计算机在给排水工程中的应用2007

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1、《计算机在给水工程中的应用》第6章给排水管网计算一、给水管网计算⒈给水管网计算的目的给水系统优化调度和给水管网改扩建。对于新建的管网（如已经做过的课程设计和毕业设计）：即在选定的管径条件下，确定管网中各管段的流量及水头损失，进而求出供水泵站水泵扬程及水塔高度；作为建设的依据。对于已有的管网系统：l通过计算分析，发现管网的低压区及薄弱环节，确定最优的改建、扩建的管道的走向及管径，和水泵站的水泵调整，使改造的费用最省。——优化改扩建。根据城市用水的实时变化情况（最大日最大时、最大日平均时）对现有的管网进行计算，结果作为运行调度

2、的依据，使管网的运行管理最优化，以最低的能耗满足用户对水压、水量的要求。——优化调度。⒉管网平差回顾管网平差定义：对于环状管网而言，没有直接求解的方法（原因：求解大型非线性方程组），只能通过迭代计算求解。在一个管网中，水力状况必然同时满足以下两个条件，即节点流量平衡条件和环水头损失平衡条件。通过迭代求解，才能找出同时满足上述两个条件的管段流量，这就是所谓的管网平差。l管网平差采用计算机：是一项复杂而繁琐的工作，人工手算平差费时费力，容易出错；应用计算机进行管网平差计算，代替了繁杂的手工劳动，提高了计算的精度和速度，已成为管网的

3、规划、设计、改造、调度管理的有力工具。l管网平差主要计算方法：⒈环方程法：以每环的校正流量作为未知变量。适合手算。⒉管段方程法：以管段流量作为未知变量。⒊节点方程法：以节点水压作为未知变量。（因方程阶数低，收敛性好）。适合编程计算。⒊环方程法原理及算法管网的环方程管网是由L个环组成，各环应满足能量方程，即每环内各管段水头损失闭合差应为零：（1.1）式中Sij，qij为计算环中以i、j为节点的管段的摩阻系数和管段流量；1、2…、L为环号。式（1.1）无直接解。一般先按经验初分流量qij（1），但显然难以满足能量方程，存在闭合差e

4、i≠0。需以初分流量加以校正流量方能使方程成立。即（1.2）第i环的校正流量近似值为（令n=2）：（1.3）按此校正流量修正管段流量，推算水头损失。如此反复进行，当闭合差小于某给定值后，即认为满足能量方程，计算结束。这就是解环方程法管网平差过程.在计算中，管段摩阻系数S可由巴甫洛夫斯基公式计算：（1.4）式中L——管长（m）；D——管径（mm）。计算程序框图EP——环内水头损失闭合差允许值（m）环方程法的优缺点：优点：⒈不用输入节点信息；⒉与水源节点无关，不用特殊标记。缺点：⒈需要重复输入管段信息；⒉节点压力（自由水压、绝对水

5、压）都要自己手算；⒊需要手工分配初分流量。平差程序的深入思考迭代计算的初始值节点流量法的闭合差是什么？干管界限流量判断自动寻找最不利点？局部损失考虑？带水泵特性曲线（方程不同很难）？如何自动初分流量？公称管径？节点地面标高？⒋平差程序的使用⑴平差基本过程编辑原始数据----运行平差程序-----得出平差结果⑵平差注意几点原始数据文件和结果数据文件都是文本文件，可用任何的文本文件编辑器进行编辑。具体可见附程序中的例子。（给水和排水程序都是如此）。⑶给水管网平差计算使用方法1、初分流量、选管径，形成数据文件（1）数据单位：长度——

6、米；管径——毫米；水量——升/秒；流速——米/秒。（2）流量的正负号：顺时针为正，逆时针为负。（3）编号：进行环的编号，外环（无邻环）编号为21。2、编辑录入数据（1）可打开任何输入数据文本，进入输入数据状态。（2）输入、修改数据。数据输入顺序：①最小闭合差　环数②管段数③管长　管径　流量　邻环数逐环写下去（3）输入结束后按Ｆ２存盘，按ＡＬＴ＋Ｘ退出3、数据运行打开运行文本GSPC.EXE,在运行文本内输入数据文件名***.txt，回车后在输入输出文本***.txt，回车后即运行平差。若不运行或出现死循环，则录入数据出现错误。

7、常见错误:（1）忘记输入文件名或带后缀；（2）环数或管段数与实际不符；（3）编号错误；（4）少空格（数据不足）。4、查看运行结果输入数据正确时，在当前文件夹内即输出一个数据输出文本，打开此文本后即可查看平差运行结果。迭代次数=5===========环号=1闭合差=-.005----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------

8、------------------------------------------------------1760150.55-9.804.38-3.33.33952400150.12-2.11.29-.12.05473700250.7436.293.812.67.0735