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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。