第八章污水管道系统的设计计算教程文件
第八章 污水管道系统的设计计算
（一）教学要求
熟练掌握污水管道的设计计算过程 （二）教学内容
1、污水设计流量
2、污水管道的设计参数
3、污水管道的水力计算 （三）重点
污水管道的水力计算
第一节 污水设计流量的计算
污水管道系统的设计流量是污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量。通常以最大日最大时流量作为污水管道系统的设计流量，其单位为L/s 。它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。就生活污水而言又可分为居民生活污水、公共设施排水和工业企业内生活污水和淋浴污水三部分。
一、生活污水设计流量 1.居民生活污水设计流量
居民生活污水主要来自居住区，它通常按下式计算：
1Q =
3600
24???z
K N n (8-1)
式中： Q 1—— 居民生活污水设计流量，L ／s ；
n ——居民生活污水量定额，L ／(cap ·d)； N ——设计人口数，cap ；
K Z ——生活污水量总变化系数。 （1）居民生活污水量定额 居民生活污水量定额，是指在污水管道系统设计时所采用的每人每天所排出的平均污水量。
在确定居民生活污水量定额时，应调查收集当地居住区实际排水量的资料，然后根据该地区给水设计所采用的用水量定额，确定居民生活污水量定额。在没有实测的居住区排水量资料时，可按相似地区的排水量资料确定。若这些资料都不易取得，则根据《室外排水设计规范》(GBJl4-87)的规定，按居民生活用水定额确定污水定额。对给水排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。 （2）设计人口数
设计人口数是指污水排水系统设计期限终期的规划人口数，是计算污水设计流量的基本数据。它是根据城市总体规划确定的，在数值上等于人口密度与居住区面积的乘积。即：
F N ?=ρ (8-2) 式中：
N ——设计人口数，cap ；
ρ——人口密度，cap/hm 2
；
F ——居住区面积，hm 2
； cap ——“人”的计量单位。
人口密度表示人口的分布情况，是指单位面积上居住的人口数，以cap/h m 2表示。它有总人口密度和街坊人口密度两种形式。总人口密度所用的面积包括街道、公园、运动场、水体等处的面积，而街坊人口密度所用的面积只是街坊内的建筑用地面积。在规划或初步设计时，采用总人口密度，而在技术设计或施工图设计时，则采用街坊人口密度。
设计人口数也可根据城市人口增长率按复利法推算，但实际工程中使用不多。 （3）生活污水量总变化系数
流入污水管道的污水量时刻都在变化。污水量的变化程度通常用变化系数表示。变化系数分为日变化系数、时变化系数和总变化系数三种。
一年中最大日污水量与平均日污水量的比值称为日变化系数(K d )；
最大日最大时污水量与最大日平均时污水量的比值称为时变化系数(K h )； 最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数(K z )。
显然，按上述定义有
h d Z K K K ?= (8-3)
②当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实际数据采用。
我国在多年观测资料的基础上，经过综合分析归纳，总结出了总变化系数与平均流量之间的关系式，即：
z K =
11
.7
.2O Q (8-4) 式中： Q —污水平均日流量，L/s 。当Q ＜5L/s 时，K z =2.3；当Q ＞1000L/s 时，K z =1.3。
设计时也可采用式（8-4）直接计算总变化系数，但比较麻烦。 2.公共设施排水量
公共设施排水量Q 2应根据公共设施的不同性质，按《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)的规定进行计算。
3.工业企业生活污水和淋浴污水设计流量
工业企业的生活污水和淋浴污水主要来自生产区的食堂、卫生间、浴室等。其设计流量的大小与工业企业的性质、污染程度、卫生要求有关。一般按下式进行计算：
3Q =
T K B A K B A 3600222111+ +3600
2
211D C D C + （8-5）
式中 Q 3——工业企业生活污水和淋浴污水设计流量，L/s ；
A 1 ——一般车间最大班职工人数，cap ；
B 1——一般车间职工生活污水定额，以25L/(cap ·班)计； K 1——一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； A 2——热车间和污染严重车间最大班职工人数，cap ；
B 2——热车间和污染严重车间职工生活污水量定额，以35L ／(cap ·班)计； K 2——热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数，以2.5计；
C 1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap ；
D 1——一般车间的淋浴污水量定额，以40L ／(cap ·班)计；
C 2——热车间和污染严重车间最大班使用淋浴的职工人数，cap ；
D 2——热车间和污染严重车间的淋浴污水量定额，以60L ／(cap ·班)计； T ——每工作班工作时数，h 。
淋浴时间按60min 计。 二、工业废水设计流量
工业废水设计流量按下式计算：
T
K M m Q Z
36004??=
(8-6)
式中 Q 4 ——工业废水设计流量，L ／s ；
m ——生产过程中每单位产品的废水量定额，L ／单位产品； M ——产品的平均日产量，单位产品/d ； T ——每日生产时数，h ；
K Z ——总变化系数。
三、城市污水管道系统设计总流量
城市污水管道系统的设计总流量一般采用直接求和的方法进行计算，即直接将上述各项污水设计流量计算结果相加，作为污水管道设计的依据，城市污水管道系统的设计总流量可用下式计算：
4321Q Q Q Q Q +++=（L/s ） (8-7) 设计时也可按综合生活污水量进行计算，综合生活污水设计流量为：
3600
241
???'='Z
K N n Q （L/s ） (8-8)
式中 Q 1/
——综合生活污水设计流量，L/s ；
n /
—— 综合生活污水定额，对给水排水系统完善的地区按综合生活用水定额
90%计，一般地区按80%计；
其余符号同前。
此时，城市污水管道系统的设计总流量为：
431
Q Q Q Q ++'=（L/s ） (8-9) 【例8-1】 河北某中等城市一屠宰厂每天宰杀活牲畜260t ，废水量定额为10m 3
/t ，工业
废水的总变化系数为1.8，三班制生产，每班8h 。最大班职工人数800cap ，其中在污染严重车间工作的职工占总人数的40%，使用淋浴人数按该车间人数的85%计；其余60%的职工在一般车间工作，使用淋浴人数按30%计。工厂居住区面积为10ha,人口密度为600cap/ha 。各种污水由管道汇集输送到厂区污水处理站，经处理后排入城市污水管道，试计算该屠宰厂的污水设计总流量。
【解】 该屠宰厂的污水包括居民生活污水、工业企业生活污水和淋浴污水、工业废水三种，因该厂区公共设施情况未给出，故按综合生活污水计算。
1．综合生活污水设计流量计算
查综合生活用水定额，河北位于第二分区，中等城市的平均日综合用水定额为110～180L/(cap ?d)，取165 L/(cap ?d)。假定该厂区给水排水系统比较完善，则综合生活污水定额为165×90%=148.5 L/(cap ?d)，取为150L/(cap ?d)。
居住区人口数为600?10=6000 cap 。
则综合生活污水平均流量为：
4.103600
246000
150=?? L/s 。
用内插法查总变化系数表，得K z =2.24。
于是综合生活污水设计流量为Q 1/
=10.4?2.24=23.30 L/s 。 2．工业企业生活污水和淋浴污水设计流量计算
由题意知：一般车间最大班职工人数为800?60%=480人，使用淋浴的人数为
480?30%=144人；污染严重车间最大班职工人数为800?40%=320人，使用淋浴的人数为320?85%=272人。
所以工业企业生活污水和淋浴污水设计流量为：
3Q =
T K B A K B A 3600222111+ +3600
2
211D C D C +
=836005.235320325480???+??+3600
6027240144?+?=8.35 L/s
3．工业废水设计流量计算
T K M m Q Z 36004??=
=s L s m /2.54/0542.03600
248.1260103==???
该厂区污水设计总流量85.852.5435.83.23431
=++=++'Q Q Q L/s 在计算城市污水管道系统的污水设计总流量时，由于城市排水区界内的汇水面积较
大，因此需按各排水流域分别计算，将各排水流域居住区生活污水、工业废水和工厂生活污水设计流量列表进行计算，最后再汇总得出污水管道系统的设计总流量。
某城镇污水管道系统设计总流量的计算见表8-2、8-3、8-4、8-5。
②中的数字不是直接合计，而是合计平均流量与相对应的总变化系数的乘积。
第二节 污水管段设计流量的计算
污水管道系统的设计总流量计算完毕后，还不能进行管道系统的水力计算。为此还需在管网平面布置图上划分设计管段，确定设计管段的起止点，进而求出各设计管段的设计流量。只有求出设计管段的设计流量，才能进行设计管段的水力计算。
一、设计管段的划分
在污水管道系统上，为了便于管道的连接，通常在管径改变、敷设坡度改变、管道转向、支管接入、管道交汇的地方设置检查井。对于两个检查井之间的连续管段，如果采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则这样的连续管段就称
二、设计管段的流量确定
如图8-1所示，每一设计管段的污水设计流量可能包括以下3种流量。 1．本段流量q 1
所谓本段流量是指从本管段沿线街坊流来的污水量。对于某一设计管段而言，它沿管线长度是变化的，即从管段起点为零逐渐增加到终点达到最大。为了计算的方便，通常假定本段流量是在起点检查井集中进入设计管段的，它的大小等于本管段服务面积上的全部污水量。一般用下式计算：
1q =z s K q F ?? （8-10） 式中 q 1——设计管段的本段流量，L ／s ；
F ——设计管段服务的街坊面积，hm 2
； K Z ——生活污水量总变化系数；
q s —— 生活污水比流量，L ／(s ·hm 2
)。 生活污水比流量可采用下式计算： s q =
3600
24??ρ
n （8-11）
式中 n ——生活污水定额或综合生活污水定额，L ／(cap ·d)；
ρ——人口密度，cap/ hm 2
。
2．转输流量q 2
转输流量是指从上游管段和旁侧管段流来的污水量。它对某一设计管段而言，是不发生变化的，但不同的设计管段，可能有不同的转输流量。 3．集中流量q 3
集中流量是指从工业企业或其它大型公共设施流来的污水量。对某一设计管段而言，它也不发生变化。
设计管段的设计流量是上述本段流量、转输流量和集中流量三者之和。
第三节污水管道的水力计算
一、污水管道中污水流动的特点
污水在管道内依靠管道两端的水面高差从高处流向低处，是不承受压力的，即为重力流。
污水中含有一定数量的悬浮物，它们有的漂浮于水面，有的悬浮于水中，有的则沉积在管底内壁上。这与清水的流动有所差别。但污水中的水分一般在99％以上，所含悬浮物很少，因此，可认为污水的流动遵循一般流体流动的规律，工程设计时仍按水力学公式计算。
污水在管道中的流速随时都在变化，但在直线管段上，当流量没有很大变化又无沉淀物时，可认为污水的流动接近均匀流。设计时对每一设计管段都按均匀流公式进行计算。
二、污水管道水力计算的设计参数
为保证污水管道的正常运行，《室外排水设计规范》中对这些因素综合考虑，提出了如下的计算控制参数，在污水管道设计计算时，一般应予以遵守。
(一)设计充满度
在设计流量下，污水在管道中的水深h与管道直径D的比值（h/D）称为设计充满度，它表示污水在管道中的充满程度，如图8-2所示。
当h/D＝1时称为满流；h/D 等于300mm时，应按满流复核。 这样规定的原因是： (1)污水流量时刻在变化，很难精确计算，而且雨水可能通过检查井盖上的孔口流入，地下水也可能通过管道接口渗入污水管道。因此，有必要预留一部分管道断面，为未预见水量的介入留出空间，避免污水溢出妨碍环境卫生，同时使渗入的地下水能够顺利流泄。 (2)污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体（如CH4、H2S等）。此外，污水中如含有汽油、苯、石油等易燃液体时，可能产生爆炸性气体。故需留出适当的空间，以利管道的通风，及时排除有害气体及易爆气体。 (3)便于管道的清通和养护管理。 表8-6所列的最大设计充满度是设计污水管道时所采用的充满度的最大限值，在进行污水管道的水力计算时，所选用的充满度不应大于表8-6中规定的数值。但为了节约投资，合理地利用管道断面，选用的设计充满度也不应过小。为此，在设计过程中还应考虑最小设计充满度作为设计充满度的下限值。根据经验各种管径的最小设计 污水管道设计 一确定排水界限，划分排水流域 1确定排水界限：确定污水排水系统的界限，以建筑区划分，污水排水系统是由城镇规划的设计规划决定的。 2划分排水流域 A.地形起伏：按等高线划分水线 B.平坦地区：按面积街区划分 C.排水干管：用一条或多干管排除一个流域中的污水 二管道定线和平面布置的组合 1污水管道系统定线：在城镇总平面图上确定污水管道的位置和走向（名词管道定线） 2污水排水系统和平面布置的组成及定线的主要原则 A.污水排水系统管道的组成 a支管：接纳街坊污水b干管：接纳支管污水c主干管接纳干管污水 管道定线一般是按照先大后小进行的顺序进行的：即先确定污水排出口的位置级污水处理厂的厂址位置，据此再拟定污水主干管的位置和走向然后再确定各排水流域的干管和位置和走向，再在各流域内确定个支管的位置和走向 管道定线的主要原则 使污水尽量按重力流方式排出，用较短的管线排除较大面积的污水，布置中尽量减少深埋，又减少提升泵站的数量（管线短埋深浅少提升） 3影响平面布置的因素 A地形-顺坡排水 B排水体制 排水体制决定排水系统的组成（有几套排水管系统），采用分流制时两套系统应互相协调 C污水厂.出水口泵站的位置 污水厂和出水口的位置和数量决定污水主干管的位置和走向：主干管必须通向污水厂 D地址条件 a主干管必须布置在坚硬密实的土壤中，尽量避免穿越高地.基岩浅入地带或基质土壤不良地带 尽量避免与河道.山谷.铁路.各种地下建筑交叉。必须交叉时宜垂直交叉，可采用倒虹管或官桥穿过河道.山谷等 E道路及交通状况 管道不宜布置在交通繁忙而狭窄的街道下；道路较宽时可在道路两边平行布置，分别收集道路两边支管接入的污水 F排水量大的工厂和建筑物的位置 接入污水干管起端是有利的，这样管道直径大，铺设坡度可以减小，可以降低管道的埋深。 G地下管线和地下构筑物情况 4干管布置 排水区域较低的地方 A干管与等高线垂直主干管与等高线平行B主干管与等高线垂直干管与等高线平行但要设置跌水井 平行式 适用范围：地势向河流方向较大倾斜的地区优缺点：可避免管道冲刷排水迅速 5支管形式 A低边式B围坊式C穿坊式 6平面图内容 三控制点确定和泵站设置地点 对管道系统埋深起控制作用的地点是控制点 1各条管道的起点就是这条管道的控制点，因为其埋深控制整条管道的埋深而整个系统的控制地点可能是 A离出水口最远的一个管道的控制点B深度较深的工厂污水排出口C地形低洼区域内的污水管道起点 2避免因个别控制点加大管道埋深的措施 采用高强度管材局部填土设提升泵站 水污染控制工程(上) 第三章 污水沟道系统的设计 §3-1 污水设计流量的确定 一、设计流量选取的原则 选取设计期限(20~30年)内的最大日(或最大班)最大时的污水流量作为设计流量。(包括生活污水设计流量和工业废水设计流量，在地下水位较高的地区，宜适当考虑地下水渗入量) 二、居住区的生活污水设计流量的确定 总K N q q n v v ???=360024 (3-1) 式中：q v ——居住区的生活污水设计流量，L/s ； n v q ——居住区生活污水量标准(每人每日平均排出的污水量，可查阅《建筑给水排 水设计规范》)； N ——使用沟道的设计人数； K 总——总变化系数。 公式中相关参数的确定： 1、n v q 居住区生活污水量标准n v q 为设计期限终了时，每人每日排出的平均污水量，按《建 筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）采用。 居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定。可按当地相关用水定额的80%～90%采用。对给水排水系统完善的地区可按当地用水定额的90％采用，一般地区可按当地用水定额的80％计。 2、设计人口数N 设计人口数N 为设计期限终了时的预估人口数，与城市的发展规模及人口的增长率有关。其估算方法有二： (1) 按城市总体规划确定的人口密度计算 N=PA (3-2) 式中：P ——人口密度，即单位面积上的人口数，人/ha ； A ——排水区域面积，ha 。 (2) 按人口自然增长率计算 n N N )1(0γ+= (3-3) 式中：N ——设计人口数，即n 年后的估计人口数； N 0——现在人口数； γ——人口自然增长率； n ——设计期限(20~30年)。 3、K 总 (1) 概念 K 总是污水流量的总变化系数。 2 污水管道设计计算 2．1排水区域划分及管线布置 2.1.1排水区域划分 该地区所地区地面平坦，可按一个高度确定地面标高。区域最北部为京杭大运河，沿河的东部和西部分别有一个污水处理厂。根据以上条件划分排水区域为：以淮海路为分界线，划分成两个排水区域。淮海路以西所排放的污水排入四季青污水处理厂，以东排入淮安第二污水处理厂。 2.1.2管线布置 污水厂污水厂 图1 污水管道布置图（初步设计） 管线布置原则是充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小管道埋深，降低工程造价。该地区地势平坦，区域最北边为京杭大运河，因此干管自南向北采用截流式敷设。 截流式是正交式的改进，即沿河岸敷设主干管。这种布置的优点是干管长度短，管径小，因而较经济，污水排出也比较迅速。干管基本上汇集街道两边相邻街区的污水，若街区面积较小且最近街道未敷设干管，则可能利用支管将该街区污水输送进最近的干管。具体如图1所示。 2．2 污水流量计算 污水设计流量包括生活废水和工业废水两大类。本设计中，工业废水水量不大，可直接汇入生活污水管道中一并送入污水处理厂。 已知各个功能区的排水量，并从所给地图中量出排水面积，即可求出污水的流量。 街区流量的计算公式[3]： 1000 243600 A q Q 创= ′ (2-1) Q ——流量，L/s q ——污水指标，m 3/ha·d ，居住用地：55m 3/（ha·d ）； 公共设施用地：40 m 3/（ha·d ）； 仓储用地：20m 3/（ha·d ）； 市政用地：15 m 3/（ha·d ）； 其它污水为总污水量的10%。 A ——面积，ha ，在所给地区地形图上根据区域面积计算。 由于居住区生活污水定额是平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。而实际上流入污水管道的污水量时刻扣在变化。这些变化包括季节变换，日间变换等等。若要采用平均值计算流量，必须设定污水变化系数来修订水量。下表是我国《室外排水设计规范》（GBJ14—87）采用的居住区生活污水量总变化系数值。 表1 生活污水总变化系数[9] 污水管网的设计说明及设计计算 1.设计城市概况 假设城市设计为某中小城市的排水管网设计，有明显的排水界限，分为区与区，坡度变化较大。河流为其城市的地面标高的最低点，由河流开始向南、向北地面标高均有不同程度的增加，且城市人口主要集中区，城区基本出去扩建状态中，发展空间巨大，需要结合城市的近远期规划进行管网布置。城市的布局还算合理，区域划分明显，交通发达，对于布管具有相当的简便性。 2.污水管道布管 (2).管道系统的布置形式 对比各种排水管道系统的布置形势，本设计的污水管铺设采用截留式，在地势向水体适当倾斜的地区，各排水区域的干管可以最短距离沿与水体垂直相较的方向布置，沿河堤低边在再敷设主干管，将各个干管的污水截留送至污水厂，截流式的管道布置系统简单经济，有利于污水和雨水的迅速排放，同时对减轻水体污染，改善和保护环境有重大作用，适用于分流制的排水系统，将生活污水、工业废水及初降废水经处理后排入水体。截流式管道系统布置示意图如下. (2).污水管道布管原则 a.按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管道，并对多种方案进行技术经济比较； b.首先确定排水区界、排水流域和排水体制，然后布置排水管道，应按主干管、干管、支管 c.的顺序进行布置； 1—城镇边界 2—排水流域分界线 3—干管 4—主干管 5—污水厂 6—泵站 7—出水口 d.充分利用地形，尽量采用重力流排除污水，并力求使管线最短和埋深最小； e.协调好与其他地下管线和道路工程的关系，考虑好与企业部管网的衔接； f.规划时要考虑使管渠的施工、运行和维护方便； g.规划布置时应该近远期结合，考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地。 (3).污水管道布管容 ①.确定排水区界、划分排水流域 本设计中有很明显的排水区界，一条河流自东向西流动，将整个城镇划分为区与区；同时降排水区域分为四个部分，分别有四条干管收集污水，同一进入位于河堤的主干管，送至污水处理厂。 ②.污水厂和出水口位置的选择 本设计中河流流向为自东向西，同时该城镇的夏季主导风向为南风，所以污水处理厂应该设置在城市的西北处河流下游，由于该城镇是中小型城市，所以一个污水处理厂足以实现污水的净化。 ③.污水管道的布置与定线 污水管道的平面布置，一般按照主干管、干管、支管的顺序进行。在总体规划中，只决定污水主干管、干管的走向和平面布置。 定线时，应该充分利用地形，使污水走向按照地面标高由高到低来进行，主干管敷设在地面标高较低的河堤处，管道敷设不宜设在交通繁忙的快车道和狭窄的道路下，一般设在两侧的人行道、绿化带或慢车带下。 支管的平面布置形式采用穿坊式，组成的一个污水排放系统可将该系统穿过其他街区并与所穿过的街区的污水管道相连接。管道的材料采用混凝土管。 ④.确定污水管道系统的控制点和泵站的设置地点 管道系统的控制点为两个工厂和每条管道的起点，这些点决定着管道的最小埋深，由于整个管道的敷设过程中，埋深一直满足最实用条件，且对于将来的发展留有空间，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排水。 ⑤．确定污水管道在街道下的具体位置 充分协调好与其他管段的关系，污水和雨水管道应该敷设在给水管道的下面，处理管道的原则为：未建让已建的，临时性管让永久性管，小管让大管，有压管让无压管，可弯管让不可弯管。 根据以上分析，对整个区域进行布管，干管尽量与等高线垂直，主干管沿河堤进行布置，基本上与等高线平行，整个城镇的管道系统呈现截流式布置，布管方式见附图。（污水管道系统的总体平面布置图）。 3. 管段设计计算： 管道的设计计算——管径和管壁厚度 空压机是通过管路、阀门等和其它设备构成一个完整的系统。管道的设计计算和安装不当，将会影响整个系统的经济性及工作的可靠性，甚至会带来严重的破坏性事故。 A.管内径：管道内径可按预先选取的气体流速由下式求得： =i d 8.1821 ?? ? ??u q v 式中，i d 为管道内径（mm ）；v q 为气体容积流量（h m 3）；u 为管内气体平均流速（s m ），下表中给出压缩空气的平均流速取值范围。 管内平均流速推荐值 1m 内的管路或管路附件——冷却器、净化设备、压力容器等的进出口处，有安装尺寸的限制，可适当提高瞬间气体流速。 例1：2台WJF-1.5/30及2台H-6S 型空压机共同使用一根排气管路，计算此排气管路内径。 已知WJF-1.5/30型空压机排气量为1.5 m 3/min 排气压力为3.0 MPa 已知H-6S 型空压机排气量为0.6 m 3/min 排气压力为3.0 MPa 4台空压机合计排气量v q ＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m 3/min ＝252 m 3/h 如上表所示u=6 m/s 带入上述公式=i d 8.1821??? ??u q v =i d 8.1821 6252??? ??=121.8 mm 得出管路内径为121mm 。 B.管壁厚度：管壁厚度δ取决于管道内气体压力。 a.低压管道，可采用碳钢、合金钢焊接钢管；中压管道，通常采用碳钢、合金钢无缝钢管。其壁厚可近似按薄壁圆筒公式计算： min δ= []c np npd i +-?σ2 式中，p 为管内气体压力（MPa ）；n 为强度安全系数5.25.1～=n ，取[σ]为管材的许用应力（MPa ），常用管材许用应力值列于下表；?为焊缝系数，无缝钢管?=1，直缝焊接钢管?=0.8；c 为附加壁厚（包括：壁厚偏差、腐蚀裕度、加工减薄量），为简便起见，通常当δ＞6mm 时，c ≈0.18δ；当δ≤6mm 时，c =1mm 。 当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取 'δ=R d 20δ δ+ 式中，0d 为管道外径；R 为管道弯曲半径。 b.高压管道的壁厚，应查阅相关专业资料进行计算，在此不做叙述。 常用管材许用应力 例2： 算出例1中排气管路的厚度。管路材料为20#钢 公式 min δ=[]c np npd i +-?σ2中 n=2 , p=3.0 MPa , i d =121 如上表20＃钢150o C 时的许用应力为131，即σ＝131 ?＝1 , C =1 带入公式 min δ=[]c np npd i +-?σ2＝1321131212132+?-????=3.8 mm 管路厚度取4 mm 第八章 污水管道系统的设计计算 (一)教学要求 熟练掌握污水管道的设计计算过程 (二）教学内容 1、污水设计流量 ２、污水管道的设计参数 3、污水管道的水力计算 （三)重点 污水管道的水力计算 第一节 污水设计流量的计算 污水管道系统的设计流量是污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量。通常以最大日最大时流量作为污水管道系统的设计流量,其单位为L/s 。它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。就生活污水而言又可分为居民生活污水、公共设施排水和工业企业内生活污水和淋浴污水三部分。 一、生活污水设计流量 1.居民生活污水设计流量 居民生活污水主要来自居住区，它通常按下式计算: 1Q = 3600 24???z K N n （8-1) 式中: Ｑ１—— 居民生活污水设计流量，L ／ｓ; ｎ ——居民生活污水量定额,L ／（cap ·ｄ)； N ——设计人口数,cap; K Z ——生活污水量总变化系数。 （1)居民生活污水量定额 居民生活污水量定额,是指在污水管道系统设计时所采用的每人每天所排出的平均污水量。 在确定居民生活污水量定额时,应调查收集当地居住区实际排水量的资料,然后根据该地区给水设计所采用的用水量定额，确定居民生活污水量定额。在没有实测的居住区排水量资料时，可按相似地区的排水量资料确定。若这些资料都不易取得，则根据《室外排水设计规范》(GBJl4-８７)的规定,按居民生活用水定额确定污水定额。对给水排水系统完善的地区可按用水定额的9０%计,一般地区可按用水定额的80％计。 (２）设计人口数 设计人口数是指污水排水系统设计期限终期的规划人口数，是计算污水设计流量的基本数据。它是根据城市总体规划确定的,在数值上等于人口密度与居住区面积的乘积。即： F N ?=ρ （８-2) 式中： N ——设计人口数，cap ； 污水及雨水管道怎样计算管道长度 【篇一:2014年管道课设】 2011级环境工程专业 《管道工程》课程设计 设计任务书 一、设计目的 本课程设计就是在经过《管道工程》理论学习后,学生在初步掌握污水排水管道系统与雨水管渠系统的概念、理论、设计计算方法的基础上,而进行的城市排水工程初步设计实践。 通过课程设计,使学生在基本理论、基本知识、基本技能等方面得到一次综合性训练: 1.了解污水排水管道系统设计的方法与步骤; 2.了解雨水管渠系统设计的方法与步骤; 3.学习利用各种资料确定设计方案的方法; 4.熟悉污水排水管道设计计算方法; 5.熟悉雨水管渠设计计算方法; 6.加强工程制图能力。 二、设计任务 1、确定污水排水管道系统的平面布置方案。 2、确定雨水管渠系统的平面布置方案。 3、进行污水排水管道(主干管)的流量计算与水力计算。 4、进行雨水管渠(选其中1~2条)的流量计算与水力计算。 5、进行平面图与纵剖面图的绘制。 6、整理计算书,编制说明书。 三、设计原始资料 1、某市南区规划地形图1张。城市位于河南省。 2、设计人口数: 3、2万人。 3、在规划区东部已建成污水处理厂一座,处理工艺采用二级生化处理+深度 处理,能够完全接纳工业园区的污水处理量。 4、工业废水设计流量按工业产业区0、6l/ (s 、ha);生活污水设计流量按全规 划区平均比流量设计。 5.夏季主导风向为东风,冬季主导风向为西风,年平均气温为15oc,冬季最冷月平均气温为-1oc。 6.该地区冰冻线深度为0、20米。 7.根据水文及气象资料,当地的暴雨强度公式: q=599(1+0、86lgp)/t0、56 设计指导书 一.污水管道系统的设计原则 城市排水管渠系统就是城市的一项重要基础设施,就是城市建设的重要组成部分、同时也就是控制水污染、改善与保护水环境的重要工程措施。在进行城镇排水管渠系统的规划与布置时,通常应遵循以下原则: (1)排水管道系统的规划设计应将合城市总体规划,并应与其它单项工程建设密切配合,相互协调。 (2)合理地确定管网密度,排水管渠尽量分散,避免集中,排水路线尽量短捷。 (3)主干管尽可能布置在较低处(如河岸或水体附近),以便于干管接入。 (4)城镇污水管渠应考虑城市工业废水的接入,满足排入城市下水道水质标准的工业废水直接排入下水道,不满足标准的在厂内进行预处理后排人下水道。 (5)排水管渠应尽量避免穿越不易通过的地带与构筑物;也不宜穿越有待规划与发展的大片空地,以避免影响整块地的功能与价值。 (6)排水管渠系统应与地形地势变化相适应,顺坡排水,尽量使污水重力排除,不设或少设中途提升泵站。 (7)合理比较与选择整个排水系统的控制点及控制点标高,以使整个管网系统埋深与投资合理。 二.雨水管道系统的设计原则 (1)管道定线:根据地形特点,布置雨水管渠,雨水应以最短的距离尽快排入水体。 (2)划分干管与支管的服务面积,进行编号并计算出面积的大小。 (3)确定干管与支管的检查井位置与编号,并计算设计管段长度与管渠总长度。 (4)列表计算各设计管段的设计流量:雨水管道的设计流量为地面径流系数、暴雨强度与集水面积的乘积。其中径流系数数可根据不同的 管道承压计算公式 一、根据设计压力计算壁厚 参照规范GB50316-2000<工业金属管道设计规范>计算公式P44，当直管计算厚度S1小于管子外径D 的1/6时，按照下面公式计算 公式1 S1= ) ]([21PY E PD +σ 公式2 S=S1+C1+C2 二、根据壁厚简单计算管道承受压力校核验算 公式1 P=S D ES +2)]([2σ 阀门磅级,MPA, BAR, PSI和公斤的含义和换算 阀门磅级,MPA, BAR, PSI和公斤的含义和换算 class 150 300 400 600 800 900 1500 2500 LB Mpa 1.6-2.0 2.5-5.0 6.3 10.0 13.0 15.0 25.0 42.0 MPA 150LB对应1.6-2.0MPa，300LB对应2.5-5.0MPa，400LB对应6.3MPa，600LB对应10MPa，800LB对应13MPa，900LB对应15MPa，1500LB对应25MPa，2500LB对应42MPa 我通常所用的PN，CLass，都是压力的一种表示方法，所不同的是，它们所代表承受的压力对应参照温度不同，PN欧洲体系是指在120℃下所对应的压力，而CLass美标是指在425.5℃下所对应的压力。所以在工程互换中不能只单纯的进行压力换算，如CLass300#单纯用压力换算应是2.1MPa，但如果考虑到使用温度的话，它所对应的压力就升高了，根据材料的温度耐压试验测定相当于5.0MPa。 阀门的体系有2种：一种是德国（包括我国）为代表的以常温下（我国是100度、德国是120度）的许用工作压力为基准的“公称压力”体系。一种是美国为代表的以某个温度下的许用工作压力为代表的“温度压力体系” 美国的温度压力体系中，除150LB以260度为基准外，其他各级均以454度为基准。 150磅级（150psi=1MPa）的25号碳钢阀门在260度时候，许用应力为1MPa，而在常温下的许用应力要比1MPa大得多，大约是2.0MPa。 所以，一般说美标150LB对应的公称压力等级为2.0MPa，300LB对应的公称压力等级为5.0MPa等等。因此，不能随便按照压力变换公式来变换公称压力和温压等级。 PN是一个用数字表示的与压力有关的代号，是提供参考用的一个方便的圆整数，PN是近似于折合常温的耐压MPa数，是国内阀门通常所使用的公称压力。对碳钢阀体的控制阀，指在200℃以下应用时允许的最大工作压力；对铸铁阀体，指在120℃以下应用时允许的最大工作压力；对不锈钢阀体的控制阀，指在250℃以下应用时允许的最大工作压力。当工作温度升高时，阀体的耐压会降低。 美标阀门以磅级为表示公称压力，磅级是对于某一种金属的结合温度和压力的计算结果，他根据ANSI B16.34的标准来计算。磅级与公称压力不是一一对应的主要原因是磅级与公称压力的温度基准不同。我们通常使用软件来计算，但是也要懂得使用表格来查磅级。日本主要用K值表示压力等级。 对于气体的压力，在中国，我们一般更常用其质量单位“公斤”描述（而不是“斤”），单位kg。其对应的压强单位是“kg/cm2”，一公斤压力就是一公斤的力作用在一个平方厘米上。 同样，相对应于国外，对于气体的压力，常用的压强单位是“psi”，单位是“1 pound/inch2”, 就是“磅/平方英寸”，英文全称为Pounds per square inch。但是更常用的是直接称呼其质量单位，即磅(LB.)，实际这LB.就是前面提到的磅力。把所有的单位换成公制单位就可以算出： 1 psi=1磅/inch 2 ≈0.068bar，1 bar≈14.5psi≈0.1MPa，欧美等国家习惯使用psi作单位。 在Class600和Class1500中对应欧标和美标有两个不同数值， 11MPa（对应600磅级）是欧洲体系规定，这是在《ISO 7005-1-1992 Steel Flanges》里面的规定；10MPa（对应600磅级）是美洲体系规定，这是在ASME B16.5里面的规定。 因此不能绝对地说600磅级对应的就是11MPa或者10MPa，不同体系的规定是不同的。 阀门的体系主要有2种：一种是德国（包括我国）为代表的以常温下（我国是100度、德国是120 污水管道系统的设计计算 （一）污水设计流量计算 一．综合生活污水设计流量计算 各街坊面积汇总表 居住区人口数为300?360.75=108225人 则综合生活污水平均流量为150?108225/24?3600L/s=187.89L/s 用内插法查总变化系数表，得K Z=1.5 故综合生活污水设计流量为Q1=187.89?1.5L/s=281.84L/s 二．工业企业生活污水和淋浴污水设计流量计算 企业一：一般车间最大班职工人数为250人，使用淋浴的职工人数为80人；热车间最大班职工人数为100人，使用淋浴的职工人数为50人 故工业企业一生活污水和淋浴污水设计流量为 Q2（1）=（250?25?3+100?35?2.5）/3600?8+(80?40+50?60)/3600L/s =2.68L/s 企业二：一般车间最大班职工人数450人，使用淋浴的职工人数为90人；热车间最大班职工人数为240人，使用淋浴的职工人数为140人 故工业企业二生活污水和淋浴污水设计流量为 Q2（2.）=（450?25?3+240?35?2.5）/3600?8+（90?40+140?60）/3600 =5.23L/s 所以工业企业生活污水和淋浴污水设计流量为 Q2=Q2(1)+Q2(2)=(2.68+5.23)L/s=7.91L/s 三．工业废水设计流量计算 企业一：平均日生产污水量为3400m3/d=3.4?106L/d=59.03L/s 企业二：平均日生产污水量为2400m3/d=2.4?106L/d=27.78L/s Q3=(59.03?1.6+27.78?1.7)L/s=141.67L/s 四．城市污水设计总流量 Q4=Q1+Q2+Q3=(281.84+7.91+141.67)l/s=431.42L/s （二）污水管道水力计算 一．划分设计管段，计算设计流量 本段流量q1=Fq s K Z 式中q1----设计管段的本段流量（L/s） F----设计管段服务的街坊面积（hm2） q s----生活污水比流量[L/(s·hm2)] K Z----生活污水总变化系数 住宅套内给水排水管道水力计算 专业--给排水常识2010-05-26 18:06:18 阅读21 评论0 字号：大中小订阅 1 入户管管径计算 《住宅建筑规范》[1]第5.1.4条规定：“卫生间应设置便器、洗浴器、洗面器等设施或预留位置；……。”这是现阶段住宅内卫生器具配置的最低要求，从《建筑给水排水设计规范》[2]中可知普通住宅Ⅱ、Ⅲ类符 合此项要求。 以普通住宅Ⅱ类为计算算例，表1-1为普通住宅Ⅱ类最高日生活用水定额及小时变化系数，表1-2为住宅常见卫生器具的给水额定流量、当量和连接管公称管径。表1-3为生活给水管道的水流流速要求值。 普通住宅Ⅱ类常见户型配置情况：所有户型配置均配置一间厨房，一套洗衣设施，以卫生间间数不同，分为一卫户（一间卫生间的户型）、二卫户（二间卫生间的户型）和三卫户（三间卫生间的户型）。表1-4 为常见户型卫生器具不同组合的当量数。 以PP-R管道和PAP管道作为典型管材进行水力计算。三通分水连接方式常用的建筑给水用无规共聚聚丙烯（PP-R）管道，当冷水管工作压力≤0.6MPa时，常选用S5系列，S5系列计算内径较大；分水器分水连接方式常用的铝塑复合（PAP）管道，铝塑复合（PAP）管道采用对接焊型，计算内径较小。表1-5为住宅常见户型入户管水力计算表。由表1-5可知，普通住宅Ⅱ类常见户型入户管公称管径应为DN25～DN32；如入户管管径采用小一级的，首先流速不满足规范要求，其次同样长度的入户管水头损失比满足流 速要求管径的水头损失大3倍左右。 表1-1 最高日生活用水定额及小时变化系数[2] 注：（1）流出水头[7] 是指给水时，为克服配水件内摩阻、冲击及流速变化等阻力而能放出的额定流量的 水头所需的静水压。 （2）最低工作压力[2] 是指在此压力下卫生器具基本上可以满足使用要求，它与额定流量无对应关系。 住宅入户管上水表的水头损失取0.010[2]～0.015MPa[4]。笔者以水表本层出户集中布置方式（水表距楼面1.0m），常见户型厨房、卫生间和阳台用水点为算例，根据管件采用三通分水或分水器分水的连接情况，经过管道、配件沿程和局部水头损失计算后，加上卫生器具的最低工作压力和水表的水头损失不同组合，表前最低工作压力在0.10～0.15MPa。对分水器集中配水连接方式水头损失较小，对应的表前最低工 作压力可采用较小的数值。 现代住宅给水支管设计常常只到水表后（或在室内预留一处接口），表前最低压力值的大小关系到住户将来装修后的正常用水，对于这一点应加以重视。同时必须指出，目前大部分水箱供水方式，水箱设置高度难以满足顶上1～3层表前最低工作压力(卫生器具的最低工作压力)的要求，这一点在设计时应特别注意。 3 排水横支管管径计算 排水横支管设计排水流量（通水能力）是按照重力流（不满流）进行计算，同管径的排水横支管设计排水流量远小于排水立管的设计排水流量。表3-1 为住宅常见卫生器具排水的流量、当量和排水(连接)管的 管径。 以常用的建筑排水硬聚氯乙烯（UPVC）管道（公称外径50～110mm）作为计算算例。表3-2为水力 计算参数、计算过程和计算结果。 表3-1卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径[2] 1流速与管径计算公式 水流速度取0.7 m/s，则管径计算值如下： D= 4×Q 3600×π×V = 4×6000 3600×3.14×0.7 =174 mm 空气管道的流速，一般规定为：干、支管为10~15m/s，通向空气扩散装置的竖管、小支管为4~5m/s。 2泵的选型 水管管路的水头损失=沿程水头损失+局部水头损失 沿途水头损失=(λL/d)*V^2/(2g)------------P150（层流、紊流均适用） 局部水头损失=ζ*V^2/(2g) 水管管路的水头损失=沿程水头损失+局部水头损失=(λL/d+ζ)*V^2/(2g) 式中：λ—管道沿途阻力系数；L—管道长度；ζ——局部阻力系数，有多个局部阻力系数，则要相加；d—管道内径, g—重力加速度，V—管内断面平均流速。沿途阻力系数λ和局部阻力系数ζ都可查水力学手册。 λ=64/Re 仅适用于圆管层流。对于紊流，由于运动的复杂性，其规律主要由试验确定，但可在理论上给以某些阐述。P171 沿程水头损失 （1）层流区Re＜2320（即lgRe＜3.36）λ=64/Re （2）层流转变为紊流过渡区2320＜Re＜4000（即3.36＜lgRe＜3.6），试验点散乱，流动情况比较复杂且范围不大，一般不作详细分析。 （3）紊流区Re＞4000（即lgRe＞3.6）分为紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区。 ①紊流光滑区：不同相对粗糙度△/d试验点均落在直线cd上，说明λ与△/d无关。和层流情况相类似，λ值也仅仅与Re有关。可表示为λ=（Re），但与层流区所遵循的函数关系不同。 ②紊流粗糙区：分界线ef右方，λ与Re无关，仅与△/d有关，可表示为λ=（△/d） ③紊流过度粗糙区λ=（△/d，Re） 第八章 污水管道系统的设计计算 （一）教学要求 熟练掌握污水管道的设计计算过程 （二）教学内容 1、污水设计流量 2、污水管道的设计参数 3、污水管道的水力计算 （三）重点 污水管道的水力计算 第一节 污水设计流量的计算 污水管道系统的设计流量是污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量。通常以最大日最大时流量作为污水管道系统的设计流量，其单位为L/s 。它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。就生活污水而言又可分为居民生活污水、公共设施排水和工业企业内生活污水和淋浴污水三部分。 一、生活污水设计流量 1.居民生活污水设计流量 居民生活污水主要来自居住区，它通常按下式计算： 1Q = 3600 24???z K N n (8-1) 式中： Q 1—— 居民生活污水设计流量，L ／s ； n ——居民生活污水量定额，L ／(cap ·d)； N ——设计人口数，cap ； K Z ——生活污水量总变化系数。 （1）居民生活污水量定额 居民生活污水量定额，是指在污水管道系统设计时所采用的每人每天所排出的平均污水量。 在确定居民生活污水量定额时，应调查收集当地居住区实际排水量的资料，然后根据该地区给水设计所采用的用水量定额，确定居民生活污水量定额。在没有实测的居住区排水量资料时，可按相似地区的排水量资料确定。若这些资料都不易取得，则根据《室外排水设计规范》(GBJl4-87)的规定，按居民生活用水定额确定污水定额。对给水排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。 （2）设计人口数 设计人口数是指污水排水系统设计期限终期的规划人口数，是计算污水设计流量的基本数据。它是根据城市总体规划确定的，在数值上等于人口密度与居住区面积的乘积。即： F N ?=ρ (8-2) 式中： N ——设计人口数，cap ； ρ——人口密度，cap/hm 2 ； 1.生活污水量 Q1= n?N?K z Q1---居民生活污水设计流量，L/s; n---居民生活污水量定额，L/(cap·d) N---设计人口数， cap; K z---生活污水量总变化系数。 2.设计人口数 N=ρ?F N---设计人口数，cap; ρ---人口密度，cap/h m2 F---居住面积，h m2 cap---“人”的计量单位。 3.工业企业生活污水和淋浴污水设计流量 Q3=A1B1K1+A2B2K2 3600T + C1D1+C2D2 3600 Q3---工业企业生活污水和淋浴污水设计流量, L/s; A1---一般车间最大班职工人数，cap; B1---一般车间职工生活污水定额，以25L/(cap·班)计； K1---一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； A2---热车间和污染严重车间最大班职工人数，cap; B2---热车间和污染严重车间职工生活污水量定额，以35L/(cap·班)计；K2---热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数，以2.5计； C1---一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap; D1---一般车间的淋浴污水量定额，以40L/(cap·班)计； C2---热车间和污水严重车间最大班使用淋浴的职工人数，cap; D2---热车间和污水严重车间的淋浴污水量定额，以60L/(cap·班)计；T---每工作班工作时数，h。 4.工业废水设计流量 Q4=m·M·K z 3600T Q4---工业废水设计流量，L/s; m---生产过程中每单位产品的废水量定额，L/单位产品；M---产品的平均日产量，单位产品/d; T---每日生产时数，h; K z---总变数系数。 污水管道系统设计 一、设计资料及要求 试根据图1所示的街坊平面图，布置污水管道，并从工厂接管点至污水厂进行管段的水力计算，绘出管道平面图和纵断面图。已知： （1） 人口密度为400人/2410m ； （2） 污水量标准为140L/人.d ； （3） 工厂的生活污水和淋浴污水设计流量分别为8.24L/s 和6.84L/s ，生产污水设 计流量为26.4L/s ，工厂排出口地面标高为43.5m ，管底埋深不小于2m ，土壤冰冻深为0.8m 。 （4） 沿河岸堤坝标高40m 。 设计要求： 设计说明书一份，污水管网平面图一张（A3），主干管纵剖图一张（A3），管段流量计算表，水力计算表各一张。 图1 二、管道定线和平面布置 正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。定线应遵循的主要原则是：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大 区域的污水能自流排出。定线时通常考虑的几个因素是：地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口位置；水文地质条件；道路宽度；地下管线及构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。 从小区平面图可知该区地势自西北向东南倾斜，坡度较小，无明显分水线、可划分为一个排水流域。 初步设计以下布线方案。 方 图2 三、街区编号并计算其面积 将各街区编上号码，如图3所示，并按照各街区的平面范围计算他们的面积，列入下表中。 图3 表一街区面积 街区面积 表3－1 四、划分设计管段，计算设计流量 根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起讫点的检查井并编上编号，如图4所示。 图4 本设计中，居住区人口密度为400cap/ha 。居民生活污水定额为为140L/(cap ·d)，则每ha 街区面积的生活污水平均流量（比流量）为： )/(648.086400 1404000ha s L q ?=?= 本设计中只有一个集中化流量，在检查井16进入管道，对应的设计流量为 8.24+6.84+26.4=41.48(L/s) 如图4和表二所示，设计管段17~18，只有街区12的污水流入，其面积为6ha(见表一)，故本段设计流量q 1=q 0*F=0.648*6=3.89L/s.总计设计流量Q=2.3*3.89=8.95 L/s. 设计管段18~19除了来自17~18的转输流量3.89 L/s 之外，还有来自16~18的集中流量41.48(L/s),以及本段流量3.89 L/s ，故18~19的总设计流量为2.15*（3.89+3.89）+41.48=58.21 L/s 其余管段的设计流量计算方法相同。 各设计管段的设计流量列表如下： 第八章 污水管道系统的设计计算 （一）教学要求 熟练掌握污水管道的设计计算过程 （二）教学内容 1、污水设计流量 2、污水管道的设计参数 3、污水管道的水力计算 （三）重点 污水管道的水力计算 第一节 污水设计流量的计算 污水管道系统的设计流量是污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量。通常以最大日最大时流量作为污水管道系统的设计流量，其单位为L/s 。它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。就生活污水而言又可分为居民生活污水、公共设施排水和工业企业内生活污水和淋浴污水三部分。 一、生活污水设计流量 1.居民生活污水设计流量 居民生活污水主要来自居住区，它通常按下式计算： 1Q = 3600 24???z K N n (8-1) 式中： Q 1—— 居民生活污水设计流量，L ／s ； n ——居民生活污水量定额，L ／(cap ·d)； N ——设计人口数，cap ； K Z ——生活污水量总变化系数。 （1）居民生活污水量定额 居民生活污水量定额，是指在污水管道系统设计时所采用的每人每天所排出的平均污水量。 在确定居民生活污水量定额时，应调查收集当地居住区实际排水量的资料，然后根据该地区给水设计所采用的用水量定额，确定居民生活污水量定额。在没有实测的居住区排水量资料时，可按相似地区的排水量资料确定。若这些资料都不易取得，则根据《室外排水设计规范》(GBJl4-87)的规定，按居民生活用水定额确定污水定额。对给水排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。 （2）设计人口数 设计人口数是指污水排水系统设计期限终期的规划人口数，是计算污水设计流量的基本数据。它是根据城市总体规划确定的，在数值上等于人口密度与居住区面积的乘积。即： F N ?=ρ (8-2) 式中： N ——设计人口数，cap ； ρ——人口密度，cap/hm 2 ； 第三章给水排水管道系统水力计算基础 本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流 给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。 污水管道设计参数 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 全国民用建筑工程设计技术措施给水排水2003.第 含有油脂的废水（包括经过隔油池的废水）不得流入化粪池，以防影响化粪池的腐化效果。 l) 设计充满度 设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度(或水深比)。当h/D=1时称为满流；h/D<1称为非满流。 我国《室外排水设计规范》规定，污水管道应按非满流进行设计，对管道的最大设计充满度有相应的限制，污水管道设计充满度指的是 h/D。对于明渠，设计规范还规定了设计超高(即渠中水面到渠顶或渠道翼墙顶的高度)不小于0. 2m。各种管道的允许最大设计充满度在《室外排水设计规范》( GB 50014-2006 )中有明确的规定。 在计算配置污水管道的管径时，管道的设计流量中不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应复核当其满流时是否能满足设计流量的通过要求。 2) 设计流速 对应于设计流量、设计充满度的管道内的水流平均速度叫做设计流速。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，最好在最大和最小设计流速范围之内。最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的控制流速。《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)规定了污水管 道在设计充满度下的最小设计流速定为0. 6m/s。含有金属、矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大，其值要根据试验或调查研究决定。明渠的最小设计流速为0.4m/s。最大设计流速与管材相关，是保证管道不因长期剧烈冲刷而缩短运行寿命的控制流速。通常，金属管道的最大设计流速为1Qm/s，非金属管道的最大设计流速为5 m/s，更为具体的规定参见《室外排水设计规范》(GB 50014-2006 )。 3) 最小管径 在污水管道系统的上游部分，由于设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小，而管径过小极易堵塞；此外，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小，因此，为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。在街区和厂区内污水管道最小管径为DN200，街道下为DN300。 在污水管道系统上游的管段，由于管段服务的排水面积较小，因而设计流量较小，按此设计流量计算得出的管径会小于最小管径，这时应采用最小管径值。一般可根据最小管径在最小设计流速和最大充满度情况下能通过的最大流量值，计算出设计管段服务的排水面积。若计算管段的服务排水面积小于此值，即可直接采用最小管径而不再进行管道的水力计算。这种管段称为不计算管段。对于这些不计算管段，当有适当的冲洗水源时，可考虑设置冲洗井(类似于污水检查井)。 4) 最小设计坡度 污水管道系统设计的设计说明书 一、工程概述 城市污水处理厂的设计工作一般分为两个阶段，即初步设计和施工图设计。 城市污水处理厂的设计工作内容包括确定厂址、选择合理的工艺流程、确定污 1 等。 2 二、处理流程选择： 污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合，以满足污水处理的要求。 1、污水处理流程的选择原则： 经济节省性原则； 运行可靠性原则； 技术先进性原则。 2、应考虑的其他一些重要因素： 充分考虑业主的需求； 考虑实际操作管理人员的水平。 ， BOD：（300-20）/300=93.3%； SS：（350-20）/350=94.3%。 （二）、格栅及其设计： 格栅是由一组平行的金属栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水井处，用以截留污水中的大块悬浮杂质，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。 设计中取二组格栅，N=2组，安装角度α=60°Q设计水量=平均流量×变化系数=0.810m3/s 2、格栅槽宽度： B=S(n－1)+bn S 3 4 5 6 h2——明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m 设计中取h2=0.30m，得到H=1.28m。 7、栅槽总长度： 8、每日栅渣量计算： 采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。 9、进水与出水渠道： 城市污水通过DN1200mm的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B1=0.9m， 1 Q t 出水堰后自由跌落0.15m，出水流入出水槽，出水槽宽度B2=0.8m，出水槽水深h2=0.35m，水流流速v2=0.89m/s。采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水管道采用钢管。管径DN2=800mm，管内流速v2=0.99m/s，水力坡度i=1.46‰。 12、排砂装置： 采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，污水管道设计
污水沟道系统的设计
给排水污水管道设计计算.
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第八章污水管道系统的设计计算
污水及雨水管道怎样计算管道长度
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