excel软件在非满流圆管水力计算中的应用

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1、Excel软件在非满流圆管水力计算中的应用本文通过对非满流圆管的计算公式及常用的计算步骤进行分析，利用Excel软件对非满流圆管的水流条件进行自动计算，有效地简化了计算过程，提高了非满流圆管水力计算的效率关键词：Excel，非满流圆管，水力计算一、概述非满流圆管水力计算是给排水水力计算中的要点和难点，在实际的水力计算过程中，一般依据水力计算的已知条件，通过查《水力计算表》进行不断地调整，以获取最接近于实际值的近似值，计算过程较为繁琐且容易出错。Office是大家熟知并经常使用的办公软件，而Excel作为Office软件套装的其中一

2、个子软件，是一个功能十分强大而且十分易于使用的动态数据分析工具，可以利用公式和函数完成自动的数学计算，有效地处理数组和控制计算。本文通过对非满流圆管的计算公式及常用的计算步骤进行分析，利用Excel软件对非满流圆管的水流条件进行自动计算，有效地简化了计算过程，提高了非满流圆管水力计算的效率。二、非满流圆管水力计算主要计算公式　　给排水工程中，污水管道属非满流圆管，是较为重要且复杂的水力计算，根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006），主要计算公式为：　　Q=V*A　　V=　　式中，　　Q—流量（L/s）；　　V—流速（m

3、/s）；　　A—过水面积（㎡）；　　—粗糙系数；　　—水力半径（m）；　　—水力坡度　　在进行污水管道计算时，一般主要通过流量Q及流速V两个约束条件，通过查水力计算表，对水力坡度、管径D及充满度进行选取，使得各参数符合规范及计算管道的实际要求。我们可以经过对管道过水断面的函数关系进行分析后，利用Excel软件进行公式和函数的自动计算。三、主要关系式　　管道过水断面的主要函数关系如下：　　　　　与θ关系1与θ关系2　　　对应地，R1=(θ1-SIN(θ1)*COS(θ1))*D/4/θ1　　R2=(π-θ2+SIN(θ2)*COS(

4、θ2))/2/(π-θ2)*D/2四、Excel软件在非满流管道计算中的应用在Excel软件中，可利用IF函数进行逻辑判断，如＜0.5则在V=式中R取R1值，反之取R2值。　　利用Excel软件计算的过程式如下：根据D、v计算流量Q　　　　在Excel表格中输入相关关系式，可得如下电子表格：　　注：阴影部分为可调整值，无背景部分为计算结果，θ1、θ2、R1及R2为中间值　　在利用本表格进行计算时，阴影部分的n、D、H/D及I值可在满足规范及计算管道的要求的前提下任意调整，直接输入数值后Q和v值立即可以显示，读者可根据原已求出的设计

5、流量Q值的要求，主要通过调整H/D，求出此管段当过流能力为设计流量Q时的H/D及v值（实际上，此计算过程为拟合管内水流实际情况的过程），如H/D、I及v值满足规范及计算要求，就完成了该管段的水力计算。五、结语　　通常，在给排水管道计算中，非满流圆管计算比压力管、满流管复杂，以上介绍了Excel软件在非满流圆管计算中的应用，读者可采用类似的方法，分析好各约束条件之间的关系，利用Excel软件进行管道的自动计算。另外，压力管、满流管通常为给水管和雨水管的计算，可以直接在计算表中整合，使得计算过程更为简洁。由于较为容易实现，本文不另外叙

6、述。　　管道水力计算是给排水管道设计的重要组成部分，计算过程较为繁琐，减少管道水力计算的工作强度、提高设计效率，一直是给排水设计工的努力方向。本文主要介绍了Excel软件在非满流圆管计算中的应用，供同行们今后在管道水力计算中作为参考。