管网水力计算理论在矿井供水系统改造中的运用
摘要：煤矿安全规程规定：矿井必须建立完善的防尘供水系统。本文通过对唐山矿业公司铁一区供水系统的现状及下步供水系统
改造计划的综合研究、分析，利用管网水力计算理论对铁一区生产区域现有和新建供水系统进行计算校核，确保铁一区建立完善的防尘供水系统，保证矿井的安全生产。
abstract： coal mine safety rules show： we must establish and improve dustproof and water supply system in the mine well. based on the comprehensive study and analysis on the status of water supply system in tangshan mining company tieyi district and the reconstruction plan of water supply system，this paper used the pipe network hydraulic calculation theory to calculate the existing and new water supply system to build and improve the dustproof and water supply system and ensure safety of mine.
关键词：管网；供水系统；最不利点；最大时用水量
key words： pipe network；water supply system；the most disadvantaged；maximum water consumption per hour
中图分类号：tv674 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）19-0070-02
0 引言
唐山矿铁一区位于矿井13～14水平，标高-637.2m～
图论法用于供水管网水力计算的研究
图论法用于供水管网水力计算的研究 摘要：图论理论是网络分析的主要工具，现用于管网的水力平衡计算，既充分发挥了图论理论的优势，使计算变得简便、迅捷，又可将管网附件加入计算，使结果更准确、更符合实际。文中采用峰阵输入管网结构，使输入数据的工作量大大减少，易于编制程序，计算大型的复杂管网。 关键词：供水管网水力计算图论法 前言 供水管网的水力平衡计算是供水系统规划设计、经济评价和运行管理的基础。水力平衡计算的目的就是在确定管径的情况下求出满足连续方程和能量方程的各节点压力水头和各管段流量。目前常用的水力平衡计算方法有哈代-克罗斯法(Hardy-Cross)，牛顿-莱福逊法(New ton-Raphson)，线性理论法(Linear-Theory)，有限元法(Finite Element)等等。所有这些方法各有所长，适用范围各不相同，有的还需人工假设管段流量，使输入数据工作量增大，且未考虑管网附件的影响。本文介绍的图论法将复杂的管网处理为相应的“网络图”，并建立相应的数学模型，用峰阵输入原始数据来描述管网结构，输入的数据量最少，不易出错，易于计算大型的复杂管网。其计算过程可同
时考虑管网附件，如控制阀、加压泵、逆止阀、减压阀等，使计算结果更符合实际。 1 图论原理 将供水管网中的管段概化成一条线段(即图中的边)，将有附件的管段看成图中的特殊管段，边与边由节点相连。这样，一个供水系统的管网图就转化为图论中的网络图。而且管道中的水流是有方向的，所以管网图是有向图。 根据以上所述原则，可将图1所示管网系统，转化为图2所示的网络图。 图1 图2 图1中有一水库A，三个给水点B、C、D，Q1表示水库节点供水量，Q2\,Q3\,Q4分别表示B、C、D节点的用水量。管段视为网络图中的对应边，管段的直径、管长、管道流量、摩损系数等作为管段对应边的权。至此，与管网同构的网络图生成了。图中箭头表示各条边的方向，即管段中水流方向。 网络图中节点与边的关联函数可以用完全关联矩阵I4×5表示如式(1)所示。 顶点边的编号
建筑给水排水工程习题 一、选择 1、当资料不全时，建筑物内的生活用水低位水池有效容积按哪一条计算是正确的？（A） A 按最高日用水量的20%~25%确定 B 按最高日用水量的35%~40%确定 C 按平均日用水量确定 D 按平均日用水量的60%确定 2、在装设备通透性吊顶的场所，喷头应布置在_____;系统的喷水强度应按_____确定。（C） A 吊顶下常规系统设计基本参数1.3倍 B 吊顶下常规系统设计基本参数 C 顶板下常规系统设计基本参数1.3倍 D 顶板下常规系统设计基本参数 3、下列哪一个情况排水系统应设环形通气管？（B） A 连接4个及4个以上卫生器具的横支管。 B 连接4个及4个以上卫生器具的横支管的长度大于12m的排水横支管。 C连接7个及7个以上大便器具的污水横支管。 D 对卫生、噪音要求较高的建筑物内不设环形通气管，仅设器具通气管。 4、给水管网的压力高于配水点允许的最高使用压力是应设减压设施。采用比例式减压阀的减压不宜大于____。（B） A 2 :1 B 3 :1 C 5 :1 D 6 :1 5、某建筑物内的生活给水系统，当卫生器具给水配水处的静水压力超过规定值时，宜采用何种措施？（A） A 减压限流 B 排气阀 C 水泵多功能控制阀 D 水锤吸纳器 6、某中水站利用城市污水处理厂二级处理出水为中水水源是，请回答下列四组中水处理工艺流程中哪组工艺流程合理？（D） A r r r 中水水源格栅间调节池物化、生化深度处理池中水 u u u u u u u u u u r r 中水水源格栅间调节池物化、生化深度处理池消毒池中水 B r r r r u u u u u u u u u u r r C u u r u u r u u r 中水水源格栅间调节池预处理池中水 u u u u u u u u u u r r 中水水源调节池物化、生化深度处理池消毒池中水 D r r r u u u u u u u u u u r r 注：城市污水处理厂二级处理出水水质已达《污水综合排放标准》，只需经调节池后采用生化或物化结合的深度处理，在经消毒即可作中水使用。 7、在设计自动喷水灭火系统时，配水管道的工作压力不应大于____；湿式系统、干式系统的喷水头动作后应由____直接连锁自动启动供水泵。（B） A 1.2 MPa 火灾报警信号 B 1.2 MPa 压力开关 C 0.4 MPa 火灾报警信号 D 0.4 MPa 压力开关 8、请指出正确的水泵吸水管的连接方式。（C） A 吸水管设在虹吸管段 B 吸水管向下坡向水泵 C 异径偏心大小头 D 同心异径管 9、下面关于自动喷水灭火系统管材及连接叙述中，哪一条是正确的？（C） A 系统管道的连接，应采用沟槽式连接件（卡箍），或法兰连接。
7.5.2配水管道水力计算 7.5.2.1 配水管网平面布置 干、支管沿现有路、沟、渠布置，并考虑永丰乡村镇规划的要求。本项目供水区范围比较小，南北长度约10km ，东西长度8km ，以水厂为圆点，最远距离约8.0km ，局部主干管破坏后维修恢复速度快，不会造成大的损失，因此，本项目主管网按树枝状布置。具体管网布置见永丰乡管网平面布置图。 受地形条件限制，本项目管网输水距离较远，用户水龙头的最大静水头控制在40m 不能全部满足要求，因此采取安装减压阀进行降压的措施，在静水压力超过40m 的各自然村、管网末梢等处设置减压阀2处。 7.5.2.2 管网水力计算成果 由于供水区范围小，采用树枝状管网，管网配水流量按最高日最高时用水量和秒流量法两种方法所得大值作为管段流量进行设计。 A ）最高日最高时用水量计算 1、设计流量： Q 配=（W -W 1)×K 时/24 式中： W ——村镇的最高日用水量，m 3/d ； W 1——大用户的用水量之和，m 3/d ； K 时——时变化系数，取2.0。 2、人均用水当量： q =Q 配/P 3、管网水力计算 ①按最不利点复核进行平差计算，水头损失计算公式按海澄-威廉公式进行如下： ()()5.0075.0/44.0gDi C R C e ?=υ νυ/D R e = 计算水温采用13℃，ν=0.000001； ②计算节点出流量：Q 节 =q×节点设计人口＋大用户用水量；
B ）秒流量法计算公式如下： 1、最大用水时卫生器具给水当量出流概率： (%)3600 2.000***=T N mK q U R h 式中：Uo ——生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（%）； q 0——最高日的用水定额； m ——每户用水人数，取3.5人； K h ——小时变化系数，取2.0； N g ——每户设置的卫生器具当量数； T ——用水小时数。 2、管段的卫生器具给水当量的同时出流概率： () (%)1149.0g g c N N U -+=α 式中：U ——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）； αc ——对应于不同U 0时的系数； N g ——计算管段的的卫生器具当量总数。 3、计算管段的设计秒流量： )/(2.0s L N U q g g **= 式中：q g ——计算管段的设计秒流量（L/s ）。 C ）管网水头损失计算 控制流速：υ 为经济流速，为0.6~1.2m/s 。 管径：πυQ D 4= 单位管长水头损失：774.4774 .1000915.0d Q i = 管道水头损失：h = 沿程损失+局部水头损失=(1+0.1)×i×L ，其中L 为管段长度，局部损失率为10%。
8章建筑内部热水供应系统 8.4热水管网的水力计算 8.4 热水管网的水力计算 8.4热水管网的水力计算
热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置，绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。 水力计算的目的是： 计算第一循环管网（热媒管网）的管径和相应的水头损失； 计算第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失； 确定循环方式，选用热水管网所需的各种设备及附件，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。
以热水为热媒时，热媒流量G按公式（8-8）计算。 热媒循环管路中的配、回水管道，其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速，通过查热水管道水力计算表确定，并据此计算 出管路的总水头损失H h 。热水管道的流速，宜按表8-45选用。 8.4.1 第一循环管网的水力计算 1．热媒为热水 热水管道的流速表8-12
当锅炉与水加热器或贮水器连接时，如图8-12所示， 热媒管网的热水自 然循环压力值H zr 按式 （8-35）计算： ) (8.921ρρ-?=h H zr 图8-12
热水管网的水力计算 8.4.1 第一循环管网的水力计算 式中H zr —热水自然循环压力，Pa ； Δh —锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度，m ；ρ1—锅炉出水的密度，kg/m 3； ρ2—水加热器或贮水器的出水密度，kg/m 3。 当H zr ＞H h 时，可形成自然循环，为保证运行可靠一般要求 （8-36）： h H 当H zr 不满足上式的要求时，则应采用机械循环方式，依靠循环水泵强制循环。循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些，以确保可靠循环。 zr H ≥（1.1~1.15）h H
给水管网水力计算基础 为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。 管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于v d Av Q )4/(2 π==所以管径v Q v Q d /13.1/4== π。但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流 量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。 图 1管网的形状 (a)枝状管网；(b)环状管网 因此，在确定管径时，应该作综合评价。在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。 应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为： ——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝0.6-1.0m/s ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=1.0~1.4m/s 。 一、枝状管网 枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。 技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。 1．新建给水系统的设计 对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。 自由水头由用户提出需要，对于楼房建筑可参阅下表。 建筑物层数 1 2 3 4 5 6 7 8 自由水头Hz （m ） 10 12 16 20 24 28 32 36 这一类的计算，首先应从各管段末端开始，向水塔方向求出各管段的流量，然后选用经
9）4.10 3.88 单定压节点树状管网水力分析 某城市树状给水管网系统如图所示,节点(1)处为水厂清水池,向整个管网供水,管段[1]上设有泵站,其水力特性为:s p1=311、1(流量单位:m 3/S,水头单位:m),h e1=42、6,n=1、852。根据清水池高程设计,节点(1)水头为H1=7、80m,各节点流量、各管段长度与直径如图中所示,各节点地面标高见表,试进行水力分析,计算各管段流量与流速、各节点水头与自由水压。 以定压节点(1)为树根,则从离树根较远的节点逆推到离树根较近的节点的顺序就是:(10),(9),(8),(7),(6),(5),(4),(3),(2);或(9),(8),(7),(10),(6),(5),(4),(3),(2);或(5),(4),(10),(9),(8),(7),(6),(3),(2)等,按此逆推顺序求解各管段流量的过程见下表。 ,即: q 1+Q 1=0,所以,Q 1=- q 1=-93、21(L/s) 根据管段流量计算结果,计算管段流速及压降见表。计算公式与算例如下: 采用海曾威廉-公式计算(粗糙系数按旧铸铁管取C w =100)
管道摩阻系数 管段水头损失 泵站扬程按水力特性公式计算: 管段编号［1］［2］［3］［4］［5］［6］［7］［8］［9］ 管段长度(m) 600 300 150 250 450 230 190 205 650 管段直径(mm) 400 400 150 100 300 200 150 100 150 管段流量(L/s) 93、21 87、84 11、04 3、88 60、69 18、69 11、17 4、1 11、26 管段流速(m/s) 0、74 0、70 0、63 0、49 0、86 0、60 0、63 0、52 0、64 管段摩阻系数109、72 54、86 3256、05 39093、49 334、04 1229、92 4124、33 32056、66 14109、56 水头损失(m) 1、35 0、61 0、77 1、34 1、86 0、77 1、00 1、22 3、48 泵站扬程(m) 38、76 0 0 0 0 0 0 0 0 管段压降(m) -37、41 0、61 0、77 1、34 1、86 0、77 1、00 1、22 3、48 以定压节点(1)为树根,则从离树根较近的管段顺推到离树根较远的节点的顺序就是:［1］,［2］,［3］,［4］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］; 或［1］,［2］,［3］,［4］,［5］,［9］,［6］,［7］,［8］; 或［1］,［2］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］,［3］,［4］等,按此顺推顺序求解各定流节点节点水头的过程见下表。 步骤树枝管段号管段能量方程节点水头求解节点水头(m) 1 ［1］H 1-H 2 =h 1 H 2 =H 1 -h 1 H 2 =45、21 2 ［2］H 2-H 3 =h 2 H 3 =H 2 -h 2 H 3 =44、60 3 ［3］H 3-H 4 =h 3 H 4 =H 3 -h 3 H 4 =43、83 4 ［4］H 4-H 5 =h 4 H 5 =H 4 -h 4 H 5 =42、49 5 ［5］H 3-H 6 =h 5 H 6 =H 3 -h 5 H 6 =40、63 6 ［6］H 6-H 7 =h 6 H 7 =H 6 -h 6 H 7 =39、86 7 ［7］H 7-H 8 =h 7 H 8 =H 7 -h 7 H 8 =38、86 8 ［8］H 8-H 9 =h 8 H 9 =H 8 -h 8 H 9 =37、64 9 ［9］H 6-H 10 =h 9 H 10 =H 6 -h 9 H 10 =34、16 节点编号i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 地面标高(m) 9、80 11、50 11、80 15、20 17、40 13、30 12、80 13、70 12、50 15、00 节点水头(m) 7、80 45、21 44、60 43、83 42、49 40、63 39、86 38、86 37、64 34、16 自由水头(m) —33、71 32、80 28、63 25、09 27、33 27、06 25、16 25、14 19、16
【例题】某5层住宅，层高3m，每层2户(分户型A与户型B)。其中户型A 二卫一厨，设低水箱坐式大便器、洗脸盆各2个，淋浴器、浴盆、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个；户型B一卫一厨，设低水箱坐式大便器、洗脸盆、淋浴器、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个。该住宅有局部热水供应。图1为该住宅卫生器具平面布置图，图2为给水系统轴测图，管材为内涂塑钢塑复合管。室外给水管网在引入管 =250kPa。试进行给水系统的水力计算。 连接点所能提供的最小压力H 图1 标准层卫生器具平面布置图图2 给水系统轴测图 【解】 ⒈根据给水系统轴测图，确定最不利配水点及计算管路 ⑴由图2看，A0或B0均有可能成为最不利配水点，经估算比较，初定A0点即淋浴器混合阀为系统最不利配水点，计算管路为 A0-A1-A2-A3-A4-A5-1-2-3-4-5-6。 。 ⑵引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压H 1 =[13.15－（－1.25）]×10=144kPa 根据图2，H 1 ⑶最不利配水点所需的最低工作压力H 4 根据表2.1.1淋浴器混合阀最低工作压力为0.05~0.10MPa，选取 =0.070MPa=70kPa H 4 ⒉计算各管段的设计秒流量 该工程为住宅建筑，设计秒流量采用概率法计算。 ⑴户型A（图2中给水管路A0-A1-A2-A3-A4-A5-1）设计秒流量计算 =280L/（人·d）， ①根据表2.2.1，户型A为普通住宅III类，用水定额取q =2.5，每户按m=4人计。 用水时数T=24h，时变化系数取K h ②根据表2.1.1，求每户设置的卫生器具给水当量数Ng 坐便器冲洗水箱浮球阀 N=0.50×2=1.00 洗脸盆混合水嘴 N=0.50×2=1.00 淋浴器混合阀 N=0.75 浴盆混合水嘴 N=1.20 洗涤盆混合水嘴 N=1.00
室内热水供暖系统的水力计算 本章重点 ? 热水供热系统水力计算基本原理。 ? 重力循环热水供热系统水力计算基本原理。 ? 机械循环热水供热系统水力计算基本原理。 本章难点 ? 水力计算方法。 ? 最不利循环。 第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理 一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式 当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件 ( 如阀门、弯头、三通、散热器等 ) 时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示： Δ P ＝Δ P y + Δ P i ＝R l + Δ P i Pa 〔 4 — 1 〕 式中Δ P ——计算管段的压力损失， Pa ；
Δ P y ——计算管段的沿程损失， Pa ； Δ P i ——计算管段的局部损失， Pa ； R ——每米管长的沿程损失， Pa ／ m ； l ——管段长度， m 。 在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。 每米管长的沿程损失 ( 比摩阻 ) ，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算 Pa/m （ 4 — 2 ） 式中一一管段的摩擦阻力系数； d ——管子内径， m ； ——热媒在管道内的流速， m ／ s ； 一热媒的密度， kg ／ m 3 。 在热水供暖系统中推荐使用的一些计算摩擦阻力系数值的公式如下： ( — ) 层流流动 当 Re ＜ 2320 时，可按下式计算；
多层住宅水力计算例题集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
【例题】某5层住宅，层高3m，每层2户(分户型A与户型B)。其中户型A 二卫一厨，设低水箱坐式大便器、洗脸盆各2个，淋浴器、浴盆、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个；户型B一卫一厨，设低水箱坐式大便器、洗脸盆、淋浴器、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个。该住宅有局部热水供应。图1为该住宅卫生器具平面布置图，图2为给水系统轴测图，管材为内涂塑钢塑复合管。室外给水管网在引入 =250kPa。试进行给水系统的水力计算。 管连接点所能提供的最小压力H 图1 标准层卫生器具平面布置图图2 给水系统轴测图 【解】 ⒈根据给水系统轴测图，确定最不利配水点及计算管路 ⑴由图2看，A0或B0均有可能成为最不利配水点，经估算比较，初定A0点即淋浴器混合阀为系统最不利配水点，计算管路为A0-A1-A2-A3-A4-A5-1-2-3-4-5-6。 。 ⑵引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压H 1 =[13.15－（－1.25）]×10=144kPa 根据图2，H 1 ⑶最不利配水点所需的最低工作压力H 4 根据表2.1.1淋浴器混合阀最低工作压力为0.05~0.10MPa，选取 H =0.070MPa=70kPa 4 ⒉计算各管段的设计秒流量 该工程为住宅建筑，设计秒流量采用概率法计算。 ⑴户型A（图2中给水管路A0-A1-A2-A3-A4-A5-1）设计秒流量计算 ①根据表2.2.1，户型A为普通住宅III类，用水定额取q =280L/ =2.5，每户按m=4人计。（人·d），用水时数T=24h，时变化系数取K h ②根据表2.1.1，求每户设置的卫生器具给水当量数Ng 坐便器冲洗水箱浮球阀 N=0.50×2=1.00 洗脸盆混合水嘴 N=0.50×2=1.00 淋浴器混合阀 N=0.75 浴盆混合水嘴 N=1.20
给水排水管道工程 课程设计指导书 环境科学与工程学院
第一部分城市给水管网水力计算程序及习题 一、程序 #define M 18 #define N 6 #define ep 0.01 #include
for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M-1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like; for(k=0;k<=M-1;k++) { p=abs(io[k]);q=abs(jo[k]); Q[k]=Q[k]+dq[p]+(dq[q]*sgn(jo[k])); } ko=ko+1; if(flag==0) goto loop; like: printf("\n\n"); for(i=1;i<=N;i++) {printf("%f\n",f[i]);} printf("ep=%f\n",0.01); printf("n=%d,m=%d,ko=%d\n",N,M,ko); for(k=0;k<=M-1;k++) { printf("%d)",k+1);
多层住宅水力计算例题标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
【例题】某5层住宅，层高3m，每层2户(分户型A与户型B)。其中户型A二卫一厨，设低水箱坐式大便器、洗脸盆各2个，淋浴器、浴盆、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个；户型B一卫一厨，设低水箱坐式大便器、洗脸盆、淋浴器、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个。该住宅有局部热水供应。图1为该住宅卫生器具平面布置图，图2为给水系统轴测图，管材为内涂塑钢塑复合管。室外给水管网在引入管连接点所能提供的最小压力=250kPa。试进行给水系统的水力计算。 H 图1 标准层卫生器具平面布置图图2 给水系统轴测图 【解】 ⒈根据给水系统轴测图，确定最不利配水点及计算管路 ⑴由图2看，A0或B0均有可能成为最不利配水点，经估算比较，初定A0点即淋浴器混合阀为系统最不利配水点，计算管路为A0-A1-A2-A3-A4-A5-1-2-3-4-5-6。 ⑵引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压H1。 根据图2，H1=[13.15－（－1.25）]×10=144kPa ⑶最不利配水点所需的最低工作压力H4 根据表2.1.1淋浴器混合阀最低工作压力为0.05~0.10MPa，选取 H4=0.070MPa=70kPa ⒉计算各管段的设计秒流量 该工程为住宅建筑，设计秒流量采用概率法计算。 ⑴户型A（图2中给水管路A0-A1-A2-A3-A4-A5-1）设计秒流量计算 ①根据表2.2.1，户型A为普通住宅III类，用水定额取q0=280L/（人·d），用水时数T=24h，时变化系数取K h=2.5，每户按m=4人计。 ②根据表2.1.1，求每户设置的卫生器具给水当量数Ng 坐便器冲洗水箱浮球阀 N=0.50×2=1.00 洗脸盆混合水嘴 N=0.50×2=1.00 淋浴器混合阀 N=0.75 浴盆混合水嘴 N=1.20 洗涤盆混合水嘴 N=1.00 家用洗衣机水嘴 N=1.00
建筑给水排水习题库 1．某集体宿舍为4层楼，每层有洗脸间，厕所各两个，每个洗脸间设配水龙头14个，每个厕所内设高水箱蹲式大便器8个，小便器4个，洗手盆2个，污水盆1个，试选择此集体宿舍进水管水表，并计算其水头损失。 2．某工厂住宅小区，居住人口共12000人，用水量标准140d l ?人，该小区由市政管网供水，应选何种型号水表？并计算其水头损失。 3．某城市拟建一座8层宾馆，地下1层，地上7层，其中一层为大厅，层高5m,2～3层为客房，层高2.8m ，地下室层高3m ，一层与室外地面高差1m ，城市供水保证压力为200K a P ,试选用合理的给水方式。 4．试述室内给水系统水质被污染的原因及防污染的相应措施。 5．试述室内给水排水系统采用的管材、连接方法及其选用？ 6．某住宅小区，有7层住宅楼8栋，计800户，最大时供水量403m ，最不利用水点需要供水压力为290 K a P ,如采用自动补气式气 压给水设备，试计算水罐总容积。 7．某建筑物拟定设气压给水设备供水方式，已知水泵出水量为3.5l s ，设计最小工作压力为250 K a P （表压）,最大工作压力为400 （表压） K a P ，如采用隔膜式气压给水设备，求水罐总容积， 8．建筑给水系统最基本的给水方式有哪几种？各适用于怎样的水源条件及用户用水特点？ 9．某旅馆建筑给水系统选用的给水方式为自动启动水泵供水到管网和水箱，此种工况的水泵出水量315b q m h =，试求水箱净容积。 10．某办公楼建筑给水系统，水泵的吸水管和压水管总长为40m ，自±0.00最低水位压水到水箱+32.00最高水位，已知该管路水头损失为4.16m 2H O ,试求： （1）水泵所应具有的总扬程。 （2）若水泵不从储水池吸水而从室外给水管网吸水，若室外自来水管网最
【例题】某5层住宅，层高3m ，每层2户(分户型A 与户型B)。其中户型A 二卫一厨，设低水箱坐式大便器、洗脸盆各2个，淋浴器、浴盆、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个；户型B 一卫一厨，设低水箱坐式大便器、洗脸盆、淋浴器、洗涤盆、洗衣机水嘴各1个。该住宅有局部热水供应。图1为该住宅卫生器具平面布置图，图2为给水系统轴测图，管材为内涂塑钢塑复合管。室外给水管网在引入管连接点所能提供的最小压力H 0=250kPa 。试进行给水系统的水力计算。 图1 标准层卫生器具平面布置图 图2 给水系统轴测图 【解】 T=24h ，洗脸盆混合水嘴 N=0.50×2=1.00 淋浴器混合阀 N=0.75 浴盆混合水嘴 N=1.20 洗涤盆混合水嘴 N=1.00 家用洗衣机水嘴 N=1.00 小计：每户给水当量数 Ng=6.45 ③ U 0 U 0= 0251.03600 2445.62.05 .2428036002.00=?????=???T N mK q g h
取U 0=2.5%（U 0计算公式中N g 是指每户设置的卫生器具给水当量数） ④ 根据U 0αc 值 αc =1.512×10-2=0.01512 ⑤ U U = %100)1(01512.01%100)1(149 .049 .0?-+= ?-+g g g g c N N N N α (U 计算公式中N 是指计算管段上的卫生器具给水当量总数，笔者认为当计算管段为起始端时， 。 K h =2.8，⑥ 同户型A 步骤⑥⑦ ⑶ 给水立管（给水管路1-2-3-4-5-6）设计秒流量计算 ① U 0的给水支管的给水干管的最大时卫生器具给水当量平均出流概率0U 029.00.445.60.40354.045.60251.000=?+???+??= = ∑∑n n n n N N U U gi gi i （式中n —使用卫生器具的 户数，设计管段1-2取1，2-3取2，3-4取3，4-5取4，5-6取5） 取%9.20=U
第 2 章气体管流水力特征与水力计算 2-1 某工程中的空调送风管网，在计算时可否忽略位压的作用？为什么？（提示：估计位压作用的大小，与阻力损失进行比较。） 答：民用建筑空调送风温度可取在15~35℃（夏季~冬季）之间，室内温度可取在25~20℃（夏季~冬季）之间。取20℃空气密度为1.204kg/m3,可求得各温度下空气的密度分别为： 15℃： ==1.225 kg/m3 ==1.145 kg/m3 35℃： ==1.184 kg/m3 25℃： 因此： 夏季空调送风与室内空气的密度差为 1.225-1.184=0.041kg/m3 冬季空调送风与室内空气的密度差为 1.204-1.145=0.059kg/m3 空调送风管网送风高差通常为楼层层高，可取H=3m，g=9.807 N/m.s2,则
夏季空调送风位压=9.807×0.041×3=1.2 Pa 冬季空调送风位压=9.807×0.059×3=1.7 Pa 空调送风系统末端风口的阻力通常为15~25Pa，整个空调送风系统总阻力通常也在100~300 Pa之间。可见送风位压的作用与系统阻力相比是完全可以忽略的。 但是有的空调系统送风集中处理，送风高差不是楼层高度，而是整个建筑高度，此时H可达50米以上。这种情况送风位压应该考虑。 2-2 如图 2-1-1 是某地下工程中设备的放置情况，热表示设备为发热物体，冷表示设备为常温物体。为什么热设备的热量和地下室内污浊气体不能较好地散出地下室？如何改进以利于地下室的散热和污浊气体的消除？ 图2-1-1 图2-1-2
图2-1-3 图2-1-4 答：该图可视为一 U 型管模型。因为两侧竖井内空气温度都受热源影响，密度差很小，不能很好地依靠位压形成流动，热设备的热量和污浊气体也不易排出地下室。改进的方法有多种：（1）将冷、热设备分别放置于两端竖井旁，使竖井内空气形成较明显的密度差，如图 2-1-2 ；（2）在原冷物体间再另掘一通风竖井，如图 2-1-3 ；（3）在不改变原设备位置和另增竖井的前提下，采用机械通风方式，强制竖井内空气流动，带走地下室内余热和污浊气体，如图 2-1-4 。2-3 如图 2-2 ，图中居室内为什么冬季白天感觉较舒适而夜间感觉不舒适？ 图2-2 答：白天太阳辐射使阳台区空气温度上升，致使阳台区空气密度比居室内空气密度小，因此空气从上通风口流入居室内，从下通风口流出居室，形成循环。提高了居室内温度，床处于回风区附近，风速不明显，感觉舒适；夜晚阳台区温
《现代燃气工程》结课论文 ------------------------------------------------------------------------ 题目：燃气管网水力计算 姓名：王朋飞 学号：S2******* 教师：范慧方
引言 随着能源结构的不断改变，燃气开发规模和应用规模的不断扩大。城市燃气管网是现代化城市人民生活和工业生产的一种主要能源配送方式，燃气输配管网的设计和运行要求对系统进行水力计算，获取必要的参数。 燃气输配管网系统由高度整体化的管网所组成，在系统内燃气压力和流量变化很大，需要通过水力计算来确定管网中每一管段的尺寸（如管径、管径）、材质等参数以及压缩机的台数功率以保证既向用户合理地供应天然气，又能降低操作管理费用。[1] 同时，考虑在满足用户用气量的前提下，当某一条或几条管道的使用有一定的压力要求时，水力计算数据可确定在这种最大承受压力下管道各个节点的压力，从而保证管网的正常运行。另外，水力计算也用于调整各个调压阀的出口压力来适应事故工况下输送压力的要求。 随着燃气事业的发展，燃气输配管网系统也日趋庞大和复杂，为了掌握燃气在管道内的运行规律，合理地确定管道系统的设计和改造方案，保证管道系统的优化运行，提高管道系统的调度管理水平，解决管网流动的动态特性，在一些比较大型的城市燃气管网的水力计算分析中，必须要依靠相关的计算分析软件进行，以减少手工量和人工误差。
1燃气管网水力计算 燃气是可压缩流体，一般情况下管道内燃气的流动是不稳定流，由压送机站开动压缩机不同台数的工况以及用户用气量变化的工况，这些因素都导致了燃气管道内燃气压力和流量的变化。管内燃气沿程压力下降会引起燃气密度的减小。但是在低压管道中燃气密度变化可以忽略不计。所以，除了单位时间内输气量波动大的超高压天然气长输管线要用不稳定流进行计算外，在大多数情况下，设计燃气管道时都将燃气流动按稳定流计算。此外，很多情况下，燃气管道内的流动可认为是等温的，其温度等于埋管周围土壤的温度。燃气管网按照敷设形式可分为两大类：枝状管网和环状管网。[2]下面就分别介绍两种形式的管网的水力计算特点和方法。 1.1枝状管网水力计算 1.1.1枝状管网水力计算特点 枝状管网是由输气管段和节点组成。任何形状的枝状管网，其管段数P 和节点数m 的关系均符合： 1P m =- 燃气在枝状管网中从气源至各节点只有一个固定流向，输送至某管段的燃气只能由一条管道供气，流量分配方案也是唯一 的，枝状管道的转输流量只有一个数值，任意 管段的流量等于该管段以后（顺气流方向）所 有节点流量之和，因此每一管段只有唯一的流 量值，如图1所示。 管段3-4的流量为： 10985443q q q q q Q ++++=- 管段4-8的流量为： 109884q q q Q ++=-
给水排水管道工程课程设计指导书
环境科学与工程学院 第一部分城市给水管网水力计算程序及习题一、程序 #define M 18 #define N 6 #define ep 0.01 #include
for(k=0;k<=M-1;k++) { h[k]=10.67*pow(fabs(Q[k]),1.852)*l[k]; h[k]=h[k]/(pow(100,1.852)*pow(D[k],4.87))*sgn(Q[k]); } for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M-1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like;
给水管网水力计算基础-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
给水管网水力计算基础 为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。 管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于 v d Av Q )4/(2π==所以管径v Q v Q d /13.1/4==π。但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。 图 1管网的形状 (a)枝状管网；(b)环状管网 因此，在确定管径时，应该作综合评价。在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。 应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为： ——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝-1.0ms ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=~1.4m/s 。 一、枝状管网 枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。 技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。 1．新建给水系统的设计 对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。 自由水头由用户提出需要，对于楼房建筑可参阅下表。 表 自由水头Hz 值
第10章居住小区给水排水工程 10.2 居住小区给水系统的水力计算
10.2.1 居住小区设计用水量 居住小区设计用水量包括： 居住小区的居民生活用水量、公共建筑用水量、绿化用水量、水景和娱乐设施用水量、道路和广场浇洒用水量、公共设施用水 量、管网漏水水量及未预见水量、消防用水量。 居住小区的居民生活用水量，应按小区人口和住宅最高日生活用水定额经计算确定, 住宅最高日生活用水定额及小时变化系数详见表2-2。
居住小区公共建筑用水量，应根据其使用性质、规模，按用水单位数和相应的用水定额经计算确定，居住小区公共建筑用水定额及小时变化系数详见表2-4。 公用游泳池、水上游乐池的初次充水时间应根据使用性质和城市给水条件等确定，宜小于24h，最长不得超过48h，补充水量要求见表12-6。水景循环系统的补充水量应根据蒸发、飘失、渗漏、排污等损失确定，室内工程宜取循环水流量的1%～3%，室外工程宜取循环水流量的3%～10%。
居住小区管网漏失水量和 未预见水量之和可按最高日用水量的10%～15%计。居住小区的消防用水量和水压及火灾延续时间，应按现行的《建筑设计防火规范》及《高层民用建筑设计防火规范》 确定。生活、消防共用系统消 防用水量仅用于校核管网计算， 不属于正常用水量。居住小区的绿 化浇洒用水定额可 按浇洒面积1.0～ 3.0L/m 2·d 计算。干 旱地区可酌情增加； 居住小区道路、广场的浇洒用水定额可按浇洒面积2.0～3.0L/m 2·d 计算。
10.2.2 居住小区给水系统设计流量 10.2.2 居住小区给水系统设计流量 居住小区给水系统有其自身的特点，其用水变化规律既不同城市给水系统，又不同于建筑内给水系统。居住小区给水管网的设计流量与居住小区规模、管道布置情况以及小区的使用功能等因素有关，应通过多地点长时间实际测量各种居住小区内不同供水范围用水量变化曲线，再对大量资料进行统计分析和处理，求出居住小区给水管网设计流量计算公式。 目前我国尚无居住小区给水管网设计流量专用计算公式，但我国现行的《建筑给水排水设计规范》对居住小区给水管网设计流量的确定与计算有明确规定。
管网水力计算 ?管网水力计算都是新建管网的水力计算。 ?对于改建和扩建的管网，因现有管线遍布在街道下，非但管线太多，而且不同管径交接，计算时比新设计的管网较为困难。其原因是由于生活和生产用水量不断增长，水管结垢或腐蚀等，使计算结果易于偏离实际，这时必须对现实情况进行调查研究，调查用水量、节点流量、不同材料管道的阻力系数和实际管径、管网水压分布等。
1§树状网计算 树状网特点 1)管段流量的唯一性 ?无论从二级泵站起顺水流方向推算或从控制点起向二级泵站方向推算，只能得出唯一的管段流量，或者可以说树状网只有唯一的流量分配。每一节点符合节点流量平衡条件q i+∑q ij＝0
2)干线与支线的区分 ?干线：从二级泵站到控制点的管线。一般是起点（泵站、水塔）到控制点的管线，终点水压已定，而起点水压待求。 ?支线：起点的水压标高已知，而支线终点的水压标高等于终点的地而标高与最小服务水头之和。 ?划分干线和支线的目的在于两者确定管径的方法不同： ?干线——根据经济流速 ?支线——水力坡度充分利用两点压差? ? ? ??=D v f i
【例】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5.00m，管网布臵见图。 水泵水塔 01 2 3 48 5 67 450 300 600 205 650
总用水量 ?设计最高日生活用水量： 50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s ?工业用水量： 两班制，均匀用水，则每天用水时间为16h 工业用水量（集中流量）=400/16=25m3/h=6.94L/s ?总水量： ∑Q=86.81+6.94=93.75L/s