给水管网水力分析计算
第5章 给水管网水力分析计算 (4h)
5.1 给水管网水力特性分析
管段水力特性: h i =H Fi -H T i =s i q i q i
n -1
-h ei ,s i = sfi + smi + spi ,h ei : 静扬程 -h ei (流量方向与管段方向一致时+号)
n
h i =H F i -H T i =(±) s i q i
n
h i =H F i -H T i =(±) s f i q i (管段上无泵站和局部阻力)
( 用海曾-威廉公式 h f i =
管网恒定流方程组求解条件:
10. 67q 1. 852l C w
1. 852
D
4. 87
)
节点流量或压力必须有一个已知(定流节点和定压节点) 管网中必须有一个定压节点
管网恒定流方程组求解方法:
树状管网(管段流量可唯一确定,一次计算完成)
环状管网(解环方程组,或解节点方程组,多次计算才能完成)
5.2 树状管网水力分析
求管段流量:从末端开始逆推法 求节点压头:从定压节点开始顺推法
例题:某给水管网如图所示,节点(1) 为清水池,管段[1]上泵站特性为
h p =42.6-311.1q p 1.852,节点(1)水头7.80m ,各节点流量、管段参数见图,管道Cw=100。试进行水力分析,计算各管段流量、各节点水头与自由水头。
1
节点号 (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
解:第一步:从节点(10)开始逆推法求管段流量
计算各管段压降
第二步:从定压节点(1)开始顺推法求节点水头。
2
求节点自由水头
5.3 环状管网水力分析
基本环能量方程
H 0=0n
n
n
n
s 2q 2-s 5q 5+s 6q 6-s 8q 8=0s 3q 3-s 6q 6+s 7q 7-s 9q 9=0
哈代-克洛斯法管网平差计算步骤:
n
n
n
n
虚环 2
虚节点为定压节点,压力为0 虚管段磨阻为0
(1) 根据供水情况拟定环状网管段方向,由连续性方程并考虑可靠供水要求分配各管
段初始流量q ij ;
10. 67⋅l 10. 29⋅n 2⋅l (2) 求个管段的磨阻系数s (海曾-威廉s =,曼宁s =) ,然后1. 8524. 875. 333
Cw ⋅D D
求水头损失h =s ⋅q n (海曾-威廉n=1.852, 曼宁n=2);
(3) 假定顺时针方向管段水头损失为正,计算环内各管段水头损失代数和Σh ij ,如果
Σh ij 不为零,以Δh i 表示,称为闭合差。Δh i >0说明顺时针方向管道初始流量分配过大,逆时针方向管道初始流量分配过小。
3
(4) 按∆q i =-
∆h i
n ⋅∑s ⋅q
n -1
(海曾-威廉n=1.852, 曼宁n=2)计算各环校正流量,Δq 符
号以顺时针为正。凡流向与Δq 方向相同的管段加上Δq ,与其相反的管段减去Δq 。
(5) 调整后的流量反回第(3)步重新计算,直到闭合差小于0.5m ,大环闭合差小于1m 。
4
例题:图示管网,Cw=110,求各管段流量和压降。
(1)
[1]
(2)
[2](3)
[3](4)
360,100
30L/s30L/s30L/s
5