济效益考虑,选择的管径较小,管道造价较低,但管内流速大,水头损失增大,年运行费高;反过来,选择的管径较大,管道造价较高,但管内流速小,水头损失小,年运行费低。针对这种情况,提出了经济流速的概念。经济流速是指管道投资与年运行费总和最小时的流速,相应的管径称为经济管径。即采用经济流速来确定管径。根据经验,水电站压力隧洞的经济流速约为,压力钢管。一般的给水管道,,;,。经济流速涉及的因素较多,比较复杂。选择时应注意因时因地而异。重要的工程应选择几个方案进行技术经济比较。选定经济流速之后,经济管径可按下式计算求出并进行规格化处理之后,验证管道流速,要求这个流速值必须满足管道使用上对流速的技术要求。当确定出管径之后,作用水头的计算按上述第二种类型计算即可。 4确定断面压强的大小已知管线布置、管长、管径、流量及作用水头,求某一断面压强的大小。管道中的水流除局部管段以外,大部分是渐变流或均匀流。任一断面处的压强可由下式计算 从上式可以看到,总水头一定时,、、越大,则该断面的压强越低。如果、相同,则断面的压强大小就取决于该断面的位置高度。因此,实用上可通过调整管线布置来改变管道内部的压强分布。对于布置形式一定的管道,只要绘出测压管水头线,便可以方便地知道沿管线各断面的压强变化。将各断面的测压管水头连线按一定比例绘制在管道布置图中即为测压管水头线,将各断面的总水头连线按一定比例绘制在管道布置图中即为总水头线。测压管水头线和总水头线可以直观地反映位能、压能、动能及总能量的沿程变化情况。管道中心线与测压管水头线之间的间距反映压强水头的大小,当测压管水头线在管道中心线之下时,管道中即出现了真空。有时,只需粗略地绘出水头线,而不必进行上述定量计算。在这种情况下,只需按照水头线的特点,定性绘出水头线即可。根据能量守恒及转化规律,总水头线和测压管水头线具有如下特点:
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