枝状管网水力工况分析与调

供水管网水力分析与优化随着城市化的不断发展，供水管网的建设也得到了更多的关注。

供水管网是城市基础设施中至关重要的一部分，它直接关系着居民的生活用水和工业用水。

然而，供水管网的管理往往被忽视，导致管网老化，浪费水资源，影响供水质量等问题。

本文将探讨供水管网水力分析与优化。

供水管网水力分析是对管网进行建模、仿真和水力计算的过程，其目的在于提高管网的运行效率，减少水资源浪费和损失。

水力分析需要用到流体力学、土木工程、计算机科学等多个领域的知识。

首先，供水管网建模是供水管网水力分析的基础。

建模的过程涉及到管网的拓扑结构、管径、管段长度、节点模型等。

对于复杂的管网，建模是一个耗时耗力的过程。

为了提高建模效率，可以采用建模软件。

例如，WaterGEMS可以方便地进行管网建模和水力分析，并能够优化管网的运行效率。

其次，对于建好的供水管网模型，需要进行仿真和水力计算，建立比较完整的模型。

仿真可以进行管网的稳态、暂态仿真，实现对供水管网的模拟和预测。

水力计算是对管网的水压、流速、流量等参数进行计算，以便对管网进行优化和改进。

仿真和水力计算是核心步骤，需要实现准确的计算和分析，涉及到计算机科学和流体力学的知识。

最后，针对水力分析的结果，进行供水管网优化。

供水管网的优化包括管径优化、水泵选型优化、调节水塔运行模式等。

优化的过程需要在考虑管网运行效率的同时，兼顾经济和环保因素。

值得一提的是，供水管网水力分析和优化不仅是管网建设和运营管理的重要工作，还可以为实现智慧城市提供基础支撑。

智慧城市需要基于实时、准确的数据来进行管网的优化和管理，而供水管网水力分析就提供了这样的数据支持。

综上所述，供水管网水力分析和优化是管网管理和智慧城市建设的基础工作，需要涉及到多个领域的知识和技术。

通过建立管网模型，进行仿真和水力计算，最终实现管网的优化和改进，可以提高管网的运行效率，减少水资源浪费和损失。

我们需要重视供水管网的管理和优化，为城市的可持续发展贡献自己的力量。

第7章枝状管网水力工况分析与调整7-1 应用并联管段阻抗计算式时，应满足什么条件？答：需要满足的条件是：并联管段所组成的闭合环路（或添加虚拟管段）的重力作用为零。

7-2 什么是液体管网的水压图？简述绘制水压图的基本步骤。

答:在液体管网中，将各节点的测压管水头高度顺次连接起来形成的线，称为水压曲线；水压曲线与管路中心线、水平距离坐标轴以及表示水压高度的纵轴组成的图形称为水压图。

7-3 什么是管网的静水压线？确定室外集中供热热水管网静水压线要考虑哪些主要因素？7-4 在气体管网的压力分布图中，吸入段和压出段各有什么显著特征？7-5 什么是调节阀的工作流量特性？在串联管道中，怎样才能使调节阀的工作流量特性接近理性流量特性？答：所谓调节阀的工作流量特性是指调节阀在前后压差随流量变化的工作条件下，调节阀的相对开度与相对流量之间的关系。

在有串联管路的场合，增大阀权度可使工作流量特性更为接近理性流量特性。

7-10 什么是水力失调？怎样克服水力失调？答：管网中的管段实际流量与设计流量不一致，称为水力失调。

水力失调的原因主要是：(1)管网中流体流动的动力源提供的能量与设计不符。

例如：风机、泵的型号、规格的变化及其性能参数的差异，动力电源电压的波动，流体自由液面差的变化等。

(2)管网的流动阻力特性发生变化，即管网阻抗变化。

如管材实际粗糙度、存留于管道中杂质，管段长度、弯头、三通及阀门开度改变等局部阻力的增减等，均会导致管网实际阻抗与设计计算值偏离。

7-12 习题图7-1是一个机械送风管网。

水力计算结果见下表：（1）求该管网的特性曲线；（2）为该管网选择风机；（3）求风机的工况点，并绘制管网在风机工作时的压力分布图；（4）求当送风口5关闭时风机的工况点并绘制此时管网的压力分布图；（5）送风口5关闭后，送风口6的实际风量是多少？要使其得到设计风量，该如何调节？习题图7-1解：（1）根据计算出各管段的阻抗，见习题7-12表1。

建筑给排水知识：枝状管网水力计算枝状管中的计算比较简单，因为水从供水起点到任一节点的水流路线只有一个，每一管段也只有唯一确定的计算流量。

因此，在枝状管计算中，应首先计算对供水经济性影响最大的干管，即管起点到控制点的管线，然后再计算支管。

当管起点水压未知时，应先计算干管，按经济流速和流量选定管径，并求得水头损失；再计算支管，此时支管起点及终点水压均为已知，支管计算应按充分利用起端的现有水压条件选定管径，经济流速不起主导作用，但需考虑技术上对流速的要求，若支管负担消防任务，其管径还应满足消防要求。

当管起点水压已知时，仍先计算干管，再计算支管，但注意此时干管和支管的计算方法均与管起点水压未知时的支管相同。

枝状管水力计算步骤：（1）按城镇管布置图，绘制计算草图，对节点和管段顺序编号，并标明管段长度和节点地形标高。

（2）按最高日最高时用水量计算节点流量，并在节点旁引出箭头，注明节点流量。

大用户的集中流量也标注在相应节点上。

（3）在管计算草图上，从距二级泵站最远的管末梢的节点开始，按照任一管段中的流量等于其下游所有节点流量之和的关系，逐个向二级泵站推算每个管段的流量。

（4）确定管的最不利点（控制点），选定泵房到控制点的管线为干线。

有时控制点不明显，可初选几个点作为管的控制点。

（5）根据管段流量和经济流速求出干线上各管段的管径和水头损失。

（6）按控制点要求的最小服务水头和从水泵到控制点管线的总水头损失，求出水塔高度和水泵扬程。

（若初选了几个点作为控制点，则使二级泵站所需扬程最大的管路为干线，相应的点为控制点）。

（7）支管管径参照支管的水力坡度选定，即按充分利用起点水压的条件来确定。

（8）根据管各节点的压力和地形标高，绘制等水压线和自由水压线图。

结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。

事实表明，习惯左右了成败，习惯改变人的一生。