虹吸式雨水排水系統(tǒng)單斗排水性能研究.pdf

1、隨著城市建設的快速發(fā)展，大空間、大容量、大跨度的建筑數(shù)量持續(xù)增加，傳統(tǒng)的重力排水由于排水量較小、排水管道較多、懸吊管需要設置坡度等原因，已不能完全滿足現(xiàn)代大型建筑屋面排水的需求，許多工程開始采用排水性能更加優(yōu)良的虹吸雨水排水系統(tǒng)，但現(xiàn)有虹吸排水系統(tǒng)的設計校核方法是基于滿管流狀態(tài)進行的，對于虹吸的啟動和形成過程了解還不夠深入。而且現(xiàn)有系統(tǒng)中懸吊管長度均是依據(jù)屋面結(jié)構(gòu)進行設計，沒有考慮到對虹吸排水性能的影響，規(guī)范中也沒有針對懸吊管長度的相關

2、限制。本文主要針對虹吸形成過程的系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)變化規(guī)律以及管道系統(tǒng)中懸吊管長度的校核方法進行研究。
　　論文首先對虹吸排水系統(tǒng)進行理論分析，總結(jié)虹吸排水系統(tǒng)的形成條件和判斷標準，提出虹吸排水的性能指標;搭建單斗虹吸排水系統(tǒng)實驗臺，采用間接測量法研究不同補水量條件下系統(tǒng)參數(shù)的動態(tài)變化規(guī)律，根據(jù)補水量（大流量工況:Q＞80％，中流量工況:55％＜Q＜80％，小流量工況:30％＜Q＜55％）把流態(tài)及管道參數(shù)變化分為三個類型，并應用文獻測試

3、數(shù)據(jù)進行驗證。
　　其次，采用STAR-CCM+軟件，VOF方法建立虹吸排水系統(tǒng)數(shù)值計算模型，對大流量工況下的虹吸形成過程進行模擬，通過對管內(nèi)流態(tài)變化過程、系統(tǒng)參數(shù)曲線變化趨勢、虹吸啟動時間、最大排水量與實驗結(jié)果的對比，證明了數(shù)值計算方法的準確性和可行性;同時，選取管道結(jié)構(gòu)參數(shù)對虹吸啟動時間進行了影響因素敏感性分析，結(jié)果表明:懸吊管長度、立管直徑、懸吊管管徑、尾管長度4個因素對虹吸啟動時間影響較大，提出了應用上游管道體積來簡化計算