城市给水排水第5章 管段流量管径与水头损失.ppt

水头损失
1 定义
2 损失因素
水头损失是指给水排水系统中由于管道摩 擦等因素导致的水头降低。
讨论导致水头损失的不同因素，识别并解 决这些问题以提高系统效率。
3 损失计算公式
4 损失计算实例
根据损失计算公式，我们可以准确计算出 水头损失的数值。
通过实际案例演示，展示如何计算水头损 失，以增加实际操作的能力。
《给水排水管网系统》课 件5 管段流量、管径和水 头损失
通过本课件，我们将学习给水排水管网系统中关于管段流量、管径和水头损 失的重要知识。让我们一起深入探讨这些内容吧！
管段流量
1 定义
管段流量是指给水排水系统中管道中单位时间内通过的水量。
2 流量计算公式
根据流量方程，我们可以计算出管段流量，以便更好地了解水的流动情况。
管段流量、管径和水头损失的关系
影响因素
分析流量、管径和水头损失 的各个影响因素，以便更好 地理解它们之间的关系。
综合考虑
探讨如何综合考虑流量、管 径和水头损失，以优化给水 排水系统的运行。
实例分析
通过实例分析，展示流量、 管径和水头损失之间的具体 关联，加深理解。
总结
重要性
总结管段流量、管径和水头损失的关系及其在给水排水系统中的重要性。
3 流量计算实例
举例说明如何计算管段流量，以增加实际操作的能力。
管径的计算
1
定义
管径是指给水排水系统中管道的内径大小。
2
等级制
探讨不同等级管径的分类标准过管径计算公式，我们可以确定特定管道应有的合适尺寸。
4
管径计算实例
借助实例，演示如何根据具体需求计算管道的合适尺寸。
学习到的知识点
回顾我们在本课件中学到的重要知识点，加深记忆和理解。

4400
比流量 (L/s.m) 0.03182
沿线流量 (L/s) 25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91
140.00
4．节点流量计算：
Q j 0.5 q y qi
(l / s)
各 管 段 节 点 流 量 计 算
节 点 1 2 节点连的管段 1-2 , 1-5 1-2 , 2-3 节 点 流 量(L/s) 0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(25.45+9.55)=17.50 40
各种工况下需分别计算。
6.2.2
节点流量
问题一： 沿线流量为什么要转化为节点流量？
但是，实际的管段并没有喇叭口形状的，管径也是不连续的，所以，仔细 去计算每一个沿线流出去的流量已经没有实际意义了。沿线流量只有当其累积 到一定量，足以引起管径变化的时候计算起来才有实际意义。这样，就可以不 考虑实际沿线配水的情况，而把一定长度管段上的沿线流量用一个等效的流量 来代替，即节点流量。
H p H ST hp h
•
控制点是指整个给水系统中水压最不容易满足的地点
（又称最不利点），用以控制整个供水系统的水压，
一般情况下，控制点通常在系统的下列地点： （1）地形最高点；
（2）距离供水起点最远点；
（3）要求自由水压最高点。
2.网前（前置）水塔管网
Zt Ht Zc Hc hn
根据水力等效原则 ：
(qt ql ) ( qt ql ) hf k lk dm (n 1)d m ql
n
n 1
n 1 qt
l
qt 1 2 令n 2， ，代入上式，得 ql 3 管网起端，qt ql， ， 0.5 f（） 管网末端，qt ql， 0， 0.577

目旳：拟定各水源节点旳供水量、各管段旳流 量和管径、全部节点旳水压。
多水源环状管网旳管段数Ｐ、节点数Ｊ、基 环数Ｌ和水源数Ｓ满足列关系：
Ｐ＝Ｊ+Ｌ-Ｓ
单水源环状管网：
Ｐ＝Ｊ+Ｌ-1
树状管网：
Ｐ＝Ｊ-1
管网计算旳原理：基于质量守恒和能量守恒， 由此得出连续性方程和能量方程。
28
管网水力计算时，节点流量、管段长度为 已知，需要拟定管道旳直径和流量，有2P个 未知数，利用经济流速拟定流量与直径旳关
比流量：为简化计算而将除去大顾客集中
流量以外旳用水量均匀地分配在全部有效干 管长度上，由此计算出旳单位长度干管承担 旳供水量。
qs
Q
q l
城乡中用水量原则不同旳区域应分别计 算比流量。
6
沿线流量：干管有效长度与比流量旳乘积。
ql qs l
按管道长度计算旳比流量不能反应供水人 数和用水量旳差别，可采用按面积计算比 流量旳措施。
qt
ql
第二步 求沿线不变旳折算流量q产生旳水头损失
h aLqn aL(qt ql )n aLqln ( )n ②
①=②得：
n ( 1)n1 n1
n 1 13
ql qt
qt
1 ql
ql
取水头损失指数n=2，得：
2 1
3
0 0.577; 1 0.528; 5 0.508; 10 0.504; 50 0.501; 0.5
当V 1.2 m / s时：
J
0.00107
V2 D1.3
当V 1.2 m / s时：
J
0.000912
V2 D1.3
(1
0.867 )0.3 V
K

5.1 给水管网水力特性分析
•解环方程的基本思想是：先进行管段流量初 分配，使节点流量连续性条件得到满足，然 后，在保持节点流量连续性不被破坏的条件 下，通过施加环流量，设法使各环的能量方 程得到满足。
5.1 给水管网水力特性分析
（2）解节点方程
•先满足能量方程，后满足流量连续方程。 •以节点水头为未知量，首先拟定各节点水头 初值，通过管段能量方程和管段水力特性式， 可求出各管段流量。
5.1 给水管网水力特性分析
•解节点方程的基本思想是：给各定流节点水 头施加一个增量（正值为提高节点水头，负 值为降低节点水头），并设法使各定流节点 流量连续性方程得到满足。 •该方法适合于求解包含较少节点的管网。 •解环方程方法适合求解包含较少环的管网。
5.2 单定压节点树状管网水力分析
单定压节点树状管网水力分析计算步骤
5.3 管网环方程组水力分析和计算
F1(0,0)=Δh1(0) F2(0,0)=Δh2(0)
5.3 管网环方程组水力分析和计算
5.3 管网环方程组水力分析和计算
上式改写为矩阵形式如下
5.3 管网环方程组水力分析和计算
式(5.8)求偏微分得：
5.3 管网环方程组水力分析和计算 在初值点Δq1(0)=0， Δq2(0)=0处
步骤 管段号 管段能量方程 节点水头求解 节点水头(m)
1 2
3
[1] [2]
[3]
H1-H2=h1 H2-H3=h2
H3-H4=h3
H2=H1-h1 H3=H2-h2
H4=H3-h3
H2=45.15 H3=44.54
H4=43.68
4 5
6
[4] [5]
[6]
H4-H5=h4 H3-H6=h5