水头损失对照表

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本文目录:

• 1、管道配件及阀门所有造成的水头损失怎么计算

• 2、水流沿煤层底板的水头损失计算

• 3、（急）水处理构筑物的局部水头损失表哪里有啊 ？

• 4、关于洒水车的相关问题

一、管道配件及阀门所有造成的水头损失怎么计算

二、水流沿煤层底板的水头损失计算

煤层底板承压水的沿程水头损失主要是指底板承压水沿隔水层向上侵入、劈裂和导升过程中，水流受到岩体隙面的摩擦阻力、吸附阻力等作用而产生的水头损耗。沿程水头损失研究是从圆形管道开始的。著名学者达西依据均匀流动力学方程切应力 和层流运动切应力（以牛顿内摩擦力表示为

煤矿底板突水

煤矿底板突水

式中：L为管长，m；d为管径，m；v为断面平均流速，m/s；g为重力加速度；λ为沿程阻力系数。

式中，阻力系数λ＝64υ/（υd）＝64/（υd/υ）＝64/Re，Re为雷诺数，是层流与紊流的分界线。但实际上，无论是层流还是紊流，在均匀流情况下，因水流在隙边壁面上切应力为：

煤矿底板突水

式中：γ为水容重，N/m³；R为水力半径，m；J为水力梯度；f为摩擦系数；

相对糙率；ρ为水密度，kg/m³；L为管洞长度，m；Δ—糙率，cm；υ为水流速度。

于是沿程水头损失算式可写为：

煤矿底板突水

将γ＝_ρg代入式得：

煤矿底板突水

经整理可得水流沿程水头损失计算通用式：

煤矿底板突水

关于式中阻力系数λ值，同样与Re和Δ/R相关，对层流或紊流在均匀流时相一致，但紊流的阻力系数需由试验确定。

1933年尼古拉兹根据试验结果得经验算式为：

紊流光滑区：

煤矿底板突水

紊流粗糙区：

煤矿底板突水

后来，柯尔布鲁特一怀特提出紊流过渡区与3000＜Re＜1000000范围内阻力系数算式为：

煤矿底板突水

4.3.2.1 导高带三带划分^［67］

近年来对煤层底板的研究理论涉及很多，其中最具有代表性的就是“下三带”理论，其把底板划分为破坏带、完整岩层带、承压水导高带。后来还有采场底板“四带”划分理论，该理论又将煤层底板进行了细分，分为矿压破坏带、新增损伤带、原始损伤带以及原始导高带。采动矿压底板破坏带前面已经确定，比较难确定的就是导高带，也是有效保护层确定的关键，也是底板承压水导升过程中产生水头损耗的主要层位。

按承压水在导高带中导升过程来划分，还可以将导高带进行进一步划分，可以将其分为三个带（图4.11）：水蚀带（c）、原始裂隙带（b）和裂隙扩展带（a）。

图4.11 煤层底板导高带分带示意图

在实际生产中，能否实施安全带压开采，除了与煤层底板隔水层的阻抗水能力有关外，与煤层底板承压水水压大小也有非常密切关系。煤层底板承压水经导高带“三带”导升后，在各带中水压发生了不同程度的衰减，使得实际作用在有效隔水层底板上的水压不是底板含水层中的原始水压，而是经隔水层导升衰减后作用在有效隔水层底端的残余水压，这对指导带压开采的预测预报具有重要意义。

（1）水蚀带：水蚀带是岩体经水流长期侵蚀、搬运等作用形成的裂隙比较大的溶沟和溶隙。在水蚀带内，由于裂隙比较大，承压水主要表现为动水压力。溶沟和溶隙表面一般比较粗糙（图4.12），具有一定的粗糙度，当承压水在其中向上导升过程中，由于水流自身的黏滞力、岩石碎屑和隙面的摩阻力等，其将产生沿程水头损失。但由于底板承压水水流速度很小，因此沿程水头损失很小。

图4.12 溶隙带中溶隙结构面图

（2）原始裂隙带：在水蚀带，水压力主要以动水压力为主，表现为对岩体的冲刷、侵蚀等，而原始裂隙带则是在没有人为因素干扰的情况下，由于煤层底板外界条件的变化，主要是应力场的变化，在水压力的作用下，使得细微裂隙的进一步扩展。

由于原始裂隙带中水流速度相对比较小，所以水压力主要表现为渗透静水压力。静水压力主要表现为导升、楔劈等作用。承压水在原始裂隙带导升过程中，沿程水头损失是次要的，但其还要克服岩层的地应力（图4.13），再加上裂隙变小岩石颗粒吸附力增强，水头损失较大。当水流导升至原始裂隙尖端时，常会发生应力集中，但由于水头压力的损耗，现有静水压力己没有能力劈裂岩石而继续导升，此时的水头压力则为底板承压水前期的残余水压。

（3）裂隙扩展带：裂隙扩展带是煤层开采中，由于煤层底板岩层上覆压力减小，开采扰动使围岩应力场发生变化（变化情况如图4.14所示），使得底板岩体原有抵抗承压水静水压力的弹性势能变小，则由能量扩展准则可知，此时G≥R，即岩体裂隙将进一步被扩展。

图4.13 水流在裂隙中受力图

4.3.2.2 煤层底板残余水压的计算

田干^［68］根据承压水沿底板隔水层向上渗流原理以及在水压作用下裂隙的渐进扩容机理，结合现场煤层底板岩层结构性质及组构关系，建立室内物理模拟模型，模拟煤矿煤层隔水底板在承压水作用下，底板岩层的阻水性能、底板水沿隔水层导升过程中残余水压的存在及其分布规律和数量关系。模型材料主要为沙子、大白粉、水泥等，按照材料不同比例进行配制。

图4.14 采动围岩变化及工作面支承压力分布图

通过对实验分析得知，低渗透岩层对底板承压水导升过程中水头损耗的影响主要来自地层的岩性、岩石的力学性质（抗拉强度）以及其渗透性等，另外还与底板含水层水头压力大小有关。但底板承压水在隔水层导升过程中，对水头压力损耗影响最大的因素为地层的渗透性。原文研究了水头损耗与岩层渗透系数关系的数量特征。

利用实验数据（表4.4）可得出渗透系数与水头损耗率之间的关系式为：

煤矿底板突水

式中：_η为水头损耗率（单位厚度岩体所损耗的水头压力），MPa/m；K为岩层的渗透系数，m/d。

表4.4 渗透系数与水头损耗率关系表

在实际中，知道煤层底板的渗透系数，就可以通过式上式计算出煤层底板承压水递进导升一定高度后其水头压力损耗，进而计算出此时的残余水头压力。

煤层底板高承压水在向上导升过程中，经过导高带中溶隙带、原始裂隙带和扩展裂隙带后，发生了沿程水头损失以及扩展裂隙中的能量损耗，导致水头压力受到很大的消耗，当减小到一定值时水流不能再继续导升而形成残余水压，此时承压水导升的高度就是导高带的厚度。则残余水压的计算由上面实验可得：

煤矿底板突水

式中：pc为煤层底板残余水压，MPa；p0为层底板水压，MPa；_η为水头损耗率，MPa/m；M_m为煤层底板导高带厚度，m。

4.3.2.3 万年矿煤层底板残余水压的计算

万年矿奥灰含水层与9^＃煤底板相距H＝25m，－200m水平工作面煤层开采引起的底板最大破坏深度是h₁＝7.92m，底板导高带本文正常开采阶段取h₃＝5m，遇断层时取h₃＝10m，正常开采阶段底板有效隔水层的厚度取为h₂＝12.08m。

（1）正常开采阶段导高带残余水压计算

导高带水头损耗率为：

η＝0.0906e^{－14.969 K}＝0.0906e^{－14.969×0.01}＝0.078

则－200m水平工作面底板原始水压导升带上驻点的残余水头压力：

pc＝p0－M_m×η＝2.548－5×0.078＝2.16MPa

同理，计算其他可开采煤层正常开采阶段导高带残余水压见表4.5。

（2）遇断层时导高带残余水压计算：导高带水头损耗率为：

η＝0.0906e^{－14.969 K}＝0.0906e^{－14.969×0.01}＝0.078

表4.5 万年矿各煤层正常开采时导高带残余水压计算表

注：H为各煤层与奥灰顶面间的距离，h为各煤层所受的奥灰水的水压值（m），p0为各煤层所受的奥灰水的水压值（MPa），pc正常开采阶段导高带残余水压值。

－200m水平工作面底板原始水压导升带上驻点的残余水头压力：pc＝p0－M_m×η＝2.548－10×0.078＝1.77MPa

同理，计算其他可开采煤层遇断层开采阶段导高带残余水压见表4.6。

表4.6 万年矿各煤层遇断层时导高带残余水压计算表

续表

注：H为各煤层与奥灰顶面间的距离，h为各煤层所受的奥灰水的水压值（m），p0为各煤层所受的奥灰水的水压值（MPa），pc正常开采阶段导高带残余水压值。

三、（急）水处理构筑物的局部水头损失表哪里有啊 ？

水处理工程师手册，第699页有

四、关于洒水车的相关问题

向发展，以提高社会使用经济性；将控制装置集中在具有空调的驾驶室内，以减轻驾驶员人员的疲劳，提高舒适性。 具有多功能的洒水车仍然存在利用的季节性，主要应考虑在冬季的使用性。在现有的洒水车上增加其他专用功能显然是不可取的，但可实现具有内循环的喷洒盐水功能，也可在车前加装推雪板和破冰滚刀等简单而又实用的装置以尽量提高洒水车的使用率。 1 洒水量是否越大越好 用户在购洒水车和使用过程中，总是希望洒水量要大些为好，而在实际应用中，又闲洒水距离短，加水次数增多，空驶及折返继续作业的油耗增加，经费支出增多，社会经济性欠佳。 洒水车作业的主要作用是降温消暑、压尘、净化空气。若洒水量过大，则因地面不平而造成局部积水,一部分水顺路沿流入下水道，造成水资源和经济上的浪费；若地面泥土多，则易形成泥泞，由于车辆轮胎的粘带，则造成地面污染的延伸，地面干燥后，形成更大面积的尘土飞扬和污染。 由此引发的话题是酒水作业应在地面清扫干净后进行，而污染较重的地面若先洒水则更难清扫，洒水量大了并不好。 （东正公司生产的洒水车均可自由调节出水量，另外，东正公司洒水车的前冲高压装置可冲干净前面路面后再用后

洒进行喷洒洒水，这样，就不会让水和杂物混在一起，环卫工人只需清扫路的两边） 2 洒水量的定量分析 综合上述，洒水车洒水量大了反而不好，而洒水量小了又起不到明显作用。 那么，如何确定实用而又经济的洒水车洒水量呢？现以东风 洒水车技术要求的行驶速度为5－20km／h且实际应用均在l－3档行驶作业，所以不计算高速行驶下的酒水量。 在水泵额定转速下，满载5t，洒水作业时间t： 在水泵额定转速下，满载洒水车洒水作业距离S： 在水泵额定转速下，满载洒水宽度14m， 在水泵额定转速下，洒水量仅与水泵流量成正比。 按一档平均洒水量最小，核算对照表1。 量最大定位为 1L／m2则水泵流量相当于100m3／h洒水车虽然可以实现这样的要求，但并不经济，而且如果实际应用，则在城市硬化路面洒水区域内形成1mm高的水区，这些水不可能被全部吸引或蒸发，则形成地面流水乱淌，将造成水资源的浪费。 所以，要结合实际应用状况来制定科学而又合理的技术要求。

3洒水车用户为什么总是要求洒水量还要再大些 用户使用流量80m3／h进行洒水，但仍要求洒水量再大些，这是什么原因呢？通过了解，是国内各城市配备洒水车的数量不足，多数洒水车还要兼顾绿化浇水任务，由于财力不足，即使在主要干线洒水，也要求洒水量大些，并希望能保持相当长些时间，给人好象刚洒过水的现象，而且这样的洒水作业，也成为迎接检查、欢迎来宾和领导的装饰品。由于财力不足， 洒水车在炎热的夏季时常停停歇歇，不能有效发挥作用，这种状况必须改变，真正使酒水车在城市建设中起到净化与美化的作用。 4加大洒水宽度的意见应予支持 目前，国内洒水车的洒水宽度一般调整在14－16m，但是随着道路的拓宽和高速公路的发展，要求洒水宽度大于20m已是厂家经常听到的呼声，如果仅提高水泵扬程、加大出水压力来提高洒水宽度，不但加大成本，更加重用户的油耗，社会经济性不好。 简单而又实用的办法就是提高后喷嘴的距地高度。根据平抛运动原理，若流速不变，其射出距离与距地高度的平方根成正比。若喷嘴距地高度为0．7m，双喷嘴喷洒宽度为14m；若喷嘴距地高度为l．4m，则双喷嘴洒宽度可达成

19．8m；若喷嘴距地高度为2.8m，则双喷嘴洒宽度可达28m，但此时的洒水量也是反比例下降。 提高喷嘴距地高度，不仅能有效提高洒水宽度，而且降温、压尘、净化空气的作用更加明显，这种实用、新型的高架喷嘴装置，一定会受到社会的普遍欢迎。 5洒水系统的压力估算 根据流体力学原理，水头损失包括沿程水头损失印局部水头损失。沿程水头损失与管长、流速的平方成正比，局部水头损失与流速的平方成正比。所以选择合适的管径来调整流速，是降低水头损失的关键。 在流量确定后，可参考表3选择管径。 表3 管路直径与最大流量限制表 备注： 超过此限，其水头损失显著增加 直管水头损失可参表4 表4 100m 直管水头损失简表 备注：旧管加倍 计算局部水头损失可参考表5 表5 折合管路直径倍数简表 如φ50mm的标准弯管，折合成中ф50mm X25＝l.25m直管长度，若流量为6L／s，则每100m水头损失为29m，每个 ф50mm标准弯管的局部水头损失为0．36m。 通过洒水车水头损失测算，后喷洒水头损失约为13m，前

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