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环亚AG88国际道压力计算方法

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环亚AG88国际道压力计算方法

发布日期:2018-07-27 作者: 点击:

环亚AG88国际道压力计算方法

一、引言

以传统管材(球墨铸铁管、混凝土管道)为计算准则,在传统管材最优实用流速下,以相同输水能力为基准,结合同规格江苏PVC管管材进行分析比较。

原始数据:管线流量取Q总=50000 m3/d =0.5787 m3/s;

管材选择:球墨铸铁管材DN800(K9级);

混凝土管DN800

PVC-U管材Φ800×19.6mm

管线长度:L =19000m

参考依据:《室外给水设计规范》中华人民共和国国家标准

《埋地硬聚氯乙烯环亚AG88国际道工程技术规程》中国工程建设标准化协会标准


二、管道的技术可行性分析

1、流速计算:

式中 di:管材内径(m)

u:管内水的平均流速(m/s)

Q:管材输水量(m3/s)

球墨铸铁管DN800(K9级)流速=1.15 m/s

混凝土管DN800 流速=1.15 m/s

PVC-U管材流速

Φ800×19.6mm(0.63Mpa)管材=1.27米/秒

结果表明,三种管材流速均在经济流速范围之内,是可行的。

2、水力计算:

球墨铸铁管水力计算

球墨铸铁管内流速<1.2 m/s时,单位水头损失可由下式计算。

式中: :每米管道的水头损失(米)

:管材内径(m)

:管内水的流速(m/s)

代入得水力坡降系数=0.0029m

钢筋混凝土管水力计算

流速系数C可按下式计算

式中: :每米管道的水头损失(米);

:管材内径(m);

R:水力半径满流取d/4;

:管内水的流速(m/s);

C:流速系数。

代入得单位水头损失=0.00222m

PVC-U管材水力计算

塑料管的沿程损失可计算如下:

水力摩阻系数λ由下式计算

先确定管内流体的雷诺数Re =966216

式中 Re:管内流体的雷诺数

di:管材内径(m)

u:管内水的流速(m/s)

υ:水在20℃下的粘度=1×10-6 (m2/s)

故Φ800×19.6mm管材λ=0.011

沿程水头损失由下式计算:=0.0012米水柱

结果表明,PVC-U管材由于内壁相当光滑,单位长度水头损失小于同口径铸铁管材或混凝土管,可有效降低水泵的扬程,节约运行成本。


3、水锤压力计算:

对停泵水锤压力增值可由以下公式计算:其中压力波回流速度式中:水锤压力(m):流速变化,取平均流速

a:压力波回流的速度(m/s):水的重力密度取10×103N/m3 

K:水的体积模量取2200×106 N/m2

Ep:管材的弹性模量,PVC-U管材取3000×106 N/m2,球墨铸铁管材取160000×106 N/m2,混凝土管取206000×106 N/m2

di:管材内径

en:管材壁厚

压力波回流速度计算:

球墨铸铁管材=889.8m/s

则水锤压力增值=104.4米水柱

钢筋混凝土管=1374m/s

则水锤压力增值=161米水柱

PVC-U管材 Φ800×19.6mm:=267m/s

水锤压力增值=35米水柱

计算结果表明:因为PVC-U管材较球墨铸铁管材、钢筋混凝土管材具有更低的弹性模量,水锤压力的增值明显降低,可有效防止水锤压力波动对管材本身造成的危害,提高管道运行的安全性能。


4、PVC-U管材最大埋深计算

管道在外压荷载作用下的竖向变形计算公式:

式中 DL:变形滞后系数,取1.2

Kb:管底弧型土基的基床系数,当土基支撑角≥90°时,一般采用0.1

EP:管材弹性系数,取3KN/mm2

IP:管壁单位长度惯性矩e3/12(e为管材壁厚)

Ed:回填土综合变形模量,取3×10-3KN/mm2

D:管材外径mm

r0:PVC管计算半径 (D-e)/2 mm

W:作用在管顶的最大土载荷KN/m

γ:土的容重取18×10-9KN/mm3 

H:管顶最大埋深mm

F:作用在管顶的最大动载荷,当埋深大于3米时不考虑动载荷

塑料管材在外压载荷作用下的竖向变形量不宜大于管直径的5%,当计算管材的最大埋深时,取F=0,计算Φ800×19.6mmPVC-U管材的最大埋深=5m

以上计算均为保守计算,如考虑柔性管“管-土共同作用”,实际最大埋深可大于理论计算埋深。不难看出,PVC-U管材具有良好的抗外压性能。




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关键词:江苏PVC管,UPVC环亚AG88国际,宁波PVC管材

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