虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)水力研究.pdf

1、虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)也稱壓力流排水系統(tǒng),是當今國際上較為先進的屋面雨水排放系統(tǒng),它被廣泛應用于大型廠房、展覽館、候機樓、體育館等跨度大、結構復雜的屋面,是解決屋面排水的有效途徑.但虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)中防旋雨水斗的水力特性復雜和系統(tǒng)流速大、超泄能力有限,稍有不慎可能造成系統(tǒng)運行的失效,引起排水故障,或者產(chǎn)生很大的噪聲,雨量超過管道設計值時還會出現(xiàn)溢流,從而需要對其進行進一步研究,不斷地完善其水力特性和設計計算方法. 本文首先

2、對虹吸式排水系統(tǒng)理論計算方法、適用范圍以及注意事項做出總結,并分析了虹吸式排水系統(tǒng)的優(yōu)勢；再對虹吸式排水管道進行原型試驗研究,采用不同管徑不同立管高度,對系統(tǒng)流量、管道壓強進行量測,觀察了各種工況下的流態(tài),對其水力特性進行研究分析,找出影響水力特性的落差、管徑主要因素以及與排水量的關系；進一步應用計算流體力學(CFD)Fluent軟件,采用標準k-ε 模型與RNGK-ε模型,計算過程應用有限體積法和二階迎風格式對數(shù)值模型進行離散

3、,速度和壓力的耦合采用sIMPLE算法,分別對系統(tǒng)彎管段、虹吸排水管道試驗系統(tǒng)、多斗虹吸式排水系統(tǒng)進行數(shù)值模擬分析,通過改變管段彎頭處半徑、管段出口負壓值、增加雨水斗數(shù)對不同工況下系統(tǒng)內(nèi)部的速度和壓力進行研究； 本文首次采用結合原型試驗與數(shù)值模擬相結合的方法,對虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)進行研究,試驗與模擬相互驗證,并進行拓展,很好地解決了虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)由于試驗條件限制問題,結果正確合理,為排水管網(wǎng)系統(tǒng)設計和優(yōu)化研究提供了有