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给排水设计各种计算60837

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'给排水设计各种计算60837给排水设计各种计算.txt如果你看到面前的阴影,别怕,那是因为你的背后有阳光!我允许你走进我的世界,但绝不允许你在我的世界里走来走去。目录1.给水设计流量…………………………………………………………………………22.短管计算………………………………………………………………………………23.水池调节容积计算……………………………………………………………………34.热媒消耗量计算……………………………………………………………………...45.容积式加热器…………………………………………………………………………56.快速加热器……………………………………………………………………………67.膨胀管…………………………………………………………………………………68.管道热伸长量计算……………………………………………………………………79.饮用水计算……………………………………………………………………………710.排水流量计算…………………………………………………………………………811. 洗衣工作量计算……………………………………………………………………...1012.孔口和管嘴出流………………………………………………………………………1013.堰流计算………………………………………………………………………………1114.喇叭口溢流管计算……………………………………………………………………1115.水池泄水管径计算……………………………………………………………………1216.池水的泄空时间………………………………………………………………………12 给水设计流量  1 住宅,公寓,集体宿舍,旅馆,医院,疗养院,休养所,诊疗所,幼儿园,托儿所,办公楼教学楼等建筑的生活给水管道设计秒流量,按下式计算:                ──        qg=0·2a√Ng +KNg   (2·4─1)式中: qg─计算管段的设计秒流量 (L/s)    Ng─计算管段的卫生器具给水当量总数,按表2·4─1确定;    a,K─根据建筑物用途而定的系数,按表2·4─2采用。  1)按上式计算结果,如计算值小于该管段上一个卫生器具给水额定流量时,应采用一个最大的卫生器具给水额定流量作为设计秒流量。这种情况主要发生在支管计算时 ,卫生器具的支管一般不需计算,可按表中所给支管管径选用。  2)如计算值大于该管段上卫生器具给水额定流量的累加值时,应按卫生器具给水额定流量累加值采用。   2 公共浴室,洗衣房,公共食堂,实验室,影剧院,游泳场,体育场(馆)等建筑物的生活给水管道设计秒流量,应按下式计算:        qg=∑q0n0b         (2·4─2)式中  qg─计算管段的给水设计秒流量 (L/s);    q0─同类型的卫生器具给水额定流量 (L/s);    n0─同类型的卫生器具数;    b ─卫生器具的同时给水百分数,见表2·4─3。短管计算  当管道的供水压力已经确定时,如清水池的进水管,溢流管,上区水箱向下区减压供水的供水专用管等的管径和供水流量计算,建议按短管出流方式计算。计算公式如下:          πD2 ───       Q=μ───√2gH        (2·4─11)           4式中 Q─ 管段的通过流量 (m3/s);   μ─ 管段的流量系数;   D─ 管道直径 (m);   g─ 重力加速度为9·81(m/s2);   π─ 常数为3·14;   H─ 管段两端的水头差 (m)。当管段末端为自由出流时               1       μ=──────────      (2·4─12)          ─────────         √1+∑ζ+λL/D当管道末端为淹没出流且自由表面相对D很大时             1       μ=────────        (2·4─13)          ───────         √∑ζ+λL/D式中 ξ─管道局部阻力系数,详见水力计算手册;   λ─管道摩擦阻力系数,见表2·4─8;   L─管道长度 (m)。                          表2·4─8 ━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━ D(mm)│  λ  │D(mm)│  λ  │D(mm)│  λ ─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────    50 │0·051│ 150 │0·037│ 400 │0·028   80 │0·044│ 200 │0·034│ 500 │0·026  100 │0·042│ 300 │0·030│     │ ━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━水池调节容积计算      V1=(Qb-Qg)Tb        (2·5─2)式中  Qb─水泵的出水量 (m3/h)    Qg─水源的供水能力 (m3/h)    Tb─水泵的运行时间 (h)          β      V0=───V             (2·6─4)         1-a式中  P0─罐内初次充水前的绝对压力     P1─设计最小压力,即满足给水系统最不利点供水压力所需的罐内最低         绝对压力    P2─设计最大压力,即停泵时罐内绝对压力    V0─气压罐的总容积    V─气压罐的调节(水)容积V=V1-V2V1─P1时罐内气体容积    V2─P2时罐内气体容积a=P1/P2 β=P1/P0 热媒消耗量计算1直接加热时的蒸汽消耗量按下式计算:                    W      Gm=(1·1~1·2)─────   (3.4─2)                  im-ir或                    W      Gm=(1·1~1·2)─────   (3.4─3)                  im-C·tr 式中 Gm─蒸汽耗量 (Kg/h);   W─设计小时耗热量(KJ/h)按公式(3.3─3),(3.3─4)     计算;im─蒸汽的热焓(KJ/Kg)见表3.4─3;   ir─混合后热水的热焓(KJ/Kg);    ir=C·tr   tr─热水温度(℃)。2 间接加热时的蒸汽耗量                   W      Gm=(1·1~1·2)─────   (3.4─4)                  im-in或                  W      Gm=(1·1~1·2)──   (3.4─5)                  γ式中 in─蒸汽冷凝水的热焓(KJ/Kg);   γ─水蒸汽的汽化热(KJ/Kg)。  3 间接加热时热媒热水的耗量                W Qm=(1.1~1.2)─────────×10-3(3.4─6)            C(tmc-tmz)式中 Qm─用热水作热媒时的耗量    tmc─热媒供水水温(℃),tmc≥tr+10℃;   tmz─热媒回水水温(℃)。  4 燃煤,燃油,煤气和电力直接加热时的耗量          W      Gm=───              (3.4─7)         H·E式中 W─设计小时耗热量(KJ/h);   Gm─燃料耗量(Kg/h);   H─燃料发热量,见表3.4─4;   E─加热器效率。               容积式加热器        1 加热面积计算                         W         F=(1·1~1·2)──────   (3·5─1)                    ε·K·△t      式中 F─表面式水加热器的加热面积(m2);      W─制备热水所需的热量(KJ/h);      K─传热系数(KJ/h·cm2·℃),见表3·5─1;       ε─K值的附加系数,一般采用0·8~0·6;      △t─热媒与被加热水的计算温度差(℃),按下式计算。               tmc+tmz tc+tz         △t=───────-─────    (3·5─2)               2      2      式中 tmc,tmz ─热媒的初温和终温(℃),      当热媒为蒸汽时,按饱和蒸汽温度计算;按蒸汽压力低于70KPa时,按100℃计算。当热媒为高温水时,按供、回水的最低温度计算,但热媒的初温与被加热水的温度差不得小于10℃。      tc,tz─被加热水的初温和终温(℃)。     2 贮水容积     容积式加热器的进水(冷水)一般从下部进入,在容器的底部可能产生滞流,在全部容积内产生分层现象。因此,在计算容积时应附加20~25%。 在前面计算贮热容积时已经知道民用建筑物的贮热(水)容积V为0·75Qh, 考虑附加容积后则为 V=(1·2~1·25)Qh,在不需要精确计算时取 V≈Qh。     3 水头损失     在容积式水加热器的壳程中,水的流程很短,流速很低,水头损失很小,一般为0·005~0·02米水柱,常常忽略不计。         快速加热器        1 加热面积      快速加热器盘管的加热面积按公式(3·5─1)计算,式中的K值按表3·5─2选用,热媒和被加热水的温度差按公式(3·5─3)计算。                △tmax-△tmin         △t=─────────────    (3·5─3)                △tmax             ln───────                △tmin      式中 △t─热媒与被加热水的计算温度差(℃);      △tmax─热媒与被加热水在一端的最大温度差(℃);      △tmin─热媒与被加热水在一端的最小温度差(℃)        2 热媒与被加热水的计算温差     水─水快速加热器,有水─水顺流交换和水─水逆流交换。其△tmax和△tmin如图3·5─1,图3·5─2。对于汽─水快速加热器,只按利用汽化热考虑,热媒温度不变。     3 水头损失计算     快速加热器的管程水流阻力为沿程阻力和局部阻力之和,按下式计算:               λ·L    γv2         h=(───+∑ξ)──        (3·5─4)             d     2g      式中 h─快速加热器管程水头损失(mm水柱);      λ─沿程阻力系数,        钢管:0·03        铜管:0·02       L─被加热水流程总长度(m);      d─传热管计算管径(m);      ξ─局部阻力系数,可近似取∑ξ=(n-1)×1·5+1      n─加热器行程数;      γ─被加热水在平均温度时的容重(Kg/m3);      v─被加热水在管内的流速(m/s)一般采用1~3;      g─重力加速度常数。               膨胀管        当水加热器的冷水由高位水箱供给时,可采用膨胀管来解决热水的膨胀问题。膨胀管高出冷水箱最高水面的高度,可按下式计算。                   γ1         h=1·2H(──-1)        (3·7─1)                γ2      式中 h─膨胀管高出冷水箱最高水面的高度(m);      H─水加热器底部至冷水箱最高水面的垂直高度差(m);      γ1─冷水的密度(Kg/m3);      γ2─热水的密度(Kg/m3)。      膨胀管的管径可按表3·7─2确定。      膨胀管上不得安装阀门,如有冰冻的可能时,应采取保温防冻措施。                管道热伸长量计算        金属管道的热伸长量按下式计算。            △l=a(tm-t1)l        (3·7─3)      式中 △l─管道热伸长量(mm);      l─管道长度(m);      tm─计算管段热水平均温度(℃);      t1─安装管道时周围环境的气温,室内取-5℃,室外架设时取冬季室外           计算温度;      a─金属线膨胀系数(mm/m·℃)。        碳钢管道 a=0·012        铜管道  a=0·020               饮用水计算       1 冷饮水量Q             N·q·K        Q=─────               (4·5─3)             T      式中 N,q,K,T─同前     2 饮水冷负荷           W1=1·2Q(tc-tz)        (4·5─4)      式中 tc─冷水的初温(℃);      tz─冷水的终温(℃)一般为8~12 ℃     3 配水管道冷损失                 2(to-tz)πL        W2=∑───────────────(4·5─5)               2 1   d1              ────+──lg(──)              a·d1 λd0      式中 a─管道保温层表面散热系数(w/m2.K);      d1─保温层外径(m);      d0─管道外径(m);      to─管道周围的空气温度(℃);      L─管道长度(m);      λ─保温材料的传热系数(w/m·K)。     4 冷水箱的冷损失                (to-tz)M        W3=─────────  (4·5─6)               1 X                ──+──             a λ      式中 M─冷水箱的外表面积(m2);      X─保温层厚度(m)。   5 制冷量计算     制冷系统的制冷量按下式计算:           W=1·1~1·2(W1+W2+W3)   (4·5─7)        其中W1是主要负荷,(W2+W3)所占比例很小,因此可采用简化的计算方法,即将式(4·5─4)中的温度差增加2~4℃作为其他冷损失的补偿。变化后的公式如(4·5─8)        W=1·2Q(tc-tz+2)       (4·5─8)     6 冷水箱计算     冷水箱计算包括容积计算和冷冻盘管换热面积计算。     (1)冷水箱容积一般可按贮存0·5小时的冷饮水量计算。     (2)冷冻盘管换热面积一般不需计算,按制冷系统所需的制冷量选择冷水箱。当需要复核盘管换热面积时,可按容积式加热器的计算方法计算,其传热系数采用K=500~600(w/m2.K)。         排水流量计算        1 住宅、集体宿舍、旅馆、医院、幼儿园、办公楼和学校等建筑的生活污水设计秒流量按下式计算:              q=0·12a√N + qm      (7·3─1)      式中: q ─计算管段设计秒流量 (L/s)       N ─计算管段的卫生器具排水当量总数       a ─根据建筑物用途而定的系数,可按表7·3─2确定       qm─计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量 (L/s)        计算所得的流量值如果大于该管段上卫生器具排水流量的累加值时,应按卫生器具排水流量累加值计算。                               表7·3─1     ━━┯━━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━━━━━     序 │           │排水流量│当  量│排  水  管       │卫 生 器 具 名 称│    │    ├────────     号 │           │ L/s│ N  │管  径(mm)     ━━┿━━━━━━━━━━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━━━━━     1 │污水盆        │0·33│1·0 │  50     2 │单格洗涤盆(池)   │0·67│2·0 │  50      3 │双格洗涤盆(池)   │1·00│3·0 │  50     4 │洗手盆,洗脸盆(无塞)│0·10│0·3 │  32       │       (有塞)│0·25│0·75│  32     5 │浴盆         │1·00│3·0 │32~40     6 │淋浴器        │0·15│0·45│  50     7 │大便器        │    │    │       │   高水箱     │1·50│4·5 │ 100       │   低水箱     │2·00│6·0 │ 100       │   自闭冲洗阀   │1·50│4·5 │ 100     8 │小便器        │    │    │       │   手动冲洗阀   │0·05│0·15│40~50       │   自闭冲洗阀   │0·10│0·3 │40~50       │   自动冲洗水箱  │0·17│0·5 │40~50     9 │小便槽(每米长)   │    │    │       │   手动冲洗阀   │0·05│0·15│  ─       │   自闭冲洗阀   │0·17│0·5 │  ─      10│化验盆        │0·20│0·6 │40~50     11│净身器        │0·10│0·3 │40~50     12│饮水器        │0·05│0·15│25~50     13│家用洗衣机      │0·50│1·5 │  50     ━━┷━━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━━━━━━                               表7·3─2     ━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━     建 筑 物 │ 集体宿舍、旅馆和其他公共建 │ 住宅、旅馆、医院、疗     名   称 │ 筑物的公共盥洗室和厕所间  │ 养院、休养所的卫生间     ──────┼───────────────┼───────────     a   值 │      1·5      │  2·0~2·5     ━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━         2 工业企业卫生间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室等建筑物的生活污水设计秒流量,按下式计算:             q=∑qpnb           (7·3─2)      式中:qp─同类型的一个卫生器具排水流量 (L/s)      n─同类型的卫生器具数;    b─卫生器具的同时排水百分数,按表7.3─3,7.3─4,7.3─5               洗衣工作量计算              m·e         G=───                (13·4─1)           n·T      式中 G─洗衣量     (Kg/h)      m─计算单位数   (人;床;户)      e─污衣量标准   (Kg)见表13·4─1。      n─每日工作班制数。一般按一班制计算,大型洗衣房可按二班制计算。      T─每班工作小时数。一般按8小时计算。               孔口和管嘴出流       1各种孔口和管嘴的流量计算公式基本形式相同,只是一些系数因孔口或管嘴形状不同而异,其基本公式如下:      ────   q=μω√(2gH)(14.2─9)      ω=πd2/4      式中q─流量(m3/s);   μ─流量系数,见表14.2─5;   ω─管咀或孔口的断面积(m2);   d─管咀或孔口的直径(m);   g─重力加速度常数;   H─管咀或孔口前的水头(m水柱)。      对于圆形孔口或管咀,公式可减化为下式:       ──   q=3.477μd2√H(14.2─10)      2水平射流距离(图14.2─3)                   ──   L=2φ√H+h (14.2─11)      式中h─管咀或孔口的高度(m);   φ─流速系数见表14.3─5。       3倾斜射流距离(图14.2─4)      L   h=────────+Ltgθ(14.2─12)   4φ2Hcosθ      式中θ─管咀或孔口的轴线与水平线夹角(度);   L─倾斜射流的水平距离(m)。            堰流计算      瀑布、水帘或叠水,一般均可按堰流计算。堰流基本计算公式如下:   ──   q=mb√2gH3/2(14.2─13)      =MbH3/2(14.2─14)      式中q─过流量(m3/s);   b─堰口宽度(m);   H─堰前水头(m);   M,m─流量系统,见表14.2─6      堰流系数表14.2─6     ┏━━━━━┯━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━┓    ┃     │    │     流 量 系 数     │        ┃    ┃名  称 │ φ  ├───────┬─────────┤   注    ┃    ┃     │    │   m   │    M    │        ┃    ┣━━━━━┿━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━━━┿━━━━━━━━┫    ┃薄避堰  │0.97│  0.42 │  1.86   │        ┃    ┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨    ┃宽顶堰  │0.85│  0.32 │  1.41   │顶宽c≥2.5H┃    ┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨    ┃实用断面堰│    │  0.36 │  1.59   │        ┃    ┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨    ┃矩形堰  │    │0.4─0.5│1.77─2.21│        ┃     ┠─────┼────┼───────┼─────────┼────────┨    ┃梯形堰  │    │  0.42 │  1.86   │b≥4 H   ┃    ┗━━━━━┷━━━━┷━━━━━━━┷━━━━━━━━━┷━━━━━━━━┛               喇叭口溢流管计算      可按下式计算:   3/2   Q=5DH(14.4─6)      式中Q─溢流量(m3/s);   D─喇叭口直径(m);   H─喇叭口上淹没深度(m)。               水池泄水管径计算      泄水管管径一般按水池放空时间确定,泄水管应按短管出流计算,计算公式与基本公式相同,但流量系数应采用管系流量系数。管系的流量系数按下式计算:      ──    q=3.477μd√H(14.4─7)      1   μ=──────────(14.4─8)   λl1/2   (∑ξ+───+1)    d      式中q─流量(m3/s);   H─水池水面至泄水管出口中心的高差(m);   Σξ─管系各局部阻力系数之和;   λ─管道摩擦系数,与管径有关如下式,或查表14.4─2。      0.021   λ=────(14.4─9)   d0.3      L─管系长度(m);   d─泄水管管径(m)。            池水的泄空时间        水池泄空过程中水位逐渐下降,泄水管系的工作水头由H至H。出流量是连续变化的,泄空时间为:       FH-H。dH   T=─────∫────(14.4─10)   3.477μdH√H                   ─  ──   0.575F(√H─√H─H。)   =──────────────   μd      式中T─水池泄空时间(秒);      F─水面面积(平方米)。      λ值表14.4─2      ━━━━┯━━━━━━━┯━━━┯━━━━━┯━━━┯━━━━━        d │   λ   │ d │  λ  │ d │ λ        mm │       │ mm │     │ mm │      ━━━━┿━━━━━━━┿━━━┿━━━━━┿━━━┿━━━━━        50│ 0.051 │150│0.037│300│0.030      ────┼───────┼───┼─────┼───┼─────        80│ 0.045 │200│0.034│400│0.028       ────┼───────┼───┼─────┼───┼─────       100│ 0.042 │250│0.032│500│0.026      ━━━━┷━━━━━━━┷━━━┷━━━━━┷━━━┷━━━━━                                                   1'