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技術(shù)文章

地埋式噴灌水力計(jì)算

閱讀:7709          發(fā)布時(shí)間:2017-10-13
  在完成噴頭選型、布置和輪灌區(qū)劃分之后,即可計(jì)算各級管道的流量和進(jìn)行水力計(jì)算。某一支管流量為該支管上同時(shí)工作的噴頭流量之和,干管流量為系統(tǒng)中同時(shí)工作的噴頭流量之和。流量確定后,即可選擇管徑并計(jì)算管道和系統(tǒng)的水頭損失。水力計(jì)算的主要任務(wù)就是確定管道的水頭損失。
 
  1.管道水頭損失的計(jì)算方法
 
  水在管道內(nèi)流動會產(chǎn)生機(jī)械能的損耗,即水頭損失。水頭損失可分為沿程摩阻力損失和局部阻力損失兩種類型。沿程水頭損失為水流過一定管道距離后由于水分子的內(nèi)部摩檫而引起的損失;局部水頭損失為水流經(jīng)過各種管件、閥門等設(shè)備時(shí)因流態(tài)的變化而產(chǎn)生的損失。沿程水頭損失與局部水頭損失之和即為管道的總水頭損失。
 
  1.1沿程水頭損失的計(jì)算
 
  很多計(jì)算沿程水頭損失的經(jīng)驗(yàn)公式。對于硬質(zhì)塑料管道(PVC),常用的計(jì)算公式如下:
 
  Hf=9.48×104×(Q1.77/d4.77)×L
 
  式中:Hf為沿程水頭損失(m);L、Q、d分別為管道長度(m)、流量(m3/h)和管道內(nèi)徑(mm)。
 
  1.2局部水頭損失的計(jì)算
 
  局部水頭損失計(jì)算公式為:
 
  Hj=ξv2/2g
 
  式中:Hj為局部水頭損失(m);ξ為局部阻力損失系數(shù),與管件、閥門的類型與大小有關(guān);v、g分別為管道中水的流速(m/s)和重力加速度(9.81m/s2)。
 
  對于較大的灌溉系統(tǒng),如真正按照公式計(jì)算各個(gè)管件、閥門處的局部水頭損失,工作量將十分龐雜。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,一般先計(jì)算出沿程水頭損失Hf,然后取局部水頭損失Hj=10%Hf即可滿足設(shè)計(jì)要求。
 
  2.支管水力計(jì)算
 
  由于在支管上一般安裝多個(gè)噴頭,因此支管內(nèi)的流量沿流程按一定規(guī)律遞減,故支管的實(shí)際沿程水頭損失比按支管總流量的計(jì)算值要小的多,即:Hf實(shí)際=F×Hf
 
  式中:F為多口出流系數(shù),其值在一般在0.3-0.6之間,與出口數(shù)量、*個(gè)出口位置和管材有關(guān),可通過計(jì)算或查表得出。
 
  支管的水力計(jì)算主要依據(jù)噴灑均勻的原則,即要求支管上任意兩個(gè)噴頭的出水量之差不能大于10%。將這一原則轉(zhuǎn)化為對壓力的要求,即應(yīng)使支管上任意兩個(gè)噴頭處的壓力不能超過噴頭設(shè)計(jì)工作壓力(H設(shè))的20%。設(shè)計(jì)時(shí),不但要計(jì)算水頭損失,而且還要考慮地形對壓力的影響。地理式噴灌
 
  在實(shí)際工程中,有時(shí)為節(jié)省投資而采用變徑支管,或受地塊形狀影響出水口不一定是等間距和等流量,這時(shí)就需要對支管分段進(jìn)行計(jì)算。
 
  支管的水力計(jì)算往往是一個(gè)反復(fù)的過程。在噴頭選型、布置和支管長度確定后,水力計(jì)算的基本流程為:計(jì)算支管流量→初設(shè)管徑→計(jì)算水頭損失→校核出水口處壓力差是否小于等于20%H設(shè)→若超過20%H設(shè),調(diào)整管徑后重復(fù)計(jì)算→zui后確定支管管徑。
 
  設(shè)計(jì)時(shí),一般不用對所有支管進(jìn)行計(jì)算,可選取zui“危險(xiǎn)條件”下的支管做水力計(jì)算。“危險(xiǎn)條件”在大多數(shù)情況下發(fā)生在距首部zui遠(yuǎn)的支管,或系統(tǒng)內(nèi)地形zui高部位的支管。若系統(tǒng)的壓力能滿足這些支管的壓力要求,也就自然滿足其他支管的壓力要求。

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