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《蓄水池自流出水管有关理论参数研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、書水池自诡出水管帝矣理沦家孜血宪山西省农业机械化科学研究所裴二荣柴金城摘要蓄水池(水塔)是水利工程中关键设备之一，研究设计合理的蓄水池自流输水管的管径、流速和流量，是保证节水灌溉工程中需水的水量平衝的必要条件C关键词蓄水池(水塔)自由出流节水灌溉在节水灌溉工程规划设计与田间施工当中.经常会遇到以蓄水池为水源。但蓄水池距灌溉地块较远，若采用池边建站，压力输水管道供水溉灌.势必造成长距离压力输水管道的水力损失，增大运行费用。为改善这一不利的供水条件，就需采用两种方法：一是增大水泵扬程，提高压力；二是增大压力输水管的直径，减少无功水力损失，以满足正常灌溉所需
2、要的工作压力。无论采用上述哪种方法，都将会增加运行费用、增大设备投资、加大安全运行隐患。若能利用蓄水池液面和位置高稈，修渠或铺管自流供水到地边，再进行加压灌溉，将会克服上述缺陷。但蓄水池供水流量在地边不再建设调节水池的条件下，如何适应灌溉需水量的要求，就需进行有关水力参数的计算。在其蓄水池液面高度、位置高稈，输水距离和要求供水流嵐与管道材质确定的情况下，自流供水管的管径、流址与流速如何计算，则为本文研究的重点。1公式推导祐水池(水塔)图1长管管路水力损失计算示意图图1为自流供水系统示意图。如果管路系统较长［L>1OOOd］时，局部水力损失可以忽略不计，
3、亦可根据实际情况.将沿程水力损失增大5%〜10%o如图1,建立a-a与b-b断面的不可压缩流体实际总流的伯努利方程式：Pa/7+a.V«2/2g+Za=Pb/丫+abVb?/2g++hw(D式中：Pa/丫与Pb/了——为a-a与b-b断面上单位重量流体的压力势能•称为压力头(m);aA7/2g与abVb2/2g——为a-a与b-b断面上单位重量流体的动能，亦称速度头(m);九与Zb——为a-a与b-b断面上单位重量流体对于参考基准水平线的位置势能，又称位置头(m);&与ah——为a-a与b-b断面上的动能修正系数，应山各有效断面速度分布情况来确定，对于
4、层流运动取a=2,紊流运动取a-1;P./7+a.V.2/2g+Z.——为a-a断面上单位重量流体的机械能，又称总水头(m);h”——hw=hr+hJt单位重量流体沿管线从a-a断面到b-b断面的机械能损失，又称水力损失。它等于沿程损失与局部损失之和。根据简单管路中长管路的定义，山图1可看出V严0;即a.v.2/2g*0;在简单长管路中,局部水力损失与速度头a,f/2月之和，与沿程水力损失相比非常之小，亦可忽略不计。为计算准确起见，亦可根据管路结构的实际情况，酌情将沿稈水力损失h(增加5-10%o为此，公式①就可变为：P./7+Z.=Pb/7+Z.,+
5、h；②若将b-b断面选在输水管末端管口的中心点上，则Z,.=0,公式②又可变为：总水头H=P./7+乙二R./7+hZ③当管路首末端均与大气相通时，管路首末端对大气的相对压力P./7与K/7的差值为0o总水头H=Za=hrr④2蓄水池自流出水管管径设计例：山西省五台县林业局苗圃地，计划搞明渠供水移动喷灌.但深井距苗圃地较远，且岀水量较小,坛」需在井边新建蓄水池，蓄水后输水管自流到FH间渠道,进行移动喷灌。已知蓄水池距渠首300m远，落差高度2m,移动喷灌'需连续供水40mVh左右，采用通过流城:Q=1.5426x10-3d26949i0565①'=1.
6、5426x10"x12022"(2.15/300)°如PVC塑料管供水，试计算岀适宜的输水管径。解：根据题意，知蓄水池自流供水管的首末端均与大气相通。根据式④,则首端总水头H二乙=2m；由PVC管沿程水力损失计算h(=f(LQm/db)=0.948x105(LQ,77/d477),考虑到速度头abVb2/2g和局部水力损失hj的省略，折中将沿程水力损失增大7.5%,得h/=2+2x0.075=2.15m,可得管内径：d=(fxLxQ-)/hr=4”v(94800x300x40'77)/2.15=122.307mm査PVC管规格，选用(pl25x2.5
7、mm管材作输水管为宜。实际管内径d内=120mmo输水管流速与流量的验证:根据沿程水力损失计算公式：Q=mY(h(db)/n.=177(2.15xJ20477)/(O.948x105x300)=37.99=38n?/h根据连续方程：V=Q/A=38/(900xttx0.122)=0.933m/s考虑到蓄水池液面还有一定的高度，流量和流速将有所增加。所以该设计是符合要求的。3各种管材流■与流速公式推导3.1流量计算公式推导在确定所用管道材质、测量坡降和计算管内径之后，由上述计算管道直径公式可知:通过流最：Q=%丽⑤式中：Q——蓄水池=37.99m5/h
8、;对于铝及铝合金管：Q=1.4581x10-3d2724,i05747对于新钢管：Q=l.61
