定水力計算方法。發(fā)現(xiàn)大口徑有壓玻璃鋼管道水流一般工況下處于紊流過渡區(qū)，不排除紊流光滑區(qū)的可能;而大口徑有壓PCCP管流也基本處于紊流過渡區(qū)，但也有可能達(dá)到紊流粗糙區(qū)。
　　(3)利用齊恩公式、哈蘭德公式計算小洼槽、三個泉倒虹吸水頭損失值，結(jié)合實測數(shù)據(jù)比較