城市给水排水课件.ppt

1、绪论城市给水排水工程在城市建设中的作用城市给水系统的主要内容 城市排水系统的主要内容水源取水设备净化设备输配水管网公共用水消防用水建筑给水污水污水泵站排水管网污水处理厂水体灌溉田回用水处理雨水雨水管网水体（1）古代给水排水工程的发展情况（2）近代，现代城市给水排水工程的发展情况城市给水排水与城市规划的关系（1）基础知识（2）城市建设的需要（3）节约能源，保护环境，变废为宝，变害为利。城市给水排水工程的发展史第一篇 水力学与水泵基础知识 第一章 水力学基础 第一节 水的基本性质水的主要物理性质（1）易流动性：流体不能承受拉力，静止流体不能抵 抗切力。但流体能承受较大的压力。（2）密度：单位体积水

2、的质量。（3）重度：单位体积水的重量。（4）压缩性和热膨胀性压缩性：压力增大，体积减小，密度增加。热膨胀性：温度升高，体积增大，密度减小。（5）粘滞性：流体在粘滞力的作用下，抵抗外界剪切变形的性质。粘滞力（内摩擦力）：由于流体各流层的流速不同，相邻流层间有相对运动便在接触面上产生一种相互作用的剪切力。牛顿内摩擦定律：=F/S=d/dyF 总内摩擦阻力；S 摩擦层的面积d/dy 速度梯度为液体两层间的速度差（微分量）与距离（微分量）的比值；动力粘滞系数表示流体粘性的大小，它决定于流体的种类和温度。当温度升高，由于液体分子的内聚力减小，故粘度降低。当温度升高，由于气体分子运动加剧，故粘度增大。（6

3、）毛细管现象液体由于表面张力的作用出现的一种现象。表面张力：液体表面包括液体与其它流体或固体的接触表面，存在着一种力图使液体表面积收缩为最小的力。第二节 静水力学静水压强及其特性：1.静水压强2.静水压强的两个特性 (1)静水压强的方向和作用面垂直，并指向作用面。（2）静水内任何一点的静水压强，在各个方向相等。流体静力学的基本方程1.从力的平衡角度来推导流体静力学方程 p=p0+h p 静水任一点的压强;p0 自由面上气体压强,在大气中时为大气压强pa;水的容重;h 垂直水柱在水下的深度;面积.(2)流体静水力学基本方程式的另一种表示：p2-p1=(Z1-Z2)物理意义：单位重量流体所具有的位

4、能和压能即点势能之和为一常数。几何意义：液体中任意点的位置水头与压强水头即测压管水头之和为一常数。压强的几种计量单位和表示方法（1）压强的几种计量单位压强的定义来表示：单位：Pa,Kg/m2,Kgf/m2 用大气压的倍数来表示：1工程大气压=9.8*104Pa=10mH2O=735.6mmHg用液柱的高度来表示 (2)压强的表示方法绝对压强：以绝对真空作为零点计的压强。P=Pa+h 相对压强:以当地大气压强作为零点计的压强。P=h 真空压强：某点的压强低于大气压的部分。真空度 用液柱高度表示的真空压能。Pv=Pa-P Hv=Pv/(m,mm)静水压强的分布图表征压强大小和方向的图等压面，帕斯卡

5、定律等压面：位于同一液面深度处的压强都相等，由这些相等的点组成的面叫等压面。（1）静止重力液体中任一水平面都是等压面。（2）静止的两种互不混杂的液体的交界面是等压面。帕斯卡定律：（水静压强等值传递）静止液体任一界面上压强的变化，将等值地传到其它 各点（只要静止不破坏）U型管测压计等压面的特性：对于静止的同一种类的连续介质液体作用在平面上的静水总压力一.作用在水平面上的静水总压力等于受压面上的相对压强乘以水平面面积 P=h (Pa)二.作用在倾斜平面上的静水总压力 P=hc =p c(Pa)hc 受压面形心C点在水面下的深度。p c 受压面形心C点的静水压强。作用在任何方位倾斜平面上的静水总压力

6、等于该平面面积与其形心点的静水压强p c乘积。其方向垂直于作用面，并指向作用面。受压面形心C点的静水压强就是整个受压面的压强。由于静水压强随水深而增加，所以总压力作用点D总比它的形心C点低。第三节 流体动力学理论基础 流体动力学能量方程水动力学中的几个重要的基本概念1.流场:流体所充满的空间。2.流量:单位时间内通过某一过水断面的水体体积。表示为Q（m3/h;l/s）3.流线：流体运动时，在流速场中画出某时刻的一条空间曲线，它上面所有流体质点在该时刻的流速矢量都与这条线相切。3.过水断面:垂直于水流方向，水流所通过的断面。当流线为平行直线时，过水断面为平面，反之，则为曲面。表示为(m2)4.流

7、速：单位时间内，水流通过的距离。表示为V（m/s)Q=V（m3/h）水流的分类:（一）按水流运动要素（流速，压强）与时间有无变化关系分为：1.稳定流：水流中各点的运动要素都不随时间的变化而变化。仅与空间位置有关。2.非稳定流：水流中各点的运动要素不仅与空间位置有关，而且随时间的变化而变化。（二）按流速沿流程变化与否，流动可分为：1.均匀流：水流运动中，过水断面的每一条流线上的流速大小和方向沿流程不变。2.非均匀流：水流运动中，过水断面的每一条流线上的流速大小和方向沿流 可分为：渐变流和急变流液流连续性方程式根据质量守恒定律1.沿途无流量分出的连续性方程式：Q=V1 1=V2 22.沿途流量有分

8、支的连续性方程式Q1=Q2+Q3V1 1=V2 2+V3 3Q=Q1+Q2+Qn稳定流能量方程式Z1+p1/+1 V12/2g=Z2+p2/+2 V22/2g+h（1）从能量意义上来理解：Z+p/+V2/2g表示单位重量流体所具有的总机械能。（2）从水力学意义上来理解：Z+p/+V2/2g表示为该过水断面上任一点的总水头。（3）从几何高度的意义上来理解：总水头坡度（水力坡度）用i表示将各过水断面的测压管水面联成一条线，这条线称为测压管水头线。毕托管与文丘里流量计毕托管是用来测定流速的仪器。文丘里流量计是用来测定流量的仪器。都是能量方程的具体应用。第四节 水流阻力和水头损失水流断面的水力要素：（

9、1）水流断面面积，用表示（2）湿周，是过水断面和管道，渠道壁面等接触部分，用x表示（3）水力半径，用R表示 R=d/4两种流态：层流和紊流沿程水头损失和局部水头损失第一节第十一章 城市雨水管渠系统设计雨水管渠系统的任务：及时地排除暴雨形成的地面径流，以保障城市，工厂和人民财产的安全。地面径流：降落在地面上的雨水，只有一部分沿地面流入雨水管渠和水体，这部分雨水称为地面径流。雨水排除方式：明渠，地埋管道雨水管渠系统的组成：雨水口，雨水管渠，检查井，出水口等构成一整套工程设施。雨水管渠设计的主要内容：（1）确定当地暴雨强度公式（2）划分排水流域，进行雨水管渠的定线（3）根据当地气象和地理条件，确定设计参数（4）进行水力计算（5）绘制管道纵剖面图第一节 雨水管渠系统的布置原则充分利用地形，就近排入水体尽量避免设雨水泵站结合街区及道路规划布置雨水管渠明渠的设置合理开辟水体雨水口的设置