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附錄L 倒虹吸管設(shè)計計算L，1。倒虹吸管水力計算L 1.1。有壓管流挾沙流速應(yīng)按下式進行計算 式中，vnp，有壓管流挾沙流速,不淤極限流速,m。s ωo 泥沙沉降速度 mm s、ρ,挾沙水流中含沙量，以重量百分比計算、Qnp 出現(xiàn)vnp時管內(nèi)通過的流量，m3。s，d75、小于該粒徑的泥沙重量占75、的泥沙粒徑，mm。可由渠道泥沙級配曲線上查得。管道通過設(shè)計流量時流速v應(yīng)能滿足v、vnp的要求。而通過小流量時若v,vnp。仍會產(chǎn)生淤積、此時應(yīng)采用雙管或者多管布置。以提高單管過水流速v來滿足不淤要求.L、1,2 倒虹吸管進口漸變段.圖L，1。2。1,其局部水頭損失按公式 L，1.2.1、計算，忽略漸變段起始斷面與末端斷面間的沿程損失。兩斷面間的水面落差,Z1。圖L、1,2，2。應(yīng)按式、L,1、2、2、計算,式中.hj1、進口漸變段的局部水頭損失,m Z1,進口漸變段的水面落差、m。v1,v2.分別為渠道進口漸變段始,末斷面的平均流速、m。s.g。重力加速度,m，s2，ξ1,進口漸變段的局部損失系數(shù) 與漸變段的形式有關(guān)，按表L 1.2選取。L、1.3、倒虹吸管出口漸變段、圖L，1,3,其局部水頭損失按公式,L、1、3,1、計算。忽略漸變段起始斷面與末端斷面間的沿程損失 兩斷面間的水面恢復(fù)值.Z3應(yīng)按下式計算，式中、Hj2.出口漸變段的局部水頭損失。m.Z3 出口漸變段的水面恢復(fù)值，m，v.v3。分別為管道出口和出口漸變段末斷面的平均流速,m。s.ξ2、出口漸變段的局部損失系數(shù)、與漸變段的形式有關(guān)，按表L。1 2選取.L。1。4，倒虹吸管的水頭損失包括局部水頭損失和沿程水頭損失兩大類,倒虹吸管的水頭損失按下列公式計算 1,倒虹吸管的局部水頭損失應(yīng)按下式計算.式中,hj 倒虹吸管的局部水頭總損失.m，ψ，ψi一一分別表示管道出口斷面面積和局部阻力損失處的相應(yīng)斷面面積 m2.ξi 為某一局部水頭損失系數(shù).如攔污柵。閘門槽 進水口.彎管 出水口等的局部水頭損失系數(shù)。不包括ξ1和ξ2。各類水頭損失系數(shù)的計算方法如下。1。攔污柵水頭損失系數(shù)ξs，當(dāng)攔污柵無獨立支墩時，圖L、1，4，1,應(yīng)按下式計算，當(dāng)攔污柵有獨立支墩時、應(yīng)按下式計算、式中、ξs.包，攔污柵水頭損失系數(shù),β1.β2一一分別為攔污柵柵片及攔污柵支墩形狀系數(shù).可按表L。1,4 1.取值、s1,b1 分別為攔污柵柵片厚度及柵片間距,mm.s2、b2,分別為攔污柵支墩厚度及支墩間凈距.mm，a、攔污柵柵面的傾角,度。2,進水口水頭損失系數(shù)ξj 進水口水頭損失系數(shù)與進口形狀是否圓順有關(guān),可按表L、1，4。2取值,豎井式倒虹吸管進口損失系數(shù)可取1、0 緩坡式無修圓進口?？扇?.5.3。閘門槽水頭損失系數(shù)上,平板門門槽水頭損失系數(shù)ξm為0.05.0.15。4，壓力管道漸變段水頭損失系數(shù)ξjb 當(dāng)壓力管道由方變圓或收縮時，ξjb、0，05。當(dāng)壓力管道由圓變方或擴大時.ξjb。0,10、擴散角不宜大于10。5.壓力管道的彎道水頭損失系數(shù)ξw 壓力管道的彎道水頭損失系數(shù)與拐角θ,拐彎半徑R及管道內(nèi)徑Do有關(guān)、可先由表L，1.4，3查出ξ90 值 圖L。1 4 2。再從表L.1.4，4。查出γ 則ξw.γξ90。6，旁通管的水頭損失系數(shù)ξp 倒虹吸管的沖沙。放空，進人孔等旁通管的損失系數(shù),一般采用0 10。7，管道出口水頭損失系數(shù)ξc 倒出口吸管出口入明渠的損失系數(shù)可按表L。1,4。5選取，2，倒虹吸管的沿程阻力水頭損失可按下列公式計算，式中，hf一一倒虹吸管沿程阻力總水頭損失.m Ci、管身計算段水流的謝才系數(shù).s,謝才系數(shù)C與糙率有關(guān).Ri、管身計算段水流的水力半徑,Li，管身計算段的管長 m。ω,管道出口橫斷面積 m2、ωi。管身計算段橫斷面積，m2.n，邊壁糙率 與邊壁材料有關(guān).3.倒虹吸管的總水頭損失hw應(yīng)按下式計算.4.進口漸變段末端至管道出口的總水面降落.Z2的計算。進口漸變段末端至管道出口水面降落由兩部分組成 一是進口漸變段至倒虹吸進口間的連接段的水面降落,二是管道進口至出口的總水頭損失、hω,由此、進口漸變段末端至管道出口的總水面降落.Z2應(yīng)按下式計算 L。1,5、倒虹吸管過流能力應(yīng)按下列公式計算，式中。Q 管道的泄流量,m3 s,ω。管道出口的橫斷面積,m2,V、管道的斷面平均流速,m.s,Z2 進口漸變段末端斷面至管道出口斷面的水面落差、m.g 重力加速度.m、s2、μ 流量系數(shù)。ω2。進口漸變段末端的過水面積。m2。L.1 6 倒虹吸管進口漸變段起始斷面至出口漸變段末端斷面之間的水面總落差應(yīng)按下式計算.L，1，7 倒虹吸管出口消力池計算 倒虹吸管出口與下游渠道之間,常以漸擴式扭曲面聯(lián)結(jié) 并根據(jù)需要在該聯(lián)結(jié)段內(nèi)設(shè)置消力池。邊界條件比較復(fù)雜.初步估算時，可取池長L 3，4，h.h為渠道設(shè)計水深，單位為m 池深T,0，5D δ 0，3m,D為管內(nèi)徑或管高.δ為管壁厚度。單位均為m，消力池的尺寸，圖L 1,7 1、可采用計及鉛直邊墻阻力在內(nèi)的理論公式進行近似估算、1。擴散式消力池的共軛水深度應(yīng)按下列公式計算。式中。Fr，躍前斷面弗勞德數(shù)、v1，h。躍前斷面平均流速和水深.m,β 共軛斷面底寬比.b1,b2.躍前與躍后斷面的寬度.m。η。共軛斷面水深比。h、躍后斷面第二共軛水深，m,為方便設(shè)計 η、f,Fr.β.的關(guān)系可由圖L 1,7，2查算，2。消力池池深T可按下式計算 式中。σ 安全系數(shù).可取σ、1。05。1。10、Z，消力池出口水面落差 m、Q、倒虹吸管過流量 m3 s,b2 消力池出口寬度、m,ψ,水流自消力池出流的流速系數(shù).一般取ψ，0.95.ht 消力池出口渠底以上水深.m,3、水躍長度L、可按下列公式計算、池長可取。L、2。倒虹吸管進口沉沙池的設(shè)置及尺寸L 2,1。倒虹吸管的進水口前是否設(shè)置沉沙池。應(yīng)根據(jù)渠道來水的含沙量,渠道功能和整體設(shè)計確定 在黃土高原,花崗巖地區(qū)的多泥沙渠道上以及沿渠道坡面來水處理不當(dāng),泥沙容易入渠的倒虹吸管進水口前宜設(shè)置沉沙池和沖沙閘 L 2 2。含沙量較少渠道上倒虹吸管進口沉沙池的尺寸按下列公式估算,式中,L,池長、m，B,池寬。m。T。渠底以下池深.m，h.渠道的設(shè)計水深，m.b,渠底寬度。m.D，管徑或管高,m,δ。管壁厚度.m、L 2.3 含沙量較多渠道上倒虹吸管進口沉沙池的尺寸 在初步擬定水深H h,T,和池寬B后.應(yīng)按下式核算其斷面的平均流速v是否滿足沉沙要求，式中、Q，渠道流量、m3，s H 水深，m、B,池寬，m v，斷面的平均流速.m.s、當(dāng)泥沙沉降最小粒徑為0，05mm、0、10mm時.滿足沉沙要求的池內(nèi)平均流速為0，05m、s、0 15m.s。當(dāng)泥沙沉降最小粒徑為0。25mm時,滿足沉沙要求的池內(nèi)平均流速為0.25m。s，0。55m。s,當(dāng)泥沙沉降最小粒徑為0,35mm時 滿足沉沙要求的池內(nèi)平均流速為0,40m、s.0。80m.s,L，2,4、根據(jù)實驗.泥沙沉降的水平長度L，與沉沙池內(nèi)水深H。平均流速V以及泥沙沉降速度ωo有關(guān) 可按下列公式計算,沉沙池估算長度，當(dāng)粒徑d75,0。1mm時.當(dāng)粒徑0,15mm.d75,1，5mm。時。當(dāng)粒徑由d75.1、5mm時、式中.k.安全系數(shù)。宜取1.2。1.5、ωo、一泥沙沉降速度.cm,s.與泥沙粒徑 水溫及水的動黏滯系數(shù)有關(guān)，μ，動力黏滯系數(shù).g,s cm2 γs,泥沙顆粒密度,宜取γs.2、65g。cm3 γw、水的密度 g，cm3、t.水溫.