[發(fā)明專利]一種輸水揚程的計算方法及其裝置

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• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111305321A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張寶龍;解衛(wèi)東;唐平;霍順平;龐文臺
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計院
• 主分類號: E03B5/00
• 分類號: E03B5/00;E03B7/02;E03B7/07;E03B11/12;G06F17/15
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

1.一種輸水揚程的計算方法，其特征在于，其包括以下步驟：

(1)根據(jù)一個預設(shè)的水位凈揚程參數(shù)表的對照關(guān)系，計算出輸水過程中的最高凈揚程、平均凈揚程、設(shè)計凈揚程以及最小凈揚程；

(2)計算輸水過程中輸水系統(tǒng)的輸水損失，且所述輸水損失的計算方法包括以下步驟：

(2.1)確定所述輸水系統(tǒng)的泵站輸水管線中各段管件的總長度L和管徑d，并計算出至少兩種沿程損失；其中一種沿程損失定義為第一沿程損失H_f1，其中另一種沿程損失定義為第二沿程損失H_f2；所述第一沿程損失H_f1為各段管件的沿程水頭損失之和；所述第二沿程損失H_f2的計算方法包括以下步驟：

(2.1.1)計算雷諾數(shù)；

(2.1.2)計算相對粗糙度；

(2.1.3)根據(jù)所述雷諾數(shù)和所述相對粗糙度，確定清水阻力系數(shù)λ；以及

(2.1.4)計算所述第二沿程損失H_f2，且計算公式為：H_f2＝(λ×L×V²)/(2×d×g)；其中，V為所述管件的流速，g為重力加速度；

(2.2)分別計算所述第一沿程損失H_f1和所述第二沿程損失H_f2的誤差，并選取誤差最小的沿程損失；

(2.3)計算出局部損失；以及

(2.4)計算誤差最小的沿程損失與所述局部損失之和，并將計算結(jié)果作為所述輸水損失；以及

(3)將所述最高凈揚程、所述平均凈揚程、所述設(shè)計凈揚程以及所述最小凈揚程分別疊加所述輸水損失以作為輸水過程中的泵站總揚程。

2.如權(quán)利要求1所述的輸水揚程的計算方法，其特征在于，所述第一沿程損失H_f1的計算公式為：

H_f1＝(16Q²L₁)/(C₁²d⁴Π²R)+(16Q²L₂)/(C₂²d⁴Π²R)+…+(16Q²L_n)/(C_n²d⁴Π²R)

式中，Q為管道流量；L₁，L₂，…，L_n依次為各段管件的長度；C₁，C₂，…，C_n依次為各段管件的謝才系數(shù)；R為水力半徑。

3.如權(quán)利要求1所述的輸水揚程的計算方法，其特征在于，所述最高凈揚程為所述輸水系統(tǒng)中高位水池的最高運行水位與前池的最低運行水位的差值；所述平均凈揚程為所述高位水池與所述前池的平均水位之差；所述設(shè)計凈揚程為所述高位水池與所述前池的設(shè)計水位之差；所述最小凈揚程為所述高位水池的最低運行水位與所述前池的最高運行水位的差值。

4.如權(quán)利要求1所述的輸水揚程的計算方法，其特征在于，所述雷諾數(shù)的計算公式為：

Re＝(V×d)/ν

Re為所述雷諾數(shù)，ν為黏性系數(shù)。

5.如權(quán)利要求1所述的輸水揚程的計算方法，其特征在于，所述相對粗糙度的計算公式為：

為所述相對粗糙度，Δ為當量粗糙度。

6.如權(quán)利要求2所述的輸水揚程的計算方法，其特征在于，各段管件的謝才系數(shù)的計算公式為：

C_n＝(R^0.16667)/m

式中，m為各段管件的粗糙系數(shù)。

7.如權(quán)利要求6所述的輸水揚程的計算方法，其特征在于，在所述管件為鋼管時，粗糙系數(shù)m為0.0115；在所述管件為鑄鐵管時，粗糙系數(shù)m為0.0125。