第一节管网计算的课题名师编辑PPT课件.ppt

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1、第一节第一节 管网计算的课题管网计算的课题新建和扩建的城市管网按最高时用水量新建和扩建的城市管网按最高时用水量Q Qh h计计算，据此求出所有管段的直径、水头损失、算，据此求出所有管段的直径、水头损失、水泵扬程和水塔高度水泵扬程和水塔高度(当设置水塔时当设置水塔时)。并在。并在此管径基础上，按其它用水情况，如消防时、此管径基础上，按其它用水情况，如消防时、事故时、对置水塔系统在最高转输时各管段事故时、对置水塔系统在最高转输时各管段的流量和水头损失，从而可以知道按最高用的流量和水头损失，从而可以知道按最高用水时确定的管径和水泵扬程能否满足其它用水时确定的管径和水泵扬程能否满足其它用水时的水量和水

2、压要求。水时的水量和水压要求。管网计算的课题管网计算的课题管网计算步骤管网计算步骤求沿线流求沿线流量量和节点流和节点流量量；求管段计算流量求管段计算流量；确定各管段的管径和水头损失；确定各管段的管径和水头损失；进行进行管管网水力计算或技术经济计算；网水力计算或技术经济计算；确定水塔高度和水泵扬程。确定水塔高度和水泵扬程。第二节第二节 管网图形及简化管网图形及简化在管网计算中，城市管网的现状核算以及现有管网在管网计算中，城市管网的现状核算以及现有管网的扩建计算最为常见。的扩建计算最为常见。除了新设计的管网，因定线和计算仅限于干管而不除了新设计的管网，因定线和计算仅限于干管而不是全部管线的情况外，

3、对改建和扩建的管网往往将是全部管线的情况外，对改建和扩建的管网往往将实际的管网适当加以简化，保留主要的干管，略去实际的管网适当加以简化，保留主要的干管，略去一些次要的、水力条件影响较小的管线。一些次要的、水力条件影响较小的管线。但简化后的管网基本上能反映实际用水情况，使计但简化后的管网基本上能反映实际用水情况，使计算工作量可以减轻。算工作量可以减轻。管网图形简化是在保证计算结果接近实际情况的前管网图形简化是在保证计算结果接近实际情况的前提下，对管线进行的简化。提下，对管线进行的简化。管网图形及简化管网图形及简化管网图形简化可分为管网图形简化可分为分解分解、合并合并、省略省略分解：分解：只由一条

4、管线连接的两管网，都可以把连只由一条管线连接的两管网，都可以把连接管线断开，分解成为两个独立的管网。由两条接管线断开，分解成为两个独立的管网。由两条管线连接的分支管网，如它位于管网的末端且连管线连接的分支管网，如它位于管网的末端且连接管线的流向和流量可以确定，也可进行分解，接管线的流向和流量可以确定，也可进行分解，管网经分解后即可分别计算。管网经分解后即可分别计算。合并：合并：管径较小、相互平行且靠近的管线可考虑管径较小、相互平行且靠近的管线可考虑合并。合并。省略：省略：管线省略时，首先是略去水力条件影响较管线省略时，首先是略去水力条件影响较小的管线，也就是省略管网中管径相对较小的管小的管线，

5、也就是省略管网中管径相对较小的管线，管线省略后的计算结果是偏于安全的。线，管线省略后的计算结果是偏于安全的。管网图形及简化管网图形及简化第三节第三节 沿线流量和节点流量沿线流量和节点流量管网计算时并不包括全部管线，而是管网计算时并不包括全部管线，而是只计算只计算经过经过简化后的简化后的干管网干管网。干管网的节点包括：干管网的节点包括：水源节点，如泵站、水塔或高位水池；水源节点，如泵站、水塔或高位水池；不同管径或不同材质的管线交接点；不同管径或不同材质的管线交接点；两管段交点或集中向大用户供水的点。两管段交点或集中向大用户供水的点。两节点之间的管线称为两节点之间的管线称为管段管段。管段顺序连接形

6、成管段顺序连接形成管线管线。沿线流量和节点流量沿线流量和节点流量起点和终点重合的管线称为管网的起点和终点重合的管线称为管网的环环。环中不含其它环，称为环中不含其它环，称为基环基环。几个基环合成的环，称为几个基环合成的环，称为大环大环。多水源的管网，为了计算方便，有时将两个或多个水压已多水源的管网，为了计算方便，有时将两个或多个水压已定的水源节点（泵站、水塔等）用虚线和虚节点定的水源节点（泵站、水塔等）用虚线和虚节点0连接起连接起来，也形成环，因实际上并不存在，所以叫做来，也形成环，因实际上并不存在，所以叫做虚环虚环。沿线流量和节点流量沿线流量和节点流量沿线流量：沿线流量：是指供给该管段两侧用户

7、所需是指供给该管段两侧用户所需流量。流量。节点流量：节点流量：是从沿线流量折算得出的并且是从沿线流量折算得出的并且假设是在节点集中流出的流量。假设是在节点集中流出的流量。沿线流量沿线流量工业企业给水管网工业企业给水管网，大量用水集中在少数，大量用水集中在少数车间，配水情况比较车间，配水情况比较简单简单。城市给水管线城市给水管线，沿管线配水，情况比较，沿管线配水，情况比较复复杂。杂。假定用水量均匀分布在全部干管上。假定用水量均匀分布在全部干管上。比流量比流量：干管线单位长度的流量。：干管线单位长度的流量。沿线流量沿线流量比流量计算比流量计算度按一半计算。有一侧配水的管线，长（不配水）的管线；只园

8、等无建筑物地区，不包括穿越广场、公干管总长度，；和，大用户集中用水量总；管网总用水量，；比流量，ms/Ls/LQ)ms/(LlqqlqQqss沿线流量沿线流量沿线最高用水时和最大转输时的比流量不同，所沿线最高用水时和最大转输时的比流量不同，所以在管网计算时须分别计算。以在管网计算时须分别计算。城市内人口密度或房屋卫生设备条件不同的地区，城市内人口密度或房屋卫生设备条件不同的地区，也应该根据各区的用水量和干管线长度，分别计也应该根据各区的用水量和干管线长度，分别计算其比流量，以得出比较接近实际用水的结果。算其比流量，以得出比较接近实际用水的结果。沿线流量的计算：沿线流量的计算：。该管段的长度，；

9、沿线流量，mLs/L11qlqqs整个管网的沿线流量总和整个管网的沿线流量总和q1，等于，等于qsl。qsl值等值等于管网供给的总用水量减去大用户集中用水量，即于管网供给的总用水量减去大用户集中用水量，即等于等于Qq。沿线流量沿线流量 沿线按照用水量全部均匀分布在干管上的假定以求出比沿线按照用水量全部均匀分布在干管上的假定以求出比流量的方法，存在一定的缺陷。因为它忽视了沿线供水流量的方法，存在一定的缺陷。因为它忽视了沿线供水人数和用水量的差别，所以与各管段的实际配水量并不人数和用水量的差别，所以与各管段的实际配水量并不一致。为此提出另一种按该管段的供水面积决定比流量一致。为此提出另一种按该管段

10、的供水面积决定比流量的计算方法。的计算方法。该管段的供水面积，；沿线流量，211mAs/LqAqqA水面积为三角形。边上的管段，其两侧供积为梯形，在在街区短的管段，其两侧供水面长边上法来划分街区。在街区面积可用等分角线的方面积按一半计算；供水一侧配水的管线，供水配水）的管线，只有园等无建筑物地区（不，不包括穿越广场、公干管总供水面积，；和，大用户集中用水量总；管网总用水量，）；（比流量，22ms/Ls/LQms/LAqqAqQqAA节点流量节点流量 管网中任一管段的流量，由两部分组成：一部分是管网中任一管段的流量，由两部分组成：一部分是沿该管沿该管段长度段长度L L配水的配水的沿线流量沿线流量

11、q q1 1，另一部分是通过该管段输水到，另一部分是通过该管段输水到以后管段的以后管段的转输流量转输流量q qt t转输流量沿整个管段不变转输流量沿整个管段不变，而，而沿线沿线流量流量由于管段沿线配水，所以管段中的流量由于管段沿线配水，所以管段中的流量顺水流方向逐顺水流方向逐渐减小渐减小，到管段末端只剩下转输流量。，到管段末端只剩下转输流量。管段起端的流量等于转输流量管段起端的流量等于转输流量q qt t加沿线流量加沿线流量q q1 1，到末端只有，到末端只有转输流量转输流量q qt t ，因此从管段起点到终点的流量是变化的。，因此从管段起点到终点的流量是变化的。节点流量节点流量对于流量变化的

12、管段，难以确定管径和水头损失，对于流量变化的管段，难以确定管径和水头损失，所以所以有必要将沿线流量转化成从节点流出的流量有必要将沿线流量转化成从节点流出的流量。这样，沿管线不再有流量流出，即管段中的流量这样，沿管线不再有流量流出，即管段中的流量不再沿管线变化，就可根据该流量确定管径。不再沿管线变化，就可根据该流量确定管径。沿线流量化成节点流量的原理：沿线流量化成节点流量的原理：是求出一个沿线是求出一个沿线不变的折算流量不变的折算流量q q，使它产生的水头损失等于实际，使它产生的水头损失等于实际上沿管线变化的流量上沿管线变化的流量q qX X产生的水头损失。产生的水头损失。q=qq=qt t+q

13、 q1 1折算系数折算系数：是把沿线变化的流量折算成在管段是把沿线变化的流量折算成在管段两端节点流出的流量，即节点流量的系数。两端节点流出的流量，即节点流量的系数。节点流量节点流量折算系数折算系数的求导的求导31Laq3LLLLLLLaq3xxLLxLLLaqdxxxLL2LLLaqdxxLLLaqdxaqhLdxxLLLaqdxLxLaqdxaqdh2nadxaqdhdxqqLxLqLxLqqxLqqqq212212221L03L02L02221L022221L02221L02x22212212xnx1t11t11tX：中的水头损失可表示为流量变化的管段。则有：通常取管段的比阻；中的水头损失

14、为：。根据水力学，管段式中任一断面上的流量为：管段节点流量节点流量折算系数折算系数的求导的求导。为管段两端的节点流量，即将沿线流量折半作统一采用为便于管网计算，通常。值大于，靠近管网末端的管段，；值接近于值很大，远大于沿线流量，转输流量一般，管网起端的管段值也不等。值不同，折算系数同，管段在管网中的位置不数为线流量的管段，折算系，即转输流量远大于沿如，得：，则为管段，因转输流量值有关，在管网末端的只和折算系数则有：损失为：折算流量所产生的水头折算流量0.505.005.0qqqq0.50100577.03100qqq3131LaqLqqaLaqhqqq1t1tt1t22222121t21t12

15、qt+q1qt0.5q10.5q1qt+0.5q1节点流量节点流量管网任一节点的节点流量为：管网任一节点的节点流量为：qi=q1=0.5 q1任一节点任一节点i的节点流量的节点流量qi等于与该节点相连各等于与该节点相连各管段的沿线流量管段的沿线流量q1总和的一半。总和的一半。城市管网中，城市管网中，工业企业等大用户工业企业等大用户所需流量，所需流量，可直接作为接入大用户节点的节点流量。可直接作为接入大用户节点的节点流量。工业企业内的生产用水管网，工业企业内的生产用水管网，水量大的车间水量大的车间用水量用水量也可直接作为节点流量。也可直接作为节点流量。第四节第四节 管段计算流量管段计算流量沿线任

16、一管段的沿线任一管段的计算流量实际上包括计算流量实际上包括该管该管段两侧的段两侧的沿线流量沿线流量和通过该管段输送到以和通过该管段输送到以后管段的后管段的转输流量转输流量。为了初步确定管段计。为了初步确定管段计算流量，必须算流量，必须按最大时用水量进行流量分按最大时用水量进行流量分配配，得出各管段流量后，才能据此流量确，得出各管段流量后，才能据此流量确定管径和进行水力计算。定管径和进行水力计算。求出节点流量后，就可以进行管网的流量求出节点流量后，就可以进行管网的流量分配，分配，分配到各管段的流量已经包括了沿分配到各管段的流量已经包括了沿线流量和转输流量线流量和转输流量。管段计算流量管段计算流量单水源树状管网流量分配单水源树状管网流量分配任一管段的流量等于该管段以后（顺水流方向）所有节点任一管段的流量等于该管段以后（顺水流方向）所有节点流量的总和。流量的总和。如如q3-4=q4+q5+q8+q9+q10树状网的流量分配比较简单，各管段的流量易于确定，并树状网的流量分配比较简单，各管段的流量易于确定，并且且每一管段只有唯一的流量值。每一管段只有唯一的流量值。管段计算流量管段计算流量环状网流