| 大口径硬聚氯乙烯(PVC-U)缠绕管的流速和流量可按曼宁(Maning)公式计算:
Q=vA
v=R2/3i1/2/n
式中:Q——流量,m3/s;
v----流速,m/s;
A——水流断面面积,m2;
i——水力坡降;
n——粗糙系数;
R——水力半径,m,
R=A/ρ
ρ----湿周(流水有水部分弧长),m。
一、 满流条件时:
A=πD2/4
ρ=πD
则R=A/ρ=D/4
流速 v=(D/4)2/3i1/2/n
流量 Q=VA
式中:D----管径,m;
二、 非满流条件时:
先根据充满度(h/D)求出管道断面水深圆心角θ。
则cos(θ/2)=(D/2-h)/(D/2)
θ=2*acos[(D/2-h)/(D/2)]
非满流时的流速比:
β0.667=[(1-sinθ/θ)/4]0.667
非满流时的流量比:
α?β0.667=[(θ-sinθ)/8]×[(1-sinθ/θ)/4]0.667
见下图

计算时根据不同充满度计算出流速比和流量比,乘以满流时的流速和流量。就得到了不同充满度的流速和流量。
计算示例:
某工程采用DN1000的PVC缠绕管,管道的充满度为0.75,水力坡降为1‰,计算流速和流量。
解:
PVC缠绕管的粗糙系数n=0.009
(1) 满流时的流速和流量
v=(D/4)2/3i1/2/n
=(1/4)2/3×0.0011/2/0.009
=1.3944 m/s
Q=vA
=v×πD2/4
=1.3944×3.14×1/4
=1.095 m3/s
(2) 充满度为0.75时的流速和流量
管道断面水深圆心角
θ=2*acos[(D/2-h)/(D/2)]
=4.189
流速比:
β0.667=[(1-sinθ/θ)/4]0.667
=1.1335
流量比:
α?β0.667=[(θ-sinθ)/8]×[(1-sinθ/θ)/4]0.667
=0.9119
所以充满度为0.75时的流速为:
v?β0.667= 1.3944×1.1335 = 1.58 m/s
流量:
Q ?v?β0.667 = 1.095×0.9119 = 0.9985 m3/s
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