【土木建筑】第6章管网水力计算

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1、第6章管网水力计算6.1树状管网计算计算步骤：确定各管段的流量；根据经济流速选取标准管径；计算各管段的水头损失；确定控制点；计算控制线路的总水头损失，确定水泵扬程或水塔高度；确定各支管可利用的剩余水头；计算各支管的平均水力坡度，选定管径。某城市供水区用水人口5万人，最高日用水量定额为150Ｌ/(人·ｄ)，要求最小服务水头为16ｍ。节点４接某工厂，工业用水量为400ｍ3/ｄ，两班制，均匀使用。城市地形平坦，地面标高为5.OOｍ。水泵水塔0123485672504503006002301902056501501．总用水量设计最高日生活用水量：50000×0.15＝75

2、00m3/d＝86.81L/s工业用水量：400÷16＝25m3/h＝6.94L/s总水量为：ΣQ＝86.81＋6.94＝93.75L/s2．管线总长度：ΣL＝2425m，其中水塔到节点0的管段两侧无用户不计入。3．比流量：(93.75－6.94)÷2425＝0.0358L/s4．沿线流量：管段管段长度（m）沿线流量（L/s）0～11～22～31～44～84～55～66～7300150250450650230190205300×0.0358＝10.74150×0.0358＝5.37250×0.0358＝8.95450×0.0358＝16.11650×0.0358＝

3、23.27230×0.0358＝8.23190×0.0358＝6.80205×0.0358＝7.34合计242586.815．节点流量：节点节点流量（L/s）0123456780.5×10.74＝5.370.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.110.5×(5.37+8.95)＝7.160.5×8.95＝4.480.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.800.5×(8.23+6.80)＝7.520.5×(6.80+7.34)＝7.070.5×7.34＝3.670.5×23.27＝11.63合计86.8193.7588.3860.6311.6

4、34.4811.643.6710.7418.26水泵水塔0123485672504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.376．干管水力计算：管段流量（L/s）流速（m/s）管径（mm）水头损失（m）水塔～00～11～44～893.7588.3860.6311.630.750.700.860.664004003001001.270.561.753.95Σh＝7.53选定节点8为控制点，按经济流速确定管径。7．支管水力计算：管段起端水位（m）终端水位（m）允许水头损失（m）管

5、长（m）平均水力坡度1～34～726.7024.9521.0021.005.703.954006250.014250.00632管段流量(L/s)管径(mm)水力坡度水头损失(m)1～22～34～55～66～711.644.4818.2610.743.67150(100)100200(150)1501000.006170.008290.003370.006310.005811.85(16.8)2.070.64(3.46)1.451.198．确定水塔高度和水泵扬程水泵扬程需要根据水塔的水深、吸水井最低水位标高、水泵吸水管路和压水管水头损失计算确定。6.2环状网计算原

6、理环方程组解法原理：在初步分配流量的基础上，逐步调整管段流量以满足能量方程。L个非线形的能量方程：初步分配的流量一般不满足能量方程：初步分配流量与实际流量的的差额为Δq，实际流量应满足能量方程：将函数在分配流量上展开，并忽略高阶微量：方程组的第一部分称为闭合差：将闭合差项移到方程组的左边，得到关于流量误差（校正流量）的线性方程组：利用线性代数的多种方法可求解出校正流量。因为忽略了高阶项，得到的解仍然不能满足能量方程，需要反复迭代求解，直到误差小于允许误差值。节点方程组解法原理：在初步拟订压力的基础上，逐步调整节点水压以满足连续性方程。节点流量应该满足连续性方程：Ｊ

7、－Ｓ个连续性方程：一般表达式：初步拟定的水压一般不满足连续性方程：初步拟定水压与实际水压的差额为ΔＨ，实际水压应满足连续性方程：将函数在分配流量上展开，并忽略高阶微量：方程组的第一部分称为闭合差：将闭合差项移到方程组的右边，得到关于水压误差（校正压力）的线性方程组：求解步骤：根据已知节点（控制点和泵站）的水压，初步确定其他各节点的水压；根据流量与水头损失的关系求出各管段的流量；计算各节点的不平衡流量；计算各节点的校正压力；重复第2～4步直到校正压力符合要求为止。管段方程组解法原理：直接联立求解J-S个连续性方程和L个能量方程，求出P＝L+J-S个管段流量。具体步骤

8、：对能量方