给水管网水力计算表
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伟星PE给水管道水力计算系统设计同其它种类的管道一样,PE管道系统在设计时应综合考虑埋理条件、流体性质、工作条件、温度范围、安装技术和工种费用等多种设计因素,但是其中最重要的设计为强度设计和水力计算两个部分。
强度计算聚乙烯管道的工作压力可由下式计算PN二2σs e/(D—e二2σs/(SDR—1其中σs=MRS/Fd这里:PN二管材公称压力σs=设计应力,MPaD=平均外径,mme=最小壁厚,mmSDR=标准尺寸化MRS=最小要求强度(20℃,50年,MPaFd=设计系数20℃时,MRS设计应力σs和设计系数之间的对应关系如下表:作为供水用PE管道系统,设计系数F d一般选择1.25,对于PE80级别的PE管材,对应的设计应力Q s为6.3MPa。
例如-SDR17的PE100管道,由上述计算可知,该管道的公称压力为PN10.此外,聚乙烯管道的耐压强度与温度有关,当管道的工作温度偏离20℃时,最大工作压力(MOP应按下列公式计算:MOP=PN*Ft Ft为温度折减系数水力计算压力损失计算管道的压力可按照达西—威斯巴赫公式进行计算:hf=入(L j/d )(V 2/2g式中:hf=摩擦损失:L=管道长度:d j =管道计算内径 g=重力加速度;V=平均流速; 入二摩阻系数紊流状态下,摩阻系数入可由阿里特苏里公式计算:入=0.11(K /d j +68/Re0.25式中:K=管内壁绝对粗糙度(mm ,对于PE 管;K=0.01mm Re=雷诺数;d j =管道计算内径(mm管件局部阻力水头损失按下式计算:h=KV 2/2g式中:h=局部水头损失:m v=水流速度,m/s g=重力加速度,m/s 2 K=各种管件的摩阻系数常见管件摩阻系数K 值如下:通常在设计过程中,为了简化设计,局部水头损失宜按下列管网沿途水头损失的百分数采用:生活给水管网25—30%;生产给水管网,生活、消防共用给水管网,生活、生产、消防共用给水管网均为20%。
3雨水管道设计计算3.1雨水排水区域划分及管网布置3.1.1 排水区域划分该区域最北端有京杭大运河,中部有明显分水线。
因此以明远路为分界线,明远路以北雨水排入大运河,以南地区雨水排入中部水体。
这样划分有利于减小雨水管线长度和管道,并且可以缩小管径,提高经济效益。
3.1.2 管线布置根据该地区水体及地势特点,雨水管道为正交式布置,沿水体不设主干管,雨水通过干管直接排入水体。
一些距水体较近的街区的雨水直接以地表径流的方式直接流入水体。
明远路以北区域雨水干管的走向为自南向北;以南地区部分干管走向为自南向北,部分为自北向南,个别自南北汇入中间,具体流向根据水体所在位置确定。
具体如图3所示。
3.2雨水流量计算图3雨水管道平面布置(初步设计)3.2.1 雨量分析要素a)降雨量指一定时段降落在某一点或某一面积上的水层深度,其计量单位以mm 计。
也可用单位面积上的具体及(L/ha)表示[9]。
b)降雨历时指一次连续降雨所经历的时间,可以指全部降雨时间,也可以指其中某个个别的连续时段,其计量以min或h计,可从自记雨量记录纸上读取。
c)暴雨强度指某一连续降雨时段内的平均降雨量,用i表示Hit=(3-1)式中,i——暴雨强度(mm/min);H——某一段时间内的降雨总量(mm);t——降雨时间(min)。
在工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积q表示。
d)降雨面积指降雨所笼罩的面积。
单位为公顷(ha)雨水管渠的收集并不是整个降雨面积上的雨水,雨水管渠汇集雨水的地面面积称为汇水面积。
每根管段的汇水面积如下表所示:表7 汇水面积计算表:管道编号管道长度(m)本段汇水面积编号本段汇水面积(ha)传输汇水面积(ha)总汇水面积(ha)5~4230.7656 6.670 6.67 4~3153.84578 6.6714.67 3~2230.7658、5918.6814.6733.35 2~1153.8466、691233.3545.356~7192.36511.86011.86 9~8230.76538.1508.15 8~7153.84549.788.1517.93 16~10230.7660(3)、61(3)8.1508.15 10~11115.3861(4) 5.938.1514.08 11~12153.8460(4)、6222.9714.0837.05 12~13192.350(2)、52(2)10.6237.0547.67 13~14230.7650(1)、50(2)10.6247.6758.29 14~15230.7646(2)21.3458.2979.63 17~18115.3861(1)、(2)11.86011.86 18~19269.2260(1)、(2) 4.4411.8616.3 19~20230.7647 5.1916.321.49 20~21230.7648、4914.2321.4935.72 21~22230.7645(2)10.2335.7245.95 23~24192.331(2)、329.4909.49 24~25153.8429、3011.129.4920.61 25~26153.8426、2719.3420.6139.95 26~27153.846(2.2)、7(2.2)9.6739.9549.62 27~28173.076(2.1)、7(2.1)9.6749.6259.29 28~29173.076(1.2)、7(1.2)9.6759.2968.96 30~31192.324(2)、31(1)13.34013.34 31~32230.7624(1)、2814.8213.3428.16 32~33153.8422、2517.0428.1645.2 33~34153.844(4.2)、5(4)12.0645.257.26 34~35153.844(4.1)、5(3)12.0657.2669.32 35~36153.844(2.2)、5(2)12.0669.3281.38 37~38230.7620、2331.42031.42 38~39153.8418(2)、2128.2331.4259.65 39~40153.843(2)、4(3.2)13.6459.6573.29 40~41153.843(1)、4(3.1)13.6473.2986.93 41~42153.842(2)、4(1.2)12.5386.9399.46 43~44153.8418(1)12.45012.45 44~45153.841(3)8.8612.4521.31 45~4230.761(2)8.8621.3130.17 47~48269.2237 1.480 1.48 48~49192.335、3611.12 1.4812.6 49~50153.8433、347.4212.620.02 50~51153.849(1.2)、9(2.2) 5.9320.0225.95 51~52192.39(1.1) 2.9725.9528.92 52~53134.619(2.1) 2.9728.9231.89 53~54134.618(2) 4.6731.8936.56 55~56153.8438、3948.91048.91 56~57153.8411(2)、13(2)11.7848.9160.6957~58 134.61 11(1)、13(1)11.78 60.69 72.47 58~59 134.61 10(2)、12(2)12.67 72.47 85.14 60~61230.7640 22.23 0 22.23 61~62 203.838 41、42 31.13 22.23 53.36 62~63 203.838 15(3) 6.72 53.36 60.08 63~64 203.838 15(2) 6.72 60.08 66.8 65~66 203.838 43、44 49.06 0 49.06 66~67 203.83816(3)、17(3)16.85 49.06 65.91 67~68 203.838 16(2)、17(2)16.8565.9182.76e) 暴雨强度频率和重现期 指定暴雨强度出现的可能性一般不是预知的。
第2章建筑内部给水系统2.4给水管网的水力计算在求得各管段的设计秒流量后,根据流量公式,即可求定管径:给水管网水力计算的目的在于确定各管段管径、管网的水头损失和确定给水系统的所需压力。
υπ42dq g =πυgq d 4=式中 q g ——计算管段的设计秒流量,m 3/s ;d j ——计算管段的管内径,m ;υ——管道中的水流速,m/s 。
(2-12)当计算管段的流量确定后,流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性,流速过大易产生水锤,引起噪声,损坏管道或附件,并将增加管道的水头损失,使建筑内给水系统所需压力增大。
而流速过小,又将造成管材的浪费。
考虑以上因素,建筑物内的给水管道流速一般可按表2-12选取。
但最大不超过2m/s。
工程设计中也可采用下列数值: DN15~DN20,V =0.6~1.0m/s ;DN25~DN40,V =0.8~1.2m/s 。
生活给水管道的水流速度 表2-122.4.2 给水管网和水表水头损失的计算2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算给水管网水头损失的计算包括沿程水头损失和局部水头损失两部分内容。
1. 给水管道的沿程水头损失(2-13)——沿程水头损失,kPa;式中 hyL——管道计算长度,m;i——管道单位长度水头损失,kPa/m,按下式计算:2.4 给水管网的水力计算2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算式中i——管道单位长度水头损失, kPa/m ;dj——管道计算内径,m;q g——给水设计流量,m3/s;Ch——海澄-威廉系数:塑料管、内衬(涂)塑管C h = 140;铜管、不锈钢管C h = 130;衬水泥、树脂的铸铁管C h = 130;普通钢管、铸铁管Ch = 100。
(2-14)设计计算时,也可直接使用由上列公式编制的水力计算表,由管段的设计秒流量,控制流速在正常范围内,查出管径和单位长度的水头损失。
“给水钢管水力计算表”、“给水铸铁管水力计算表”以及“给水塑料管水力计算表”分别见附表2-1、附表2-2和附表2-3。
关于最新教材《建筑给水排水工程》(第五版)摘要:2005年8月出版的《建筑给水排水工程》(第五版)(以下简称“5版教材”),是在1998年《建筑给水排水工程》(第四版)(以下简称“4版教材”)的基础上修编的,作为高校给水排水工程专业指导委员会规划推荐的本科生教材,其重要性、影响力不言而喻。
但是该教材还是存在一些不足,特别是两道有关水力计算(住宅建筑生活给水管道系统和自动喷水灭火系统)例题的设置与解答值得商榷,就此进行探讨。
关键词:《建筑给水排水工程》(第五版),例题,水力计算1关于38~40页【例2.1】的商榷这是一道关于住宅建筑生活给水管道水力计算的例题,采用“概率法”计算设计秒流量。
1.1该例题的设置与解答有下列不足⑴该例题为5层住宅,由“5版教材”表2.4.6(本文以下凡引用“5版教材”的公式、表格、插图时均不再特别注明)计算管段4-5、5-6等管长推算出层高3m,那么5层楼面至1层地面高差应为12m,坐便器进水阀标高应在12~13m 之间,而例题给出的是15.85m,似乎多计了一层。
⑵例题设置了总水表与分户水表。
笔者认为采用一户一表,抄表到户制,可不设总水表,只设分户水表即可。
⑶解答采用的管道单位长度沿程水头损失i值不符合现行《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)(以下简称“新规范”)的要求,i值应重新计算。
经查证,“5版教材”附录2.1、附录2.2和附录2.3等“水力计算表”(GBJ15-88)仍然沿用“4版教材”的内容,其i值是根据《建筑给水排水设计规范》所推荐的计算公式计算的,其中“给水钢管水力计算表”和“给水铸铁管水力计算表”i值计算公式为舍维列夫公式,“给水塑料管水力计算表”i值计算公式为勃拉修斯公式,而“新规范”统一采用海澄•威廉公式,“5版教材”也在34页列出了新公式(2.4.3),因此,两者计算i值的结果是有区别的。
然而“5版教材”在引用“水力计算表”时却忽视了这一变化。
消火栓水力计算该建筑物长宽高分别为39.5m ,36.4m ,94.9m ,根据要求,消火栓间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达,采用串联分区的消防给水方式。
一.低区消火栓水力计算 (1) 低区消火栓布置水带长度取20m ,展开弯折系数C 取0.85,则消火栓的保护半径为d R C L h =⋅+= 0.8520320⨯+=(h 取3m)消火栓采用双排布置,其间距为S ≤==16.0m据此,在各层布置消火栓位置及个数如各层平面图所示。
(2)水枪水嘴处所需水压计算查表得,水枪喷嘴口直径选19mm ,水枪系数ϕ值为0.0097,充实水柱长度m H 要求不小于13m ,选m H =13m ,水枪实验系数f ∂值为1.22,水枪喷嘴处所需水压为()()21 1.221310.0097 1.221318.74187.4q m m H f H f H mH o KPa ϕ=∂⋅÷-⋅∂⋅=⨯÷-⨯⨯==(3)水枪喷嘴得出流量计算喷口直径19mm 的水枪水流特性系数B 为1.5775.44xh q ===L/s(4)水带阻力计算19mm 水枪配备65mm 水带,衬胶水带阻力较小,本工程选用衬胶水带,查表知65mm 水带的阻力系数z A 为0.00172,水带阻力损失为220.0017220 5.44 1.02d z d xh h A L q m =⋅⋅=⨯⨯=(5)消火栓口所需水压计算 消火栓口所需水压为()218.74 1.02221.76217.62xh q d k k H H h H mH o KPa H m =++=++===(6)校核设置的消防贮水高位水箱最低水位高程28.00m ,最不利点消火栓栓口高程20.60m ,则最不利点消火栓栓口的静水压力为28.00-20.60=7.42mH o =74Kpa>50Kpa,按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95第7.47.2条规定,可不设增压设施。