枝狀網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算

枝狀網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第六節(jié)管段阻力的計(jì)算二、管段阻力計(jì)算公式（達(dá)西-韋伯公式，圓管滿流）式中：q—管段流量；C-謝才系數(shù)

α—比阻管段沿程阻力計(jì)算一般公式：式中：k，n，m—常數(shù)和指數(shù)；

l—管段長度；

α—比阻；

s—管道摩阻（s=αl）第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第六節(jié)管段阻力的計(jì)算三、管道的計(jì)算內(nèi)徑鋼管（mm)鑄鐵管(mm)中等管徑大管徑（壁厚10mm為例）公稱直徑DN外徑D內(nèi)徑d計(jì)算內(nèi)徑Dj公稱直徑DN外徑D計(jì)算內(nèi)徑Dj內(nèi)徑d計(jì)算內(nèi)徑Dj150168148147400426406150149175194174173450478458200199200219199198500529509250249225245225224600630610300300250273253252700700350350275299279278800800400400300325305305900900450450325351331331100010005005003503773573572000200015001500第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第六節(jié)管段阻力的計(jì)算四、給水管內(nèi)水流流態(tài)（1）阻力平方區(qū)：Re>105,阻力系數(shù)λ僅與管壁粗糙度有關(guān)，與Re無關(guān)。舊鋼管、舊鑄鐵管，v≥1.2m/s時(shí)，或金屬管內(nèi)壁無特殊防腐措施時(shí)管內(nèi)水流流態(tài)。（2）過渡區(qū)：2320<Re<105,阻力系數(shù)λ與管徑、管壁粗糙度及Re有關(guān)。舊鋼管、舊鑄鐵管，v<1.2m/s時(shí)，石棉水泥管；（3）水力光滑區(qū)（層流區(qū)）：Re<2320，阻力系數(shù)λ與管徑及Re有關(guān)，與管壁粗糙度無關(guān)。塑料管和玻璃鋼管；第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第六節(jié)管段阻力的計(jì)算五、常用公式1.舍維列夫公式(3)舊鋼管和舊鑄鐵管，水溫10℃時(shí)的水力坡度：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，式中：v—流速，m/s；

Dj—管道的計(jì)算內(nèi)徑，m。第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第六節(jié)管段阻力的計(jì)算2.巴甫洛夫斯基公式適用于混凝土管、鋼筋混凝土管和渠道的阻力計(jì)算謝才系數(shù)C的表達(dá)式：式中：y－指數(shù)，表達(dá)式：n—管壁粗糙系數(shù)，混凝土管和鋼筋混凝土管n=0.013-0.014;R—水力半徑，m。n=0.013時(shí)：n=0.014時(shí)：式中：Q—流量，m3/s。

Dj—計(jì)算內(nèi)徑，m。第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第六節(jié)管段阻力的計(jì)算3.海曾－威廉公式式中：C－系數(shù)

海曾－威廉公式的系數(shù)C值水管種類C值塑料管150新鑄鐵管，涂瀝青或水泥的鑄鐵管130混凝土管，焊接鋼管120舊鑄鐵管和舊鋼管100第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第六節(jié)管段阻力的計(jì)算4.柯爾勃洛克公式式中：λ—阻力系數(shù)；

k—絕對(duì)粗糙度水管種類K值涂瀝青鑄鐵管0.05-0.125涂水泥鑄鐵管0.50涂瀝青鋼管0.05石棉水泥管0.03-0.04離心法鋼筋混凝土管0.04-0.25塑料管0.01-0.03第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三問題課堂中講述的四種計(jì)算管段阻力的公式分別的適用范圍是什么？第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第一篇城市給水管網(wǎng)第七章給水管網(wǎng)的水力計(jì)算第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三給水管網(wǎng)的水力計(jì)算第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第一節(jié)環(huán)狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算已知量：節(jié)點(diǎn)流量、管段長度、管徑、阻力系數(shù)未知量：管網(wǎng)各管段的流量或水壓共有P個(gè)未知數(shù)：P—管段數(shù)P=J+L-1：J節(jié)點(diǎn)數(shù)，L環(huán)數(shù)第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算一、樹狀管網(wǎng)的特點(diǎn)水流方向單一，管段流量唯一二、樹狀管網(wǎng)水力計(jì)算要點(diǎn)1.干線管段流量確定經(jīng)濟(jì)流速確定管徑管段阻力計(jì)算節(jié)點(diǎn)水壓計(jì)算二級(jí)泵站揚(yáng)程確定2.支線支線允許壓降確定支線允許水力坡度確定支線管徑確定第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算樹狀管網(wǎng)水力計(jì)算步驟1、計(jì)算比流量2、計(jì)算沿線流量3、計(jì)算節(jié)點(diǎn)流量4、計(jì)算管段流量5、計(jì)算和選取干管管徑6、計(jì)算各干管管段水頭損失7、計(jì)算干管節(jié)點(diǎn)水壓8、計(jì)算各支線允許的水力坡度9、計(jì)算和選取支線管徑10、計(jì)算水塔高度和水泵揚(yáng)程第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算三、樹狀管網(wǎng)水力計(jì)算示例q管段(L/s)L(m)ｑ節(jié)點(diǎn)(L/s)93.7560088.3830060.6345011.6365011.642055.377.164.4816.117.527.073.6711.6330.7418.262303.6715010.741904.48250泵站圖例:012348567第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三例題：某城市供水區(qū)用水人口5萬人，最高日用水量定額為150L/(人.d)，要求最小服務(wù)水頭為157kPa(15.7m)。節(jié)點(diǎn)4接某工廠，工業(yè)用水量為400m3/d，兩班制，均勻使用。城市地形平坦，地面標(biāo)高為5.00m，管網(wǎng)布置如上圖。解：1、總用水量設(shè)計(jì)最高日生活用水量：50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三工業(yè)用水量：總水量為：2、管線總長度，其中水塔到節(jié)點(diǎn)0的管段兩側(cè)無用戶。3、比流量4、沿線流量，見下表。第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算沿線流量計(jì)算管段管段長度(m)沿線流量(L/s)0~1300×0.0358=10.741~21505.372~32508.951~445016.114~865023.274~52308.235~61906.806~72057.34總計(jì)242586.81第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三5、節(jié)點(diǎn)流量，見下表。節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量(L/s)0?×10.74=5.371?(10.74+5.37+16.11)=16.112?(5.37+8.95)=7.163?×8.95=4.484?(16.11+23.27+8.23)=23.805?(8.23+6.80)=7.526?(6.80+7.34)=7.077?×7.34=3.678?×23.27=11.63合計(jì)86.81第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三6、因城市用水區(qū)地形平坦，控制點(diǎn)選在離泵站最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)8。干管各管段的水力計(jì)算見下表。管徑按平均經(jīng)濟(jì)流速確定。干管水力計(jì)算第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算干管流量(L/s)流速(m/s)管徑(mm)水頭損失(m)水塔~093.750.754001.270~188.380.704000.561~460.630.863001.754~811.630.661503.95∑h=7.53第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三7、干管上各支管接出處節(jié)點(diǎn)的水壓標(biāo)高為：節(jié)點(diǎn)4：16.00+5.00+3.95=24.95m節(jié)點(diǎn)1：24.95+1.75=26.70m節(jié)點(diǎn)0：26.70+0.56=27.26m水塔：27.26+1.27=28.53m各支線的允許水力坡度為：第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三支線水力計(jì)算第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算管段流量(L/s)管徑(mm)ih(m)1~211.641500.006171.852~34.481000.008292.074~518.262000.003370.645~610.741500.006311.456~73.671000.005811.19第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三參照水力坡度和流量選定支線各管段的管徑時(shí)，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，例如支線4~5~6~7的總水頭損失為3.28m，而允許的水頭損失按支線起點(diǎn)和終點(diǎn)的水壓標(biāo)高差計(jì)算為3.95m，符合要求，否則須調(diào)整管徑重新計(jì)算，知道滿足要求為止。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。第一節(jié)樹狀管網(wǎng)的水力計(jì)算第二十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三8、求水塔高度和水泵揚(yáng)程水塔水柜底高于地面的高度：H塔=16.00+5.00+3.95+1.75+0.56+1.27-5.00=23.53m水塔建于水廠內(nèi)，靠近泵站，因此水泵揚(yáng)程為：H塔