虹吸管設(shè)計(jì)方法及其在工程中的應(yīng)用

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)流體力學(xué)科技論文虹吸管設(shè)計(jì)方法及其在工程中的應(yīng)用摘要：虹吸管是利用大氣壓力而工作的一種壓力輸水管道，具有施工工藝簡單、能跨越高地減少土方開挖、工程維護(hù)方便、工程造價(jià)較低、不易引起穿越出滲漏破壞等優(yōu)點(diǎn)。本文簡要介紹了虹吸管的原理和設(shè)計(jì)方法，列舉了虹吸管在排水工程和城市取水工程方面的幾個(gè)典型應(yīng)用。關(guān)鍵詞：虹吸管；真空度；能量方程；設(shè)計(jì)；排水；城市取水SiphonDesignMethodItsApplicationsinEngi

2、neeringAbstract:Siphonisakindofpressurewaterpipethatutilizebarometricpressurewithfeaturedbysimpleconstructiontechnologydecreaseearthwkexcavationthatcrossthehighlconvenientengineeringmaintenancelowprojectcostlessleakageda

3、mageattraversingpoints.Thispaperintroducesprincipledesignmethodofsiphonlistssometypicalapplicationsofsiphonindrainagewksurbanwaterengineering.Keywds:siphonvacuumdegreeenergyequationdesigndrainurbanwaterengineering一、虹吸管的原

4、理虹吸管是一種壓力輸水管道，一般頂部彎曲，且其高程高于上游供水水面，一旦在虹吸管內(nèi)形成真空，使作用在上游水面的大氣壓強(qiáng)和虹吸管內(nèi)壓強(qiáng)之間產(chǎn)生壓差，水流即能通過虹吸管最高處引向低處，形成連續(xù)的水流。虹吸管頂部的真空值理論上不能大于最大真空度，即10m水柱高度。實(shí)際上，當(dāng)虹吸管內(nèi)壓強(qiáng)接近該溫度下的汽化壓強(qiáng)時(shí)，液體將產(chǎn)生汽化，破壞水流的連續(xù)性，故一般虹吸管的真空值在7~8m之間。虹吸管具有施工工藝簡單、能跨越高地、減少土方開挖、工程維護(hù)方便、

5、工程造價(jià)較低、不易引起穿越處滲漏破壞等優(yōu)點(diǎn)。二、虹吸管的設(shè)計(jì)方法哈爾濱工業(yè)大學(xué)流體力學(xué)科技論文虹吸管是靠進(jìn)出口之間的水位高差驅(qū)動(dòng)水流的。這個(gè)水位差一般都比較有限，因此，設(shè)計(jì)中虹吸管各段連接應(yīng)力求流暢，彎管圓滑，以減少局部水頭損失，也就是說在構(gòu)造上力求使局部損失系數(shù)最小。在滿足需要的情況下，管內(nèi)壁要光潔，彎管圓滑平順，曲率半徑不宜過小，管路總長度也力求短些。虹吸管在負(fù)壓條件下工作，這就要求管路要具有較高的密封性，不能漏氣，為此，一般盡力減

6、少法蘭盤連接，特別是處于上部的管段。如果是現(xiàn)場焊管，對焊接縫要嚴(yán)格檢驗(yàn)或通過打壓試驗(yàn)檢測。另一方面，虹吸管內(nèi)的設(shè)計(jì)流速一般在1ms以上，以使水流具有一定的挾氣能力，把挾帶在水中的空氣帶走，不至在管頂部形成“氣室”，保持管內(nèi)水流的連續(xù)性，這樣可以較長時(shí)間工作。要提高虹吸管過水能力，進(jìn)出水池條件也是很重要的。進(jìn)水池中的水流應(yīng)力求通暢、速度較緩而均勻，避免旋渦。出水口也應(yīng)流暢，使出來的水盡快沿渠流走，不使水位壅高，保持上下游水位差，也就保持了

7、水流的穩(wěn)定性，保證了過流量。設(shè)計(jì)中大多數(shù)都將虹吸管進(jìn)出口淹沒在進(jìn)出水池中，以防止進(jìn)入空氣。事實(shí)上，根據(jù)需要或條件限制出口不淹沒在水中也是可以的。三、虹吸管在工程中的應(yīng)用1.虹吸管在排水工程中的應(yīng)用虹吸管在排水工程中的應(yīng)用虹吸排水是一種古老的排水方法。在我國黃河中下游沿岸，部分河岸高出兩側(cè)農(nóng)田的地區(qū)，可以利用虹吸管對這些農(nóng)田進(jìn)行灌溉和排淤。80年代末，法國運(yùn)用虹吸排水這一技術(shù)來解決邊坡地下水位過高的問題，降低了地下水位，穩(wěn)定了邊坡，取得了