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地理式喷灌水力计算

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地理式喷灌水力计算

发布日期:2015-12-14 19:36 来源:http://www.zg-ry.com 点击:

水力计算

        在完成喷头选型、布置和轮灌区划分之后,即可计算各级管道的流量和进行水力计算。某一支管流量为该支管上同时工作的喷头流量之和,干管流量为系统中同时工作的喷头流量之和。流量确定后,即可选择管径并计算管道和系统的水头损失。水力计算的主要任务就是确定管道的水头损失。

        1.管道水头损失的计算方法

        水在管道内流动会产生机械能的损耗,即水头损失。水头损失可分为沿程摩阻力损失和局部阻力损失两种类型。沿程水头损失为水流过一定管道距离后由于水分子的内部摩檫而引起的损失;局部水头损失为水流经过各种管件、阀门等设备时因流态的变化而产生的损失。沿程水头损失与局部水头损失之和即为管道的总水头损失。

         1.1沿程水头损失的计算

         很多计算沿程水头损失的经验公式。对于硬质塑料管道(PVC),常用的计算公式如下:

         H f = 9.48×104×(Q1.77/d4.77)×L

         式中:Hf为沿程水头损失(m);L、Q、d分别为管道长度(m)、流量(m3/h)和管道内径(mm)。

         1.2局部水头损失的计算

         局部水头损失计算公式为:

         Hj =ξ v2/2g

         式中:Hj为局部水头损失(m);ξ为局部阻力损失系数,与管件、阀门的类型与大小有 关;v、g分别为管道中水的流速(m/s)和重力加速度(9.81m/s2)。

         对于较大的灌溉系统,如真正按照公式计算各个管件、阀门处的局部水头损失,工作量将十分庞杂。因此在实际设计工作中,一般先计算出沿程水头损失Hf,然后取局部水头损失Hj = 10% Hf 即可满足设计要求。

         2.支管水力计算

         由于在支管上一般安装多个喷头,因此支管内的流量沿流程按一定规律递减,故支管的实际沿程水头损失比按支管总流量的计算值要小的多,即:Hf实际 = F × Hf

         式中:F为多口出流系数,其值在一般在0.3-0.6之间,与出口数量、第一个出口位置和管材有关,可通过计算或查表得出。

         支管的水力计算主要依据喷洒均匀的原则,即要求支管上任意两个喷头的出水量之差不能大于10%。将这一原则转化为对压力的要求,即应使支管上任意两个喷头处的压力不能超过喷头设计工作压力(H设)的20%。设计时,不但要计算水头损失,而且还要考虑地形对压力的影响。地理式喷灌

         在实际工程中,有时为节省投资而采用变径支管,或受地块形状影响出水口不一定是等间距和等流量,这时就需要对支管分段进行计算。

         支管的水力计算往往是一个反复的过程。在喷头选型、布置和支管长度确定后,水力计算的基本流程为:计算支管流量→初设管径→计算水头损失→校核出水口处压力差是否小于等于20% H设→若超过20% H设,调整管径后重复计算→最后确定支管管径。

         设计时,一般不用对所有支管进行计算,可选取最“危险条件”下的支管做水力计算。“危险条件”在大多数情况下发生在距首部最远的支管,或系统内地形最高部位的支管。若系统的压力能满足这些支管的压力要求,也就自然满足其他支管的压力要求。


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