环状管网水力计算

ql
qx
qt
1 ql
q
L
ql
qt
ql
L
dx
ql qt
x
qt
qx
qt
ql
L L
x
ql
L L
x
qt / ql
dh
dx qx2
dx
ql2
L L
x
2
h
L 0
dh
L
ql
2
2
1 3
hij
Hi
H
j
L d
2
2g
8
2D5g
LQ 2
LQ2 SQ2
6.2 管网图形及简化
➢管网计算中，城市管网现状核算、现有管网扩建计 算最为常见。
➢除新设计管网，定线和计算仅限于干管，对改建和 扩建管网往往适当简化，保留主要干管，略去次要、 水力条件影响较小的管线。
➢管网图形简化是在保证计算结果接近实际情况的前 提下对管线进行的简化，这样能减轻计算工作量。
节点：有集中流量进出、管道合并或 环：起点与终点重合的管线 分叉以及边界条件发生变化的地点
忽略：管网中主要起联络作 用的管段，由于正常运行时 流量很小，对水力条件影响 很小，计算时可忽略。
分解
忽略
管段合并：长度近似相等、 彼此几乎平行且相距很近的 两条管段计算时可合并。
节点合并：距离很近的两个节 点计算时可视为一个节点。
管网图形及简化
经分解、合并和省略 等，管网由原来42个
环减少到21环。
使环状网某些管段流量为零，即将环状网改成树状 网，才能得到最经济的流量分配，但树状网并不能 保证可靠供水。
环状网流量分配时，应同时照顾经济性和可靠性。

给水管网平差一、平差基本数据1、平差类型：反算水源压力。

2、计算公式：柯尔－勃洛克公式I=λ*V^2/(2.0*g*D)1.0/λ^0.5=-2.0*lg[k/(3.7*D)+2.5/(Re*λ^0.5)]Re=V*D/ν计算温度：10 ，ν=0.0000013、局部损失系数：1.204、水源点水泵参数：水源点水泵杨程单位(m)，水源点水泵流量单位:(立方米/小时)水源节点编号流量1 扬程1 流量2 扬程2 流量3 扬程3二、节点参数节点编号流量(L/s) 地面标高(m) 节点水压(m) 自由水头(m)1 0.521 140.000 170.322 30.3222 -115.740 140.000 171.497 31.4973 6.544 140.000 170.342 30.3424 5.746 140.000 171.120 31.1205 1.389 140.000 169.777 29.7776 10.743 140.000 170.067 30.0677 11.814 140.000 169.717 29.7178 1.505 140.000 169.160 29.1609 6.544 140.000 169.522 29.52210 1.853 140.000 169.072 29.07211 8.165 140.000 169.243 29.24312 10.192 140.000 169.242 29.24213 2.345 140.000 168.000 28.00014 0.579 136.000 168.985 32.98515 8.893 136.000 169.011 33.01116 6.023 136.000 169.013 33.01317 11.962 136.000 168.897 32.89718 1.476 136.000 168.554 32.55419 12.498 136.000 168.893 32.89320 1.389 136.000 168.602 32.60221 2.316 136.000 167.692 31.69222 3.243 136.000 165.822 29.822三、管道参数管道编号管径(mm) 管长(m) 流量(L/s) 流速(m/s) 千米损失(m) 管道损失(m)1-3 100 90.0 0.521 0.092 0.218 0.0202-4 315 46.1 115.740 1.637 8.172 0.3773-7 315 540.0 40.102 0.567 1.157 0.625 3-4 315 500.0 47.167 0.667 1.556 0.778 4-6 315 400.0 62.827 0.889 2.633 1.053 5-6 100 240.0 1.389 0.245 1.209 0.290 6-7 225 725.0 11.452 0.288 0.482 0.350 6-9 315 490.0 39.242 0.555 1.112 0.545 7-12 315 455.0 37.888 0.536 1.043 0.475 8-9 100 260.0 1.505 0.265 1.394 0.362 9-11 315 380.0 31.193 0.441 0.733 0.278 10-7 100 320.0 1.853 0.327 2.016 0.645 11-12 225 460.0 0.492 0.012 0.002 0.001 11-15 315 570.0 22.536 0.319 0.407 0.232 12-13 100 405.0 2.345 0.413 3.068 1.242 12-16 315 440.0 25.843 0.366 0.521 0.229 14-15 100 100.0 0.579 0.102 0.262 0.026 15-16 225 200.0 1.174 0.030 0.009 0.002 15-19 315 665.0 14.237 0.201 0.179 0.119 16-17 315 400.0 18.647 0.264 0.290 0.116 17-22 100 560.0 3.243 0.572 5.491 3.075 18-17 100 255.0 1.476 0.260 1.346 0.343 19-21 100 400.0 2.316 0.408 3.000 1.200 19-17 315 850.0 1.966 0.028 0.006 0.005 20-19 100 240.0 1.389 0.245 1.209 0.290 四、管网平差结果特征参数水源点2: 节点流量(L/s):-115.740 节点压力(m):171.50最大管径(mm):315.00 最小管径(mm):100.00最大流速(m/s):1.637 最小流速(m/s):0.012水压最低点22, 压力(m):165.82 自由水头最低13, 自由水头(m):28.00第六章给水管网设计（一）教学要求1、了解相关的基本概念；2、熟练掌握给水管网的设计计算方法和步骤；（二）教学内容1、沿线流量和节点流量计算2、管段流量分配3、初拟管径4、平差计算5、泵站扬程与水塔高度设计；6、管网校核；（三）重点：沿线流量和节点流量计算，环状管网设计计算的理论、步骤及平差方法和管网校核。

图：燃气97 6－4、5
计算图表的绘制条件：
1、燃气密度按 0＝1Kg/Nm 计算，使用时不同的燃 气密度要进行修正。
3
低压管道：
p p ( ) 0 1 l l
2 2 p12 p2 p12 p2 高中压管道： ( ) 0 1 l l
2、运动粘度： 人工燃气： ＝25 10－6 m 2 /s
Q1 QN Q1 KQ L Q Q N N 1 KQN.75 L( x 1 x )1.75
1.75 N 1.75
由 P1 P2 得：
1.75

2n 1 1 0.88 x 0.11 x (1 x) n x
1502 P22 2.17 200
四、附加压头
由于空气与燃气密度不同，当管道始、末端存在标高差时， 在燃气管道中将产生附加压头。对始末端高程差值变化甚大 的个别管段，包括低压分配管道及建筑物的室内的低压燃气 管道，必须将附加压头计算在内。
计算公式：
P g a g H

0.284
管道内表面当量绝对粗糙度，对于钢管取0.2mm，塑料管 取0.01mm；

ν—0摄氏度、1.01325×105Pa时的燃气运动粘度，m2/s。
第二节 城市燃气管道水力计算公式和计算图表

低压燃气管道阻力损失计算公式 高中压燃气管道阻力损失计算公式
燃气管道阻力损失计算图表

层流区(Re≤2100) 临界区(Re=2100~3500) 紊流三个区(Re>3500)

64 ＝ Re
Re 2100 ＝0.03 65 Re 10 5
68 ＝0.11 d Re

l1 【解】设 D 200mm的管段长为 段长为 l 2 ，则有
1
D ； 175mm 的管
2
l1 l 2 2000
校核流速
2 H S1Q12 S2Q2 ( A1l1 A2l2 )Q
2
v1
Q 0.03 0.96m / s 1.2m / s 2 2 / 4 D1 0.785 0.2
1 2
1 2
w1
w2
【例4-18】示图为某电厂循环水系 统的主要部分。已知循环水泵出口 至凝汽器的压出管长L1=40m，且有 90°弯管两个。由凝汽器至冷水塔 的排水管长L2=350m，有4个90° 弯管。所有弯管的弯曲半径 R=820mm，压水管和排水管直径相 同，均为D=820mm ，管道沿程损 失系数λ1=λ2=0.025。
2 40 350 2.46 hw12 0.025 0.29 6 0.564 0.375 0.82 2 9.81 2 6.5 2 2.18 0.02 0.564 2 0.375 2 1.5 8.05m 0.023 2 9.81
二、管路的串联与并联
1．串联管路及其计算特点 各管段流量相等，总损失为各串联 管段的损失之和，全管路总的阻抗等于 各管段阻抗之和。 2．并联管路及其计算特点 并联节点上的总流量为各支管中流 量之和；并联各支管上的单位重量流体 的阻力损失相等，总管路的阻抗平方根 的倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和。
【例4-16】在[例4-15]中，在保证供 水前提下，为节约管材，拟采用两 种不同管径的管段串联。试确定两 段管子个多少？
查局部损失系数表可知，当 D1/R=0.82/0.82=1时，90°弯管的局部 损失系数ζ90=0.29。按截面突然扩大四 倍计算局部损失系数，则