水利工程常用计算公式 联系客服

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水利专业常用计算公式

一、枢纽建筑物计算

1、进水闸进水流量计算:Q=B0δεm(2gH03)1/2

式中:m —堰流流量系数 ε—堰流侧收缩系数 2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下: 流速公式: u=CRi 流量公式 Q=Au=ACRi

流量模数

K=ACR

式中:C—谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即

C=

11/6Rn

R—水力半径(m); i—渠道纵坡;

A—过水断面面积(m2);

n—曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。

3、水电站引水渠道中的水流为缓流。水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。逐段试算法的基本公式为

2????a2v2av211??h2?2g?????h1?2g??????△x=

i-if式中:△x——流段长度(m);

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g——重力加速度(m/s2);

h1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深(m); v1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s); a1、a2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;

if——流段的平均水里坡降,一般可采用

222?hfv1n21?-1?n1?2v2???4/3 if??if1?if2?或if?4/3?2??x2?R1R2???? ?; 式中:hf——△x段的水头损失(m)

n1、n2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n1=n2=n; R1、R2——分别为上、下游断面的水力半径(m); A1、A2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡); 4、各项水头损失的计算如下: (1)沿程水头损失的计算公式为

222v1n2?x?n12v2?hf??4/34/3?2?R1R2??? ?(2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:

2?v2??v12 hω?hc?hf?fc??2g?2g???ifL

??5、前池虹吸式进水口的设计公式

(1)吼道断面的宽高比:b0/h0=1.5—2.5; (2)吼道中心半径与吼道高之比:r0/h0=1.5—2.5; (3)进口断面面积与吼道断面面积之比:A1/A0=2—2.5; (4)吼道断面面积与压力管道面积之比:A0/AM=1—1.65;

(5)吼道断面底部高程(b点)在前池正常水位以上的超高值:△z=0.1m—0.2m; (6)进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比:l/P=0.7—0.9; 6、最大负压值出现在吼道断面定点a处,a点的最大负压值按下式确定:

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hB、a??????h0???202g??hw?p*?

式中:?—前池内正常水位与最低水位之间的高差(m);

h0—吼道断面高度(m);

?h*w—从进水口断面至吼道断面间的水头损失(m);

p/?—因法向加速度所产生的附加压强水头(m)。

附加压强水头按下式计算:

??2???*?001??p/??2g?h???0?0??2????????2??? ???式中:?0—吼道断面中心半径(m) 计算结果,须满足下列条件:

hB、a?ha?hv

; 式中: ha—计算断面处的大气压强水柱高(m) Hv—水的气化压强水柱高(m) 最小淹没深度S,可按下式估算:

S/h0?(1~1.75)F?0

式中:F?0—吼道断面的水流弗劳德数,F?0?V0/gh0。 虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现: (1)用真空泵抽气发动,可根据设计条件和工况做设备选型; (2)自发动; (3)水力真空装置; (4)水箱抽气装置。

断流装置常采用真空破坏阀。在已知hB、a值时,真空破坏时的瞬间最大进气量可按下式估算:

Q???a?2ghB、a ?a式中:?—真空破坏阀系统的流量系数;

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?a—真空破坏阀的断面面积(㎡); ?、?a—分别为水河空气的密度。 7、水库蓄水容积 1、总库容估算公式

(1)根据库区尺寸初佑: V=BLH/K V—水库总库容,104·m3(万立米)。

B—坝址处的河谷宽度(相当于坝顶的部仪),m。 L—蓄水后库区延伸长度(回水长度),km(公里)。 H—最大坝前水深,m。

K—按库尾蓄水断面与坝址蓄水断面之比采用的系数:(2)根据淹没面积初估: V=HA/K V—水库总库容,104·m3(万立米)。 A—库区最大水面面积(淹没面积),亩。 K—按以下原则采用的系数:

库底平坦 K=25~30, 库底坡度陡 K=30~38 2、有效库容估算公式: V=ChoF V—水库有效库容,104·m3(万立米)。

ho—多年平均径流深(查《水文手册》),mm(毫米)。 F—水库集雨面积(流域面积),km2(平方公里)。 C—按以下原则采用的系数:

水库为不完全年调节 C=O.2~0.4 水库为完全年调节 C=O.5~1 水库为不完全多年调节 C=l~1.3 水库为完全多年调节 C=1.3~1.5 3、水库灌溉放水流量估算公式: Q=CA Q—最大灌溉放水流量,m3/s。

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l:lO时,K=32;1:5时,K=27