倒虹吸管的水力计算

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倒虹式管的水力计算是根据已定的渠道流量、流速、进口渠底高程，在水头损失许可范围内，选择合理的管径。

(一)流速和管径的确定

倒虹吸管内的流速，应根据技术经济比较和管内不淤条件选定。当通过设计流量时，管内流速通常为1．5～2．5m／s，最大不超过3．5m／s。最大流速一般按允许水头损失控制，最小流速按通过最小流量时管内流速应大于挟砂流速来确定。

1．有压管流挟砂流速可按下式计算：

式中 v_np——挟砂流速(m／s)

w_o——泥砂沉降速度(m／s)

ρ——挟砂水流中含砂量(以重量百分比计算)

Q——管内通过的流量(m³／s)

d₇₅——挟砂粒径，在泥砂级配曲线中小于该粒径的砂重占75%

2．倒虹吸管管径根据选定的流速，按下式计算确定

式中 D——管径(m)

Q——设计流量(m³／s)

V——选定流速(m／s)(V＞V_np)

(二)流量计算

倒虹式管的水流按压力流计算，其计算式为：

式中 Q——流量(m³／s)

A——倒虹吸管的断面积(m²)

Z——上、下游水位差(m)

g——重力加速度

μ——流量系数

流量系数μ按下式计算：

式中 ξ_o——出口水头损失系数，由表2－7－17查得

表2－7－17 管路局部水头损失系数

Σξ——局部水头损失系数总和，包括栏污栅(ξ₁)、闸门槽(ξ₂)、进口(ξ₃)、弯道(ξ₄)、渐变段(ξ₅)等损失系数，由表2－7－17和表2－7－18查得

表2－7－18 渐变段局部水头损失系数表

——沿程摩擦阻损失系数，λ为能量损失系数(λ=)，l为管长(m)，D为管径(m)，c为谢才系数