排水工程概述

作者:EA视讯 | 2020-07-27 15:38

  排水工程概述_建筑/土木_工程科技_专业资料。污水处理工培训 楼静 污水处理工职业概况 1、职业定义 具备污废水处理基础理论知识和专业 综合技能,能够操作和管理各类工业废水 处理设施(设备)和小城镇污水处理厂, 能将污染的水进行净化处理并达到

  污水处理工培训 楼静 污水处理工职业概况 1、职业定义 具备污废水处理基础理论知识和专业 综合技能,能够操作和管理各类工业废水 处理设施(设备)和小城镇污水处理厂, 能将污染的水进行净化处理并达到国家规 定的排放标准,或满足国家规定的各类用 水标准的操作人员。 污水处理工职业概况 2、职业重要性 污废水处理设施是消除污废水环境污染的基 本手段,是减少污废水中污染物对环境产生危害 的重要保障。因此,作为一名操作污废水处理设 施的污废水处理工所从事的职业无限光荣并作用 重要。 污水处理工职业概况 3、职业等级 ?初级工-具有独立执行运行操作的基本能力,在带班班长的带领下, 从事污废水处理设施的运行工作。 ?中级工-具有独立解决小型污废水处理设施运行问题的能力,能够带 领一班人,执行小型污废水处理设施的运行操作和设备维护及修理。 ?高级工-具有比较全面的污废水处理设施运行的技术能力、管理能力 和培训能力,能够全面胜任小型污废水处理设施的运营管理工作,或能够 胜任大中型污水处理厂或大型废水处理设施的部分工序的运行操作及管理 工作。 ?技师-具有比较深厚的污废水处理基础理论知识和和比较全面的实际 操作技能,拥有污废水处理设施运营管理的综合能力和较为丰富的实践经 验,能够全面胜任并负责大中型污水处理厂或大型废水处理设施的运营管 理技术工作。 污水处理工基本要求 1、职业道德 ? 遵纪守法,爱岗敬业。 ? 努力学习,勤奋工作。 ? 严谨求实,一丝不苟。 ? 恪尽职守,不断进取。 ? 团结协作,安全生产。 污水处理工基本要求 2、基础知识 ? 水污染防治法律、法规、政策、标准和规范 ? 水环境概论与水污染控制基础理论 ? 污废水与再生水处理设施的运行管理概述 ? 水污染治理环境工程基础理论 ? 污废水处理的基本技术(单元操作) ? 典型污废水处理工艺流程与原理 ? 水处理机械设备的技术性能与运行要求 污水处理工培训的意义 随着我国经济发展,污水的排放量日益增加, 各地纷纷投入资金建设污水处理厂。而目前污水 处理厂大都面临着污水处理运营人员短缺,工人 技术水平不高等问题,影响了污水处理厂的正常 运转。同时随着环境保护部门对污染治理设施运 营人员管理的规范,从事污染治理设施运营工作 的人员要求必须具有相关的岗位培训证书,不同 规模的污染治理设施必须配置一定数量持证人员 的要求。为此国家环保总局开展了污染治理设施 运营培训工作。 排水工程概述 楼静 (一)什么是排水工程? 人们在生活和生产活动中产生大量污水,污水 中含有很多有害物质,极易腐化发臭, 污染环 境,危害人们的生活和生产;天然降水,在降 落及流动过程中也受到一定的污染, 如不及时 排泄,也会危害人们的生活和生产。因此污水、 雨水必须有系统地收集、排除并 进行适当的处 理和利用,变废为宝,造福人类。 收集、输送、处理和排放废水、污水、降水的 设施和构筑物称为排水工程。 (二)排水系统的主要组成部分 1、城市污水排水系统的主要组成部分 ? 室内排水系统和设备; ? 室外污水管道系统; ? 污水泵站及压力管道; ? 污水处理与利用构筑物; ? 排入水体的出水口。 (二)排水系统的主要组成部分 室内排水系统及设备:指室内的各种卫生器具和生产 车间排水设备,负责收集建筑内部用水设备所排出的 污废水,并将其通过室内排水管道输送至室外污水管 中。主要有水封管、支管、立管、干管和出户管。 室外污水管道系统:包括街坊、庭院或厂区内的污水 管道系统(又称街区污水管道系统)和街道污水管道 系统两部分。街区管道系统负责将街区各建筑物出户 管排出的污废水汇集并输送至街道污废水管道系统中 去。街道管道系统敷设在城市街道下面,其作用是排 出各街区污水管道流来的水。街道污废水管道系统由 支管、干管、主干管及管道上的附属构筑物组成。 (二)排水系统的主要组成部分 污水泵站及压力管道:污水在管道中一般靠重 力流排出,因此管道需按一定坡度敷设。如受 到地形限制,需要将低处污水提升至高处时, 就必须设置污水泵站。泵站后的污水如果需要 压力输送,应设置压力管道。 污水处理与利用构筑物:为了处理和利用污水、 污泥所建造的一系列处理构筑物。 排入水体的出水口:即排水口,是整个城市排 水系统的终点设施。 (二)排水系统的主要组成部分 2、雨水污水排水系统的主要组成部分 ? 房屋的雨水管道系统和设备 ? 街坊或厂区雨水管渠系统 ? 街道雨水管渠系统 ? 排洪沟 ? 雨水出水口 (二)排水系统的主要组成部分 房屋的雨水管道系统:用来收集和输送屋面雨 水,并将其排入街坊或厂区雨水管道中去。主 要包括屋面上的天沟、雨水斗和水落管及屋面 雨水排水系统。 街坊或厂区雨水管道系统:主要包括设置在厂 区、街坊或庭院内的雨水管道和收集雨水的雨 水口。街坊或厂区雨水管道的作用是收集地面 和房屋雨水管道系统排来的雨水,并将其输送 至街道雨水管渠系统。 (二)排水系统的主要组成部分 街道雨水管渠系统:主要包括设置在城 市主要街道下的雨水管渠、雨水口等。 排洪沟:其作用是将可能危害居住区及 厂区的山洪及时拦截并将其引至附近的 水体,以保障城区的安全。 雨水出水口:设在雨水排水系统终点的 构筑物,雨水经出水口向水体排放。 (二)排水系统的主要组成部分 3、工业废水排水系统的主要组成部分 ? 车间内部管道系统和设备:收集各生产设备排出的工 业废水,并将其输送至厂区管道系统; ? 厂区管道系统:敷设在厂区地下,用以汇集并输送和 车间排出的工业废水; ? 污水泵站及压力管道; ? 废水处理站:是回收和处理工业废水与污泥的综合设 施; ? 出水口:如果厂区距自然水体较近,可以将处理后的 工业废水通过出水口直接排入水体。 (三)排水系统的体制 1、排水系统的体制 定义:城市的生活污水、工业生产污水和废 水以及空中降水所采用的排除方式称为排 水 体制。 分类:合流制、分流制。 (三)排水系统的体制 ?合流制排水系统 把所有需要排放的水(雨水、生活污水、工 业废水等)汇集于同一管道进行排放的排水系统。 合流制排水系统又分为直排式合流制排水系统和 截流式合流制排水系统。 (三)排水系统的体制 ?直排式合流制排水系统 将排除的混合污水不经处理和利用,就近排入水体。 以往国内外老城市几乎都是采用这种排水系统,对 水体污染严重。 ?优点:采用这种系统时,街道下只有一条排水管道,因 而管网建设比较经济;又不建污水厂,所以投资一般较低。 有时出水口构造复杂,造价较高,但总投资还是较低的。 ?缺点:由于全部污水不经处理直接排入水体,故对水体 污染严重。 (三)排水系统的体制 截流式合流制排水系统 污水与雨水合流后排向沿河的截流干 管,并在干管 上设置雨水溢流井。不降雨水时,污水流入处理厂进行 处 理;降雨时,管中流量增大,当管内 流量超过一定限 度时,超出的流量将 通过溢流井溢入河道中。 该系统即使在雨天,也仅有部分混合污水不经处理 直接排入水体,故对水体的污染较直排式合流制有很大 的改善;但在多雨的地区,污染可能仍然严重。 截流式合流制排水系统 (三)排水系统的体制 ? 分流制排水系统 雨水由同一管道系统排放,而其他废、污水 则由另一独立管道系统汇集,经污水厂处理后 排放到天然水体中,形成雨、污分流。由于排 除雨水的方式不同,分流制排水系统又分为完 全分流制和不完全分流制。 (三)排水系统的体制 ?完全分流制:生活污水、工业废水和雨水分别 以三个管道来排除;或生活污水与水质相类似的 工业污水合流,而雨水则流入雨水管道。 ?特点:完全分流制系统卫生情况好,管内水力 条件也较佳,并可以分期建设,减少一次投资。 实际采用的较多。 ?缺点:由于管道数增多,投资比合流制增大。 同时,因雨水可直接排入河道,初降的雨水较脏, 有可能污染河道。 (三)排水系统的体制 ?不完全分流制:是城市只设污水排水系统而不 设雨水系统。雨水沿街道边沟或明渠排入水体。 ?特点:比较经济,但需具有有利地形时才能采 用。在新建城 市中,初期采用不完全分流制系统, 先解决污水排除问题。随着城市的发展,道路逐 渐完善,雨水管也建设起 来,改为完全的分流制, 这样分期建设排水系统,有利城市的发展。 沟道及沟道系统上的构筑物 沟道系统的主要组成部分是沟道,沟 道有暗沟和明沟之分。暗沟埋在地下,明 沟沿地面修筑。城市和工厂中的沟道主要 是暗沟,工厂中也用加盖明沟(明沟上覆 盖进水篦板,既可进水,又盖没沟口,使 它不妨碍交通)。暗沟有沟管和沟渠之分。 暗沟系统,根据需要常设置一些附属构筑 物,如各种窨井、雨水口、倒虹管、出水 口等。泵站则是排水系统中常见的建筑物。 沟道及沟道系统上的构筑物 沟管:是预制的圆形管子。圆形管子水力性能 好,便于预制,使用材料经济,能承受较大荷 载,且运输和养护也较方便。 混凝土管 钢筋混凝土管 陶土管 金属管 塑料管 沟道及沟道系统上的构筑物 混凝土管:适用于排除雨水、污水。管 口通常有承插式、企口式和平口式。直 径一般小于450mm,长度多为1m。 混凝土管原材料易获得,设备、制造工 艺简单,所以被广泛采用。它的缺点是 抗蚀性较差,既不耐酸也不耐碱;抗渗 性能也较差;管节短、接头多。 沟道及沟道系统上的构筑物 钢筋混凝土管:口径500mm以及更大的混凝土管 通常都加钢筋,口径700mm以上的管子采用内处 二层钢筋,钢筋的混凝土保护层为25mm。钢筋混 凝土管适用于排除雨水、污水等。当管道埋深较大 或敷设在土质条件不良的地段,以及穿越铁路、河 流、谷地时都可采用钢筋混凝土管。从500mm至 1800mm,有时甚至做成口径2400mm的大型预制 沟管,长度在1~3m之间。管口通常有承插式、企 口式和平口式。钢筋混凝土管的钢筋扎成一个架子, 有纵向钢筋和横向钢筋。横向钢筋是主要钢筋。 沟管的管口形式 沟道及沟道系统上的构筑物 陶土管:由塑性耐火粘土制成。管口通常采用 承插式。直径一般小于600mm,长度为0.8~ 1.0m。在平口端的齿纹和钟口端的齿纹部分都 不上釉,以保证接头填料和管壁牢固接合。 陶土管能满足污水沟管在技术方面的各种要求, 耐酸性很好。适用于排除雨水、污水,特别适 用于排除酸性污水。缺点是质碎易碎,不宜敷 设在松土中。 沟道及沟道系统上的构筑物 金属管:通用的金属管是铸铁管和钢管, 由于价格昂贵,一般较少采用。只有在 外力很大或对渗漏要求特别高的场合下 才采用金属管。如穿过铁路时,在土崩 或地震地区(最好用钢管),在贴近给 水管道或房屋基础时,一般都采用金属 管。此外,在压力管线(倒虹管和水泵 出水管)上和施工困难的场合,都常用 金属管。 沟道及沟道系统上的构筑物 塑料管:由于塑料管具有表面光滑、水 力性能好、水头损失小、耐腐蚀、不易 结垢、重量轻、加工和接口方便、漏水 率低等优点,在排水管道建设中也正在 逐步得到应用和普及。塑料排水管的制 造材料亦主要是聚丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯(ABS)、聚乙烯(PE)、高密度 聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、硬聚 氯乙烯(UPVC)等。 沟道及沟道系统上的构筑物 在选择沟管时,应尽可能就地取材,采 用易于制造、供应充足的。在考虑造价 时,不但要考虑沟管本身的价格,还要 考虑施工费用和使用年限。如施工条件 差的地方就要尽是采用长的管子以减少 管的接头。有时,沟管的选择还受技术 上的限制。如有内压力的沟段必须用金 属管、钢筋混凝土管或石棉水泥管。 沟道及沟道系统上的构筑物 沟渠:口径比较大。内径大于1.5m时, 通常在现场浇制或砌装。使用的材料可 为混凝土、钢筋混凝土。其断面一般不 采用圆形,而是根据力学、水力学、经 济性和养护管理上的要求来选择沟渠的 断面形式。 沟道及沟道系统上的构筑物 窨井:又称检查井,这要是为了检查、 清通和连接沟道而设置的。检查井设在 沟道交汇、转弯、管道尺寸或坡度变化 等处,相隔一定距离的直线沟道上也设 置窨井。 沟道及沟道系统上的构筑物 跌水井:当上下游沟段出现较大的落差 时,一般窨井不再适用,改用跌水井连 接。跌水井是设有消能设施的窨井,它 可以克服水流跌落时产生的巨大冲击力, 宜设在直线沟段上。跌水井目前常用的 有竖管式和阶梯式两种。竖管式跌水井 适用于不大于400mm的沟道。当沟道直 径大于400mm时,采用阶梯式跌水井。 竖管式跌水井 阶梯式跌水井 沟道及沟道系统上的构筑物 水封井:当工业废水中含有易燃的挥发 性物质时,它的沟道空间常出现爆炸性 气体,为防止这种气体进入车间,在连 接车间内、外沟段的窨井中应设置水封, 这种窨井叫水封井。水封井的作用除阻 隔易燃气体的流通外,还有阻隔水面游 火的功能,防止其蔓延。当排泄这类废 水的沟道很长时,在沟道上的适当地点 也应设置水封井。 水封井 沟道及沟道系统上的构筑物 溢流井:在截流式合流制排水系统中, 晴天时,沟道中的污水全部送往污水厂 进行处理;雨天时,沟道中的混合污水 仅有一部分送入污水厂处理,超过截流 沟道输水能力的那部分混合污水不作处 理,直接排入水体。在合流沟道与截流 沟道的交接处,设置溢流井以完成截流 (晴天)和溢流(雨天)的作用。 沟道及沟道系统上的构筑物 雨水口:在雨水沟道或合流沟道上收集 地面雨水的构筑物。地面上的雨水经过 雨水口和连接管流入沟道上的窨井。 雨水口的设置位置,应能保证迅速有效 地收集地面雨水。一般应设在交叉路口、 路侧边沟的一定距离处以及设有道路边 石的低洼地方,以防止雨水漫过道路或 造成道路及低洼地区积水而妨碍交通。 沟道及沟道系统上的构筑物 倒虹管:排水沟道有时会遇到障碍物, 如河道、铁路、各种地下设施等。由于 排水沟道采用重力流,因此碰到障碍物 时,应先考虑较易搬迁的障碍物为其让 路。在沟道必须为障碍物让路时,它不 能按原来的坡度埋设,而是按下凹折线 方式从障碍物下穿过,这种管道称为倒 虹管。 沟道及沟道系统上的构筑物 出水口:沟道出水口的位置和形式应根据出水水质、水 体的水位及其变化辐度、水流方向、下游用水情况、边 岸变迁情况和夏季主导方向等因素确定,并要取得当地 卫生主管部门和航运管理部门的同意。沟道排水口一般 设在岸边。当废水需和受水水体充分混合时,出水口常 长距离伸入水体。在伸入水体的出水口处应设置标志。 污水沟道的出水口应尽可能淹没水中,使污水和河水混 合得较好,同时可以避免污水沿滩流泻,造成环境污染。 雨水沟道的出水口应露在水面以上,否则天晴时河水倒 灌沟道,造成死水。出水口与河道连接处,一般设置护 坡或挡土墙,以保护河岸、固定沟道出口管的位置。 排水管渠的运行管理 排水管渠的常见故障:污物淤塞管道; 过重的外荷载、地基不均匀沉陷或污水 的侵蚀作用,使管渠损坏、裂缝或腐蚀 等。排水管渠养护的主要任务是:验收 排水管渠;监督排水管渠使用规则的执 行;经常检查、冲洗或清通排水管渠, 维持其通水能力;修理管渠及其构筑物, 并处理意外事故等。 排水泵站 沟道按设计的坡度倾斜铺设。在平坦的地 区,沟道越埋越深,到某一深度时施工变 得复杂,费用猛增。这时,可将下游沟段 的高程重新作为起端来设计。上、下游沟 段间则用泵站连接,把上洲来止提升至下 游沟段内。再者,在总干沟的终端,或者 要把废水排入水体,或者要把废水送入污 水厂,都需要设泵站提升废水。 排水泵站分类 ?按排水性质划分:污水泵站(排除污废水); 雨水泵站(排除雨水); 合流泵站(污水+雨 水); 污泥泵站(提升池底污泥) ?按控制方式划分:人工控制泵站(手工操作); 自动控制泵站(设报警装置); 遥控泵站(计算 机操作) ?按规模划分:大型泵站(35 kv) ,最高日排水量 超15000m3;中型泵站(10 kv、6kv) ,居中; 小型泵站(0.4kv) ,低于5000m3 排水泵站分类 中途泵站 中途泵站 按作用划分:中途泵站 终点泵站终点泵站 江河 农田 处理厂 水源 按能否自流充水:自灌式泵站 非自灌式泵站 (需排气) 水源 水泵 水泵 排水泵站分类 按泵房平面形状划分:圆形泵站(经济) 矩形泵站(空间大) 圆形 矩形 泵站按组合情况划分:合建式泵站 分建式泵站 合建 分建 排水泵站 排水泵站的主要设备是水泵和电机,两 者常组成泵组供应。配套设备有配电箱、 起重设备,很多污水泵站中常设格栅。 排水泵站房屋建筑包括水泵泵组和进水 间,两者可合建,也可分建。 辅助间 机器间 排水管渠 格栅 集水池 适用条件:土质好,来水管渠 浅 优点:卧式泵,自灌式工作, 卧式泵 用于中小型泵站 缺点:上下不便,易受潮 合建式圆形泵站示意图 适用条件:土质差,来水管渠深 优点:施工方便,不易受潮 缺点:需要抽真空启动(非自灌式) 辅助间 机器间 排水管渠 格栅 集水池 卧式泵 分建式圆形泵站示意图 适用条件:土质好,来水管渠浅 优点:立式泵,自灌式工作 缺点:造价高 辅助间 排水管渠 机器间 格栅 集水池 立式泵 合建式矩形泵站示意图 水力学基础 楼静 水的主要物理性质 1、水的容重和密度 物体之间相互具有的吸引力称为万有引力。地球对 物体的引力称为重力(或重量G) G= mg 均质流体,单位体积所具有的重量称为容重或重度, 用γ 表示。 γ =G/v 均质流体,单位体积所具有的质量称为密度,用ρ 表示。 ρ =m/v 所以:γ = ρg 水的主要物理性质 一般情况下水的密度随压强和温度而发生的 变化很小,故水的密度可以视为常数,工程上通 常以一个标准大气压和温度为4℃时的最大密度 值作为计算值,其数值为1000kg/m3,容重则为 9.8kN/m3。 水的主要物理性质 2、粘滞性和粘滞系数 在运动状态时,液体质点之间或流层之间就存在相对 运动,此时,液体质点之间或流层之间会抗拒相对运动 而产生质点之间的内摩擦力,内摩擦力做功而消耗有效 机械能。液体的这种特性称为粘滞性。 表征液体粘滞性质的系数称为粘滞系数。 包括动力粘滞系数(μ )和运动粘滞系数(υ )。 μ=υρ υ的单位是m2/s;μ的单位:N ·s/m2 水的主要物理性质 粘性系数大小与流体种类有关,并随压 强和温度的变化而发生变化;对于常见 的流体如水、油和空气等,粘性系数随 压强的变化不大,一般可以忽略;温度 是影响粘性系数的主要因素,温度升高, 水的粘性减小,而气体的粘性增大。 水的主要物理性质 3、压缩性 当压强增大时,水的体积减小,同时密度增 大,这一性质称为压缩性。水的压缩性很小,一 般不必考虑,即把水看成是不可压缩的。但在某 些特殊情况下,这种压缩性就不能忽略不计。例 如,水在管道内流动,当阀门突然关闭造成水击 时,必须考虑水的压缩性。(水击:管道在运行 中,突然停泵、关闭阀门和突然停电会使管道内 水的流速急剧变化,使压力急剧升高或降低,有 时管道中还伴随出现锤击的声音和振动,称之为 水击。) 水的主要物理性质 4、表面张力 流体与气体不同,它具有自由表面,而且存 在着使自由表面收缩到最小表面形状的力,这种 力称为表面张力。由于表面张力的作用,就会产 生一种毛细现象。例如水是浸润管壁的流体,它 会沿毛细管上升;而水银是不浸润管壁的液体, 它会沿毛细管下降。毛细管现象在日常生活和工 程技术中有重要作用。 表面张力示意图 毛细管现象 流体静力学 一、流体静力学概念 研究流体静止或平衡时的力学规律及其工程 应用的科学。 由于静止流体无相对速度,不呈现粘滞性, 不存在切力,也不能承受拉力,故其所受的力只 能是压力和重力。 流体静力学 二、压强 在静水中,取一微小面积Δw,其上作用 静水压力ΔP,则面积上的平均压强 pP/w 当△w无限小时, p的极限值即为A点的静水压强 式中,p以N/m2表示,称为帕(Pa),即1Pa=1 N/m2。 流体静力学 三、静止流体压强的两个特性: (1)静止压强的方向 必然沿着作用面的内法线方向,即垂直 指向作用面。这是因为静止流体内的应力只能是 压应力; (2)流体中任一点静水压强的大小 与作用的方向无关。换言之,一点上各个 方向的压强均相等。这是因为静止流体中某一 点受四面八方的压应力而达到平衡。 四、流体静力学基本方程 流体静力学 静水压强基本方程意义: 静止液体中任意一点的压强等于液面压强和 该点深度与容重乘积之和。 静止液体内压强随深度按直线规律变化。 在静止液体内深度相同,压强也相同。由深 度相同即压强相等的各点所构成的面是一水平面, 称等压面。 如液面压强增加△p,则内部压强也相应增加 △p,即液面压强的增量将等值地传到液内各点。 流体静力学 静水压强的表示方法: 绝对压强:以绝对真空状态为零点起算的压强为绝对 压强,用pfd表示。 相对压强:以当地大气压强为零点起算的压强称为相 对压强,用Pd表示。P=pfd-pd。 一般实际工程多采用相对压强来表示压强大小。如果 绝对压强大于大气压强,则相对压强是正值,称正压, 其值可用压力表测出,故一般均称表压;反之,绝对压 强小于大气压强,则相对压强是负值,称负压。这是一 种真空状态,真空的大小用真空度pk表示。Pk=pd-pfd 流体动力学 一、 动力学的基本原理 流体动力学是研究流体运动规律的科学。 在流体静力学中,压强只与水深有关,或者 说与所处空间位置有关 在流体动力学中,压强还与运动情况有关 流体动力学 二、流体运动的基本概念 流体运动是由无数流体质点的运动所 组成的,且各质点之间都有力相互作用, 质点上的力和其本身的运动存在一定的规 律性,找到其原因,就可以解决运动中的 问题。 流体动力学 二、流体运动的分类 流体运动受其物性和边界条件的影响 呈现复杂的运动情况。 常根据运动特点对其进行分类。 流体动力学 1.根据流动要素(流速与压强)与流行时间分类 1)恒定流 流场内任一点的流速与压强不随时间变化, 而仅与所处位置有关的流体流动称为恒定流。 2)非恒定流 运动流体各质点的流动要素随时间而改变的 运动则称为非恒定流,水位随水的放出而不断改变的 水流运动。 非恒定流的情况较复杂,水力学上考虑的多为恒定 流问题。 流体动力学 2.根据流体流速变化分类 1)均匀流 流体流速的大小和方向沿流线不变的水流称为均匀流。 在输送流体的等管径管道内的液流即属于均匀流。 2)非均匀流 流体过流断面沿程改变或流动方向变化,会使同一流 线上的各点流速大小和方向发生变化。这种流动称为非均 匀流。在管道上扩大或缩小处的水流运动即为非均匀流。 3、按液流运动接触的壁面情况分类 1)有压流 流体过流断面的周界为壁面包围,没有自 由面为有压流或压力流。一般供水、供热管道均 为压力流。 2)无压流 流体过流断面的壁和底均为壁面包围,但有 自由面者称为无压流或重力流。如河流、明渠 等。 3)射流 不受壁面约束的液流,如喷泉、消火栓等 喷射的水柱。 流体动力学 三、流体流动的因素 1、过流断面:流体流过通道的断面积 称为过流断面,单位为m2 。在均匀流,过 流断面为一平面。 流体动力学 2.平均流速 单位时间内流体所移动的距离,称为流速。 在不能压缩及无粘滞性的理想均匀流中,流速是 不变的。 但在实际工程中,流体与流道壁间存在着摩 阻力,过流断面上各点的流速是不等的,靠近壁 处阻力大、流速小,近中心处流速大。为计算方 便,常取过流断面上的平均流速 。 流体动力学 3、流量 四、流体运动的基本方程 1、连续性方程 2、能量方程 流体流动阻力 流体具有不同的粘滞性,在流动中为了克 服阻力而消耗的能量称为阻力损失。阻力损失值 视流体的流行形态而不同,因此计算流体的阻力 损失.应了解水流的形态。 在一端一装、有阀流门体的的长流玻璃动形态 管放色中水水充,流两流满 并 ,种体水 由 则不在, 小 可同稍 管 见流的开 注 管动流启 入 内中阀有颜动,门颜色形由态于—流—速层不流同和而紊呈流现。出 水成一1、稳定层细流梳与,紊这流种流 型称为层流。当阀门开大, 水流速增加时,管中有色 线产生振荡被动.再开大 阀门到一定程度,流速增 大,水流中色线掺混紊乱, 此时称为紊流。 流体流动阻力 2、雷诺数 英国物理学家雷诺曾作过试验并得到 判断流型的计算式,称为雷诺公式: 液体流动阻力 流体流动阻力 3、沿程损失和局部损失 1)沿程损失 流体流动中为克服摩擦阻力而损耗的能 量称为沿程损失。沿程阻力损失与长度、粗 糙度及流速的平方成正比,而与管径成反比, 通常采用达西一维斯巴赫公式计算: 流体流动阻力 2)局部损失 流体运动过程中,通过断面变化处、 转向处、分支或其他使流体流动情况改变 时,均能引起能量损失,这种由局部变化 引起的阻力损失称为局部损失。计算公式 为 流体流动阻力 3)管道总阻力


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