枝狀管網(wǎng)水力計(jì)算(共3頁(yè))

1、某城市樹(shù)狀給水管網(wǎng)系統(tǒng)如圖所示，節(jié)點(diǎn)(1)處為水廠清水池，向整個(gè)管網(wǎng)供水，管段1上設(shè)有泵站，其水力特性為：sp1=311.1（流量單位：m3/S，水頭單位：m），he1=42.6，n=1.852。根據(jù)清水池高程設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)(1)水頭為H1=7.80m，各節(jié)點(diǎn)流量、各管段長(zhǎng)度與直徑如圖中所示，各節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高見(jiàn)表，試進(jìn)行水力分析，計(jì)算各管段流量與流速、各節(jié)點(diǎn)水頭與自由水壓。各節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高節(jié)點(diǎn)編號(hào)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）地面標(biāo)高（m）9.8011.5011.8015.2017.4013.3012.8013.7012.5015.00解：第一步：逆推法求管段流量以定壓

2、節(jié)點(diǎn)（1）為樹(shù)根，則從離樹(shù)根較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)逆推到離樹(shù)根較近的節(jié)點(diǎn)的順序是：（10）,（9）,（8）,（7）,（6）,（5）,（4）,（3）,（2）;或（9）,（8）,（7）,（10）,（6）,（5）,（4）,（3）,（2）;或（5）,（4）,（10）,（9）,（8）,（7）,（6）,（3）,（2）等，按此逆推順序求解各管段流量的過(guò)程見(jiàn)下表。逆推法求解管段流量步驟節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)流量連續(xù)性方程管段流量求解管段流量（L/s）1（10）-q9+Q10=0q9=Q10q9=11.262（9）-q8+Q9=0q8=Q9q8=4.103（8）-q7+q8+Q8=0q7=q8+Q8q7=11.174（7）-q6+q7

3、+Q7=0q6=q7+Q7q6=18.695（6）-q5+q6+q9+Q6=0q5=q6+q9+Q6q5=60.696（5）-q4+Q5=0q4=Q5q4=3.887（4）-q3+q4+Q4=0q3=q4+Q4q3=11.048（3）-q2+q3+q5+Q3=0q2=q3+q5+Q3q2=87.849（2）-q1+q2+Q3=0q1=q2+Q3q1=93.21在求出管段流量后，利用最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)（即定壓節(jié)點(diǎn)）的流量連續(xù)性方程，可以求出定壓節(jié)點(diǎn)流量，即：q1+Q1=0，所以，Q1=- q1=-93.21(L/s)根據(jù)管段流量計(jì)算結(jié)果，計(jì)算管段流速及壓降見(jiàn)表。計(jì)算公式與算例如下： 采用海曾威廉-公式

4、計(jì)算（粗糙系數(shù)按舊鑄鐵管取Cw=100）管道摩阻系數(shù)sf1=10.67Cw1.852D4.87l1=10.671001.85240010004.87×600=109.72管段水頭損失hf1=sf1q1.852=109.72×93.2110001.852=1.35m泵站揚(yáng)程按水力特性公式計(jì)算：hp1=he1-sp1q1n=42.6-311.1×93.2110001.852=38.76管段流速及降壓計(jì)算管段編號(hào)123456789管段長(zhǎng)度（m）600300150250450230190205650管段直徑（mm)400400150100300200150100150管段

5、流量（L/s）93.2187.8411.043.8860.6918.6911.174.111.26管段流速(m/s）0.740.700.630.490.860.600.630.520.64管段摩阻系數(shù)109.7254.863256.0539093.49334.041229.924124.3332056.6614109.56水頭損失（m）1.350.610.771.341.860.771.001.223.48泵站揚(yáng)程(m)38.7600000000管段壓降（m）-37.410.610.771.341.860.771.001.223.48第二步：求節(jié)點(diǎn)水頭以定壓節(jié)點(diǎn)（1）為樹(shù)根，則從離樹(shù)根較近的管

6、段順推到離樹(shù)根較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)的順序是：1,2,3,4,5,6,7,8,9; 或1,2,3,4,5,9,6,7,8; 或1,2,5,6,7,8,9,3,4等，按此順推順序求解各定流節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)水頭的過(guò)程見(jiàn)下表。順推法求解節(jié)點(diǎn)水頭步驟樹(shù)枝管段號(hào)管段能量方程節(jié)點(diǎn)水頭求解節(jié)點(diǎn)水頭（m）11H1-H2=h1H2=H1-h1H2=45.2122H2-H3=h2H3=H2-h2H3=44.6033H3-H4=h3H4=H3-h3H4=43.8344H4-H5=h4H5=H4-h4H5=42.4955H3-H6=h5H6=H3-h5H6=40.6366H6-H7=h6H7=H6-h6H7=39.8677H7-H8=h7H8=H7-h7H8=38.8688H8-H9=h8H9=H8-h8H9=37.6499H6-H10=h9H10=H6-h9H10=34.16最后計(jì)算各節(jié)點(diǎn)自由水壓，見(jiàn)下表。節(jié)點(diǎn)自由水壓計(jì)算節(jié)點(diǎn)編號(hào)i12345678910地面標(biāo)高（m）9.8011.5011.8015.2017.4013.3012.8013.7012.5015.00節(jié)點(diǎn)水頭（m）7.8045.2144.6043.8342.4