管網(wǎng)水力計算樹狀管網(wǎng)計算課件

1、管網(wǎng)水力計算管網(wǎng)水力計算 我們這里討論的管網(wǎng)水力計算都是新建管網(wǎng)的水我們這里討論的管網(wǎng)水力計算都是新建管網(wǎng)的水力計算。力計算。 對于改建和擴(kuò)建的管網(wǎng)，因現(xiàn)有管線遍布在街道對于改建和擴(kuò)建的管網(wǎng)，因現(xiàn)有管線遍布在街道下，非但管線太多，而且不同管徑交接，計算時下，非但管線太多，而且不同管徑交接，計算時比新設(shè)計的管網(wǎng)較為困難。其原因是由于生活和比新設(shè)計的管網(wǎng)較為困難。其原因是由于生活和生產(chǎn)用水量不斷增長，水管結(jié)垢或腐蝕等，使計生產(chǎn)用水量不斷增長，水管結(jié)垢或腐蝕等，使計算結(jié)果易于偏離實際，這時必須對現(xiàn)實情況進(jìn)行算結(jié)果易于偏離實際，這時必須對現(xiàn)實情況進(jìn)行調(diào)查研究，調(diào)查用水量、節(jié)點流量、不同材料管調(diào)查研究，

2、調(diào)查用水量、節(jié)點流量、不同材料管道的阻力系數(shù)和實際管徑、管網(wǎng)水壓分布等。道的阻力系數(shù)和實際管徑、管網(wǎng)水壓分布等。第一節(jié)第一節(jié) 樹狀網(wǎng)計算樹狀網(wǎng)計算 多數(shù)小型給水和工業(yè)企業(yè)給水在建設(shè)初期多數(shù)小型給水和工業(yè)企業(yè)給水在建設(shè)初期往往采用樹狀網(wǎng)，以后隨著城市和用水量往往采用樹狀網(wǎng)，以后隨著城市和用水量的發(fā)展，可根據(jù)需要逐步連接成為環(huán)狀網(wǎng)。的發(fā)展，可根據(jù)需要逐步連接成為環(huán)狀網(wǎng)。村狀網(wǎng)的計算比較簡單，主要原因是樹狀村狀網(wǎng)的計算比較簡單，主要原因是樹狀網(wǎng)中每一管段的流量容易確定，且可以得網(wǎng)中每一管段的流量容易確定，且可以得到唯一的管段流量。到唯一的管段流量。樹狀網(wǎng)計算樹狀網(wǎng)計算p樹狀網(wǎng)計算步驟樹狀網(wǎng)計算步驟在

3、每一節(jié)點應(yīng)用節(jié)點流量平衡條件在每一節(jié)點應(yīng)用節(jié)點流量平衡條件q qi i+q+qijij0 0，無論從二級泵站起順，無論從二級泵站起順?biāo)鞣较蛲扑慊驈目刂泣c起向二級泵站方向推算，只能得出唯一的水流方向推算或從控制點起向二級泵站方向推算，只能得出唯一的管管段流量段流量q qijij ，或者可以說樹狀網(wǎng)只有唯一的流量分配。，或者可以說樹狀網(wǎng)只有唯一的流量分配。任一管段的流量決定后，即可任一管段的流量決定后，即可按經(jīng)濟(jì)流速按經(jīng)濟(jì)流速v ve e求出管徑求出管徑D D，并，并求得水頭求得水頭損失損失h hijij。選定一條干線，例如從二級泵站到控制點的任一條干管線，將此干線選定一條干線，例如從二級泵站到

4、控制點的任一條干管線，將此干線上各管段的水頭損失相加，求出上各管段的水頭損失相加，求出干線的總水頭損失干線的總水頭損失，即可按式，即可按式H Hp pZ Zc c+H+Hc c+h+hs s+h+hc c+h+hn n (m) (m)和式和式H Ht t= H= Hc c+h+hn n（Z Zt tZ Zc c）計算二級泵站所需揚程）計算二級泵站所需揚程或水塔所需的高度或水塔所需的高度。這里，控制點的選擇很重要，如果控制點選擇不。這里，控制點的選擇很重要，如果控制點選擇不當(dāng)而出現(xiàn)某些地區(qū)水壓不足時，應(yīng)重行選定控制點進(jìn)行計算。當(dāng)而出現(xiàn)某些地區(qū)水壓不足時，應(yīng)重行選定控制點進(jìn)行計算。干線計算后，得出

5、干線上各節(jié)點包括接出支線處節(jié)點的水壓標(biāo)高干線計算后，得出干線上各節(jié)點包括接出支線處節(jié)點的水壓標(biāo)高( (等等于于節(jié)點處地面標(biāo)高加服務(wù)水頭節(jié)點處地面標(biāo)高加服務(wù)水頭) )。因此在計算樹狀網(wǎng)的支線時，起點。因此在計算樹狀網(wǎng)的支線時，起點的水壓標(biāo)高已知，而的水壓標(biāo)高已知，而支線終點的水壓標(biāo)高等于終點的地面標(biāo)高與最小支線終點的水壓標(biāo)高等于終點的地面標(biāo)高與最小服務(wù)水頭之和服務(wù)水頭之和。從支線起點和終點的水壓標(biāo)高差除以支線長度，即得。從支線起點和終點的水壓標(biāo)高差除以支線長度，即得支線的水力坡度（支線的水力坡度（i=i=（H Hi iH Hj j）/L/Lijij），），再從支線每一管段的流量并再從支線每一管段

6、的流量并參照此水力坡度選定相近的標(biāo)準(zhǔn)管徑。參照此水力坡度選定相近的標(biāo)準(zhǔn)管徑。樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題 某城市供水區(qū)用最高日最高時用水量為某城市供水區(qū)用最高日最高時用水量為0.09375m m3 3/d/d，要求，要求最小服務(wù)水頭為最小服務(wù)水頭為157kPa(15.7m)157kPa(15.7m)。節(jié)點。節(jié)點4 4接某工廠，工業(yè)用接某工廠，工業(yè)用水量為水量為400m400m3 3/d/d，兩班制，均勻使用。城市地形平坦，地面，兩班制，均勻使用。城市地形平坦，地面標(biāo)高為標(biāo)高為5.00m5.00m，管網(wǎng)布置見圖。，管網(wǎng)布置見圖。樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p總用水量總用水量設(shè)計最高日生活用水量：

7、設(shè)計最高日生活用水量： Q設(shè)設(shè)=Q最高時最高時=0.09375=0.09375m3/s/s工業(yè)用水量：工業(yè)用水量： 兩班制，均勻用水，則每天用水時間為兩班制，均勻用水，則每天用水時間為16h 工業(yè)用水量（集中流量）工業(yè)用水量（集中流量）=400/16=25m3/h=6.94L/s樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p比流量比流量管線總長度管線總長度L： L =2425m(=2425m(其中水塔到其中水塔到0 0節(jié)點的管段兩側(cè)無用戶，不配節(jié)點的管段兩側(cè)無用戶，不配水，因此未計入水，因此未計入L ) )比流量比流量qs： q qs s=(Q=(Qq)/Lq)/L 其中，其中， q q（集中流量）（集中流量

8、）=6.94L/s, =6.94L/s, L =2425m=2425m 則則q qs s=(Q=(Qq)/Lq)/L =(93.75-6.94)/2425=0.0358L/(ms) =(93.75-6.94)/2425=0.0358L/(ms)樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p沿線流量沿線流量沿線流量沿線流量q1=qsL：樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p節(jié)點流量節(jié)點流量節(jié)點節(jié)點流量流量q qi i=0.5q=0.5q1 1：節(jié)點節(jié)點4 4除包括流量除包括流量23.80L/s23.80L/s以外，還應(yīng)以外，還應(yīng)包括工業(yè)用水集中流量包括工業(yè)用水集中流量6.94L/s6.94L/s。樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計

9、算例題p干管各管段的水力計算干管各管段的水力計算因城市用水區(qū)地形平坦，控制點選在離泵站最因城市用水區(qū)地形平坦，控制點選在離泵站最遠(yuǎn)的干管線上的節(jié)點遠(yuǎn)的干管線上的節(jié)點8。樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p干管各管段的水力計算干管各管段的水力計算管段流量的確定管段流量的確定 各管段的管段流量等于該管段后所有節(jié)點的節(jié)點流各管段的管段流量等于該管段后所有節(jié)點的節(jié)點流量之和量之和q水塔水塔0 q水塔水塔0=q0+q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8 =93.75L/s=93.75L/sq01 q01= =q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8=88.38L/s=88.38L/sq14 q1

10、4=q4+q5+q6+q7+q8=60.63L/s=60.63L/sq48 q48=q8=11.63L/s=11.63L/s 樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p干管各管段的水力計算干管各管段的水力計算干管各管段管徑干管各管段管徑D和流速和流速v的確定的確定對經(jīng)濟(jì)流速的要求。也符合表，則此時，如我們選擇管徑中所選管徑為，表如管段中隊經(jīng)濟(jì)流速的要求。表組合滿足、個管段，可能不止一個們可以看出，對一每一直至符合為止。這里我內(nèi)的經(jīng)濟(jì)流速，是否符合表的，在看一下新計算所得如果否，則重新選定合理；、，如果是，則所選定的是否在經(jīng)濟(jì)流速范圍內(nèi)，看查表，確定流速，然后由準(zhǔn)管徑選定一個管徑首先根據(jù)流量并參照標(biāo)15s/

11、63m. 0v,63. 035. 014. 303063. 04v350mmD300mm364115vD15vDvDv15vD4qvD22樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p干管各管段的水力計算干管各管段的水力計算干管各管段水頭損失干管各管段水頭損失hij=aLijqij2的確定的確定56m. 008838. 0300085. 12232. 0qaKLh085. 1Ka35s/70m. 0v0.2232a25400mmDs/1.20ms/70m. 0vs/70m. 0vs/08838m. 0q300mL10362210101031010，則有：的修正系數(shù)則：，查表，則：，查表，則：采用的是舍維列夫公

12、式若我們在計算的過程中；，為例：中管段以表樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p支管各管段的水力計算支管各管段的水力計算干管上各支管接出處節(jié)點的水壓標(biāo)高干管上各支管接出處節(jié)點的水壓標(biāo)高節(jié)點節(jié)點8：H8=16.00（最小服務(wù)水頭（最小服務(wù)水頭15.7m，這里，這里我們近似采用我們近似采用16.00m）+5.00（地面標(biāo)高）（地面標(biāo)高）=21.00m節(jié)點節(jié)點4：H4=H8+h48=21.00+3.95=24.95m;節(jié)點節(jié)點1：H1=H4+h14=24.95+1.75=26.70m;節(jié)點節(jié)點0：H0=H1+h01=26.70+0.56=27.26m；水塔：水塔： H水塔水塔=H0+h水塔水塔0=27.26

13、+1.27=28.53m樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p支管各管段的水力計算支管各管段的水力計算各支線的允許水力坡度各支線的允許水力坡度00632. 020519023051624.95LLLHHLHH01425. 025015051670.26LLHHLHH76655474747474322131313131ii允許水頭損失：允許水頭損失：h13=5.70m, h47=3.95m也就是說，經(jīng)過水力計算后，支線水頭損失不能超也就是說，經(jīng)過水力計算后，支線水頭損失不能超過允許的水頭損失過允許的水頭損失樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p支管各管段的水力計算支管各管段的水力計算支管管徑支管管徑D的確定方法

14、的確定方法 支管管徑的確定方法與干管相同支管管徑的確定方法與干管相同00617.001164.0097.141.85aKqi097.1Ka3,5s/66m.0v41.85a25150mmDs/1.20ms/66m.0v66.015.014.364.114D4qv150mm,D2146aKqiKavDi222121222，則有：的修正系數(shù)采用內(nèi)插法則：，查表，則：，查表，為例：中管段以表，則：和，可知采用的是舍維列夫公式若我們在計算的過程中后，和流速支管各管段確定出管徑的確定：支管各管段水力坡度樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p支管各管段的水力計算支管各管段的水力計算 參照水力坡度和流量選定支線各管

15、段的管徑時，參照水力坡度和流量選定支線各管段的管徑時，應(yīng)注意市售標(biāo)準(zhǔn)管徑的規(guī)格，還應(yīng)注意支線各管應(yīng)注意市售標(biāo)準(zhǔn)管徑的規(guī)格，還應(yīng)注意支線各管段水頭損失之和不得大于允許的水頭損失，例如段水頭損失之和不得大于允許的水頭損失，例如支線支線4 45 56 67 7的總水頭損失為的總水頭損失為3.28m3.28m，而允許，而允許的水頭損失按支線起點（的水頭損失按支線起點（H H4 4）和終點（）和終點（H H7 7）的水）的水壓標(biāo)高差計算為壓標(biāo)高差計算為H H4 4H H7 7 =24.95 =24.95(16+5)=3.95m(16+5)=3.95m，符合要求，否則須調(diào)整管徑重行計算，直到滿足符合要求，否則須調(diào)整管徑重行計算，直到滿足要求為止。由于標(biāo)準(zhǔn)管徑的規(guī)格不多，可供選擇要求為止。由于標(biāo)準(zhǔn)管徑的規(guī)格不多，可供選擇的管徑有限，所以調(diào)整的次數(shù)不多。的管徑有限，所以調(diào)整的次數(shù)不多。樹狀網(wǎng)計算例題樹狀網(wǎng)計算例題p水塔高度水塔高度 水塔水柜底高于地面的高度水塔水柜底高于地面的高度水泵揚程水泵揚程。水塔輸水管水頭