自来水管网水力计算
自来水管道水力计算报告
自来水管道水力计算报告水力计算简介：自来水管道的水力计算是确保管道系统正常运行的重要一环。
通过对管道的水力特性进行测算和分析，可以保证管道能够满足不同使用场景下的需水量，并确保水流的均匀性和稳定性。
本报告将对自来水管道的水力计算进行详细分析，以提供合理的设计指导。
1. 基本参数在进行水力计算之前，首先需要明确一些基本参数：- 管道长度：根据实际布置情况测量得出的管道总长度。
- 管道直径：管道的内径，通常以毫米或英寸表示。
- 材料：管道所采用的材料，如钢、铸铁、PVC等。
- 流量：管道系统中所需水流量，通常以立方米/小时表示。
2. 流速计算水流速度是水力计算的重要参数之一，其确定与管道直径、管道材料以及流量有关。
根据流速公式，可以计算得出水流速度：流速 = 流量/ (π * （管道直径/2)²)3. 管道阻力计算管道内的水流将受到摩擦阻力和局部阻力的影响，进而影响水力计算的结果。
根据丧失系数法则，可以计算得出总阻力系数：总阻力系数= Σ(局部阻力系数) + 各段长度 * 径向阻力系数4. 压力计算确保管道系统正常供水的关键在于管道中的水压，在水力计算中需要保证供水压力的合理性。
通过对压力损失的计算，可以得出管道末端的供水压力：供水压力 = 初始水压 - 压力损失5. 选取合适管径根据前述的水力计算结果，可以选取合适的管径，确保管道能够满足供水要求。
在确定管径时，需要考虑到管道的流速以及排列形式等因素。
6. 结论根据水力计算的结果，我们可以获得以下结论：- 确定合适的管径，以满足不同场景下的供水要求。
- 通过控制管道的压力损失，保证管道末端的供水压力。
- 确保管道系统的稳定性和均匀性，以保障供水的质量。
总结：本报告对自来水管道的水力计算进行了详尽分析，通过考量基本参数、流速、阻力、压力等因素，为供水系统的设计提供了有效的指导。
合理的水力计算对于保证自来水供应的正常运行至关重要，我们建议在实际工程中充分考虑水力计算的结果，以提供高质量的供水服务。
自来水管网水力计算
自来水管网水力计算1）计算公式的选用1）管径计算公式①按经济流速计算管径：D=18.8*(Q/V)1/2式中：Q---管中流量（m3/h）；D---管道内径(mm)；V---管中流速（m/s）。
可参考下列范围取值：输水管和配水干管：V=0.5～1.2m/s；配水支管：V=0.75～1.0m/s；水泵吸水管：V=1.0～1.2m/s；水泵出水管：V=1.5～2.0m/s。
②按拟定的水力比降计算管径：式中：I---水力比降，其余符号见管网水头损失计算公式。
2）管网水头损失计算公式式中：Q---管中流量（m3/h）；D---管道内径(mm)；h f ---管道沿程水头损失（m）；L---管道长度（m）。
f、m、b---与管材有关的参数，见表3-1。
表3-1 不同管材的f、m、b取值范围注：当Q以m3/s计时，d以m计时，f取(f)对应列的值。
3）局部水头损失（h j）为简化计算，局部水头损失可按沿程水头损失的10％计算。
（2）确定管网控制点（管网中压力最低的节点）一般是离管网入口处较远、地面标高较高的节点，通过水力计算比较确定管网控制点。
（3）确定干管、支管干管：从控制点到管网入口处的最短距离的管线。
控制点→节点………节点→管网入口节点。
支管：非干管管线，要分别列出所经过的节点。
（4）节点出流量Q i计算先将配水管网总流量扣除集中出流节点流量（工业企业集中用水量）后分摊到各管段，再将分摊到各管段的流量分摊到各节点。
1）管段分摊流量通常采用以下几种方法计算①按每管段负担的供水户数分摊管段分摊流量按下式计算：式中：---计算管段分摊流量（L/s）；---工业企业集中用水量（L/s）；----配水管段负担的供水户数（户）；其余符号同前。
按表3-2格式计算。
表3-2 管段分摊出流量计算表②按每管段负担的供水人口数分摊管段分摊流量按下式计算：式中：----配水管段负担的供水人口数（人）；其余符号同前。
按表3-2格式计算。
给排水管网水力计算方法
给排水管网水力计算方法在给排水工程中，水力计算是非常重要的环节，特别是在设计给排水管网时。
给排水管网的水力计算涉及到流量、压力、速度等多个参数，需要综合考虑。
本文将介绍给排水管网水力计算的方法和步骤。
1. 给排水管网的定义给排水管网是建筑物内或城市管道系统中，传输水、废水的管道和相关附件的总称。
它由供水管网和排水管网组成。
供水管网主要是将清水输送给用户，而排水管网则主要负责排出污水和废水。
2. 给排水管网水力计算的目的在给排水管网水力计算中，主要是要计算出管道内的流量、速度和压力等参数。
这些参数可以帮助我们评估管道的输送能力，确定合适的管道规格和数量，保证给排水系统的正常运行。
3. 给排水管网水力计算的方法给排水管网水力计算一般采用以下两种方法：3.1 简化方法简化方法是指在管道的水力计算中，忽略管道的一些细节，按照一定的模型进行简化。
这种方法适用于一些简单的给排水管网，如单管计算、梯级计算等。
3.2 完整计算方法完整计算方法是指在管道的水力计算中，考虑管道的各种细节因素，包括流体的黏度、管道的弯头、三通、泵站等，以及管道长度、直径等因素。
这种方法适用于复杂的给排水管网，如城市供水、排水系统等。
4. 给排水管网水力计算步骤在进行给排水管网水力计算时，需要遵循以下步骤：4.1 确定管道参数管道参数包括管道长度、直径、材质、壁厚等。
这些参数将影响到管道的流量和阻力。
因此，在进行水力计算之前，需要准确地确定这些参数。
4.2 计算流量流量是指单位时间内通过管道横截面的液体体积。
在给排水管网水力计算中，通常是根据需求流量来计算，因此需要首先确定需求流量。
在确定需求流量后，可以根据流量公式计算出流量大小。
4.3 确定管道阻力管道阻力是指管道内液体流动时，流体与管道壁之间产生的阻力。
在给排水管网水力计算中，需要根据管道直径、材质和流量等参数来计算管道的阻力。
4.4 计算管道压力管道压力是指管道中液体的压强大小。
3给水管网系统水力计算
qcb
=
Qh
−∑ ∑l
qi
l/s⋅m
式中 Qh — —管网总最高时设计流 量，l / s；
∑ qi — —管网中大用水户集中流量的总和，l / s；
⎧双侧配水：取管道实长
∑ l — —配水干管计算总长度，m。⎪⎨单侧配水：取管道实长 的一半 ⎪⎩不配水：计算长度为零
则每一计算管段沿线流量记作qy为：
• 流量符号规定：
离开节点的管段流量为正，流向节点的为负
• 管网节点方程数=J-1
3.2.2 压降方程
hij = [H i − H j ] =〔sij qinj〕ij
• Hi、Hj－管段两端节点i、j的水压高程，m • hij－管段水头损失，m • sij－管段摩阻 • qij－管段流量，m3／s。 • n＝1.852～2 • 管网的压降方程数=管段数P
∑L = 0.5L1−5 + 0.5L2−3 + 0.5L3−4 + L1−2 + L3−5 + L4−6 + L6−7 + L1−5
= 0.5×(600+ 600+ 600)+ 3×800+ 600+ 500
= 4400 (m)
2．配水干管比流 量
qcb
=
Qh
−∑ ∑l
qi
= 260−120 4400
k (qt
+
l
− l
x
ql )n
dx
=
k
(qt
+
ql )n+1
−
qtn +1
l
0
dm
(n + 1)d m ql
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： ei n ii i i T Fi i h q q s H H h -=-=-1，s i = s fi + s mi + s pi ，h ei : 静扬程 ei nii i T i F i h q s H H h -±=-=)( (流量方向与管段方向一致时+号)ni i f i T i F i q s H H h )(±=-= (管段上无泵站和局部阻力)( 用海曾-威廉公式 87.4852.1852.167.10DC l q h wi f =)管网恒定流方程组求解条件：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。
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。
求节点自由水头5.3 环状管网水力分析基本环能量方程虚环 2哈代-克洛斯法管网平差计算步骤：(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 ；(2) 求个管段的磨阻系数s (海曾-威廉87.4852.167.10D Cw l s ⋅⋅=，曼宁333.5229.10Dl n s ⋅⋅=)，然后求水头损失n q s h ⋅=(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。
第二章2给水管网计算
给水管网管径计算(jìsuàn) 给水管网水力计算(jìsuàn)
第一页，共46页。
给水管网管径计算(jìsuàn)
基本(jīběn)公式 R 4Q
V
第二页，共46页。
沿线流量 (liúliàng)：供 给管段两侧用 户所需流量 (liúliàng)。
传输流量 (liúliàng)：给 水管中流向下 一管段，没有 在本管段被用 户取用的流量 (liúliàng)。
第二十三页，共46页。
灰铸铁管
灰铸铁管具有经久耐用、耐腐蚀性强、
使用寿命长的优点 , 但质地较脆 , 不耐振动和
弯折 , 重量大。灰铸铁管是以往使用最广的
管材 , 主要用在 DN80~1000 的地方。
球墨铸铁管
球墨铸铁管强度高 , 耐腐蚀 , 使用寿命
长 , 安装施工方便 , 能适用于各种场合 , 如高
一级泵站 二级泵站 加压泵站 调节泵房
水源
净水厂
水厂轻水池
给水管网
管网 管网
调节水池 管网
第二十七页，共46页。
水塔(shuǐtǎ) 高地水池
水塔和高地水池是给水系统中调节流量 (liúliàng)和保证水压的构筑物
用水低峰时 用水高峰时
管网
水塔 、水池
水塔、水池
管网
第二十八页，共46页。
水塔(shuǐtǎ)
q2
2
q3
q1 q4
第六页，共46页。
流速(liú sù)的确定
管中流速越小，则管径越大 （建设费用(fèi yong)高）， 管中水头损失越小，水泵扬程 与耗电越小（运行费用(fèi yong)低）；
管中流速越大，则管径越小建 费用 设费用(fèi yong)高） ，管中 水头损失越大，水泵扬程与耗 电越大（运行费用(fèi yong) 低）。
给水管网水力计算
管网水力计算•管网水力计算都是新建管网的水力计算。
•对于改建和扩建的管网，因现有管线遍布在街道下，非但管线太多，而且不同管径交接，计算时比新设计的管网较为困难。
其原因是由于生活和生产用水量不断增长，水管结垢或腐蚀等，使计算结果易于偏离实际，这时必须对现实情况进行调查研究，调查用水量、节点流量、不同材料管道的阻力系数和实际管径、管网水压分布等。
1§树状网计算❖树状网特点1)管段流量的唯一性•无论从二级泵站起顺水流方向推算或从控制点起向二级泵站方向推算，只能得出唯一的管段流量，或者可以说树状网只有唯一的流量分配。
每一节点符合节点流量平衡条件q i+∑q ij＝02)干线与支线的区分•干线：从二级泵站到控制点的管线。
一般是起点（泵站、水塔）到控制点的管线，终点水压已定，而起点水压待求。
•支线：起点的水压标高已知，而支线终点的水压标高等于终点的地而标高与最小服务水头之和。
•划分干线和支线的目的在于两者确定管径的方法不同：•干线——根据经济流速•支线——水力坡度充分利用两点压差⎪⎭⎫⎝⎛=D v f i【例】某城市供水区用水人口5万人，最高日用水量定额为150L／(人·d)，要求最小服务水头为16m。
节点4接某工厂，工业用水量为400m3/d，两班制，均匀使用。
城市地形平坦，地面标高为5.00m，管网布置见图。
水泵水塔012348567450300600205650❖总用水量✓设计最高日生活用水量：50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s✓工业用水量：两班制，均匀用水，则每天用水时间为16h工业用水量（集中流量）=400/16=25m3/h=6.94L/s ✓总水量：∑Q=86.81+6.94=93.75L/s❖比流量✓管线总长度∑L：∑L =2425m (其中水塔到0节点的管段两侧无用户，不配水，因此未计入∑L )✓比流量q s：q s=(Q－∑q)/∑L其中，∑q（集中流量）=6.94L/s, ∑L =2425m则q=(Q－∑q)/∑L=(93.75-6.94)/2425=0.0358L/(m.s)s❖沿线流量✓沿线流量q1=q s L：管段管段长度（m）沿线流量（L/s）0～1 1～2 2～3 1～4 4～8 4～5 5～6 6～7300150250450650230190205300×0.0358＝10.74150×0.0358＝5.37250×0.0358＝8.95450×0.0358＝16.11650×0.0358＝23.27230×0.0358＝8.23190×0.0358＝6.80205×0.0358＝7.34合计242586.81❖节点流量✓节点流量q i =0.5∑q 1：注：节点4除包括流量23.80L/s 以外，还应包括工业用水集中流量6.94L/s 。
输水管道水力计算公式
输水管道水力计算公式1．常用的水力计算公式：供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有:达西（DARCY ）公式：g d v l h f 22**=λ （1）谢才（chezy ）公式：i R C v **= （2）海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式：87.4852.1852.167.10d C l Q h h f ***= （3） 式中 h f -----------沿程损失，mλ----------沿程阻力系数l -----------管段长度，md-----------管道计算内径，mg-----------重力加速度，m/s 2C-----------谢才系数i------------水力坡降；R-----------水力半径，mQ-----------管道流量m/s 2v------------流速 m/sC n -----------海澄―威廉系数其中达西公式、谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。
海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。
三种水力计算公式中 ，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。
2．规范中水力计算公式的规定3．查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力计算公式也有所差异，见表1：表1 各规范推荐采用的水力计算公式3．1达西公式达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。
公式中沿程阻力系数λ值的确定是水头损失计算的关键，一般采用经验公式计算得出。
舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（C.F.COLEBROOK ）公式均是针对工业管道条件计算λ值的著名经验公式。
舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度1.3*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用较广.柯列勃洛可公式)Re 51.27.3lg(21λλ+∆*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式，该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合，适用范围为4000<Re<108。
给水管网水力计算2
给水方式及管道布置
3.给水管道的敷设
第15页/共63页
给水管道的防护
1）防腐 防腐措施：管道除锈后，在外壁涂刷防腐涂料 进行防腐处理。
明装的焊接钢管和铸铁管外刷防腐漆一道， 银粉面漆两道;
镀锌钢管外刷银粉面漆两道；
暗装和埋地管道均刷沥青漆两道；
第16页/共63页
给水管道的防护
第8页/共63页
给水管道布置与敷设
2.布置要求
2）保证建筑物使用功能和生产安全。 管道不能穿过配电间，以免因渗漏造成电气 设备故障或短路； 不能布置在遇水易引起燃烧、爆炸、损坏的 设备、产品和原料的上方， 应避免在生产设备上面设置管道；
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给水管道布置与敷设
2.布置要求
3）保证给水管道的正常使用。
第11页/共63页
给水管道布置与敷设
3.给水管道的敷设
敷设要求： （1）引入管埋地敷设 • 在室外埋地敷设时要注意地面动荷载和冰冻的影响，
其管顶覆土厚度不宜小于0.7m，并且管顶埋深应 在冻土线0.2m以下。 • 建筑内埋地管在无动荷载和冰冻影响时，其管顶埋 深不宜小于0.3m。 • 给水横管穿承重墙或基础、立管穿楼板时均应预留 孔洞。暗装管道在墙中敷设时也应预留墙槽。横管 穿过预留洞时，管顶上部净空不得小于建筑物的沉 降量，其净空一般不小于0.1m。
qg——计算管段的给水设计秒流量（L/s）； q0——同一类型的1个卫生器具给水额定流量（L/s） n0——同一类型卫生器具/共63页
一、给水设计流量及生活给水设计秒 流量
例：某公共浴池内有淋浴器20个，浴盆8个，洗 脸盆10个，大便器（冲水箱）5套，污水池2个， 求给水进户总管中的设计秒流量。 解：通过查表确定各卫生器具的同时给水百分数 和当量数。
管网水力计算
水头损失的定义： 水流在管道中流 动时，由于摩擦、 阻力等因素造成 的能量损失
水头损失的类型： 沿程水头损失、 局部水头损失、 水头损失系数
水头损失的计算 方法：采用伯努 利方程进行计算
水头损失的影响 因素：管道直径 、粗糙度、流速 、流体密度等
流量：单位时间内通过管道的流 体量
流量和流速的关系：流量=流速× 管道截面积
收集数据：收集管网系统的相关数据，如水压、流量等
建立模型：建立管网系统的水力模型，如水力平衡方程等
求解模型：利用数值方法求解水力模型，如迭代法、有限 元法等
分析结果：分析计算结果，如压力分布、流量分布等
优化设计：根据计算结果对管网系统进行优化设计，如调 整管径、调整泵站等
水力计算软件：如Hydrulic Toolbox、WterCD等 水力计算工具：如流量计、压力表、水泵等 水力计算模型：如管网水力模型、水力平衡模型等 水力计算方法：如伯努利方程、连续方程、能量守恒方程等
管道阻力系数的 取值范围一般为 0.01-0.05
连续方程：描述管道中水流的连续性 伯努利方程：描述管道中水流的能量守恒 雷诺数：描述管道中水流的湍流特性 摩阻系数：描述管道中水流的阻力特性 流量公式：结合以上公式，计算管道中的流量
公式：Hf = K * (Q^2 /
D^5) * L
其中，Hf为 管道水头损 失，K为管道 水头损失系 数，Q为管 道流量，D为 管道直径，L 为管道长度
某大型住宅小区给排水管网水力 计算
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某工业园区排水管网水力计算
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某城市污水处理厂排水管网水力 计算
计算方法：采用水力计算软件进行模拟计算
计算结果：得到管网水力计算结果，包括流量、压力、流速等参数
给水管网水力计算-给水管网水力计算
确定给水计算管路水头损失、水表和特殊附件的水头损 失之后，即可根据公式求得建筑内部给水系统所需压力。
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1.７ 给水管网的水力计算
1.7.4 求给水系统所需压力
确定
给水计算管路水之后头损失 水表和特殊附件的水头损失
根据公式
求得建筑内部给水系统所需压力
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1.７ 给水管网的水力计算
1.7.5 水力计算的方法步骤
[ 例题]某5层10户住宅，每户卫生 间内有低水箱坐式大便器 1套，洗 脸盆、浴盆各 1个，厨房内有洗涤 盆 1个，该建筑有局部热水供应。 右图为该住宅给水系统图，管材为 镀锌钢管。引入管与室外给水 管网连接点到最不利配水点的高差 为 17.1m 。室外给水管网所能提供
式中
hy ——沿程水头损失， kPa； L ——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：
i
后退
前进
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1.７ 给水管网的水力计算
1.7.2 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； qg—— 给水设计流量，m3/s ； C h —— 海澄-威廉系数：
最大流量和最小流量之间的范围。流量范围分为二个区 间，二个区间的误差限各不相同。 (７)公称压力：
水表的最大允许工作压力，MPa 。
后退
前进
水表的常用术语
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(８)压力损失： 水流经水表所引起的压力降低，MPa 。
给水管网水力计算方法步骤
给水管网水力计算
1.确定给水管网各管段的管径
给水管道的流速控制范围：
1、对于生活或生产给水管道，一般采用1.0~1.5m/s，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.8~1.0m/s；
2、消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s；
3、其自动喷水灭火系统给水管道的流速不宜大于5m/s，其配水支管在特殊情况下不得大于10m/s。
2.给水系统水压的确定
H=H1+H2+H3+H4
H1——引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压；
H2——引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程与局部阻力水头损失之和；
H3——水表的水头损失；
H4——配水最不利点所需的流出水头。
3.水力计算方法和步骤
1、根据综合因素初定给水方式;
2、根据建筑功能、空间布局及用水点分布情况，布置给水管道，并绘制出给水平面图和轴侧草图；
3、绘制水利计算表格；
4、根据轴侧图选择配水最不利点，确定计算管路；
5、以流量变化处为节点，从配水最不利点开始，进行节点编号，并标注两节点间的计算管段的长度；
6、按建筑的性质选择设计秒流量的计算公式，计算各管道的设计秒流量；
7、根据设计秒流量，考虑流速，查水利计算表进行管网的水利计算，确定管径，并求出给水系统所需压力；
8、校核（H0≥H；H0略＜H ；H0远＜H ）
9、确定非计算管路各管径。
给水系统的管网水力计算与优化
给水系统的管网水力计算与优化随着城市发展和人口增加，给水系统的管网水力计算和优化变得越发重要。
一个高效的管网设计能够确保供水充足、水压稳定，并最大程度地减少水资源的浪费。
本文将探讨给水系统的管网水力计算与优化方法，以帮助设计者和运营者提高系统的效率和可靠性。
1. 管网水力计算在进行管网水力计算之前，首先需要收集一些基本数据，包括供水量、地形地貌、土壤条件和水质要求等。
这些数据将有助于确定管网的布局和参数。
1.1 需水量计算需水量是指在供水系统中需要满足的总水量。
计算需水量时需要考虑人口数量、生活用水、工业用水以及消防用水等方面的需求。
根据不同的需求，可以采用不同的计算方法，如人均用水量法、经验系数法和水负荷法等。
1.2 管道流量计算管道的流量计算是确定管道尺寸和水压的重要依据。
常用的方法有经验公式法、图表法和数值模拟法等。
其中，数值模拟法是较为准确和全面的一种方法，可以考虑更多的影响因素，并通过计算得出最优的管道尺寸和水压。
2. 管网水力优化在完成管网水力计算后，可以进行管网的优化设计，以提高系统的效率和可靠性。
2.1 管道布局优化管道布局是指确定管网的管道路径和井口位置。
优化管道布局可以缩短供水距离，减少管材的使用量，并提高供水的均匀性。
可以使用图论算法或基于GIS的软件来进行管道布局的优化。
2.2 管道尺寸优化根据管道流量计算的结果，可以进行管道尺寸的优化。
合理的管道尺寸可以降低管道阻力，减少能耗和压力损失，提高供水的稳定性。
可以利用数值模拟软件进行管道尺寸的优化，并根据实际情况进行调整。
2.3 阀门优化合理设置阀门可以实现供水的分区控制和调节。
通过调整阀门的位置和开度，可以平衡不同区域的供水压力，减少浪费和损失。
阀门的优化可以通过模拟或试运行得出最佳方案。
2.4 泵站优化泵站是给水系统中的重要设备，泵站的优化可以提高供水效率和稳定性。
可以通过调整泵站的泵的数量、容量和运行方式来优化泵站的运行。
给水管网水力计算基础
给水管网水力计算基础(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--给水管网水力计算基础为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。
管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。
管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于v d Av Q )4/(2π==所以管径v Q v Q d /13.1/4==π。
但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。
如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。
反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。
图 1管网的形状 (a)枝状管网；(b)环状管网因此，在确定管径时，应该作综合评价。
在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。
应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。
但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为：——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝； ——当直径d>400mm ，经济流速v=~s 。
一、枝状管网枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。
它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。
若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。
因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。
技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。
1．新建给水系统的设计对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。
给水管网水力计算方法步骤
给水管网水力计算方法步骤
给水管网水力计算
1.确定给水管网各管段的管径
给水管道的流速控制范围：
1、对于生活或生产给水管道，一般采用1.0~1.5m/s，不宜大于
2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.8~1.0m/s；
2、消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s；
3、其自动喷水灭火系统给水管道的流速不宜大于5m/s，其配水支管在特殊情况下不得大于10m/s。
2.给水系统水压的确定
H=H1+H2+H3+H4
H1——引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压；
H2——引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程与局部阻力水头损失之和；
H3——水表的水头损失；
H4——配水最不利点所需的流出水头。
3.水力计算方法和步骤
1、根据综合因素初定给水方式;
2、根据建筑功能、空间布局及用水点分布情况，布置给水管道，并绘制出给水平面图和轴侧草图；
3、绘制水利计算表格；
4、根据轴侧图选择配水最不利点，确定计算管路；
5、以流量变化处为节点，从配水最不利点开始，进行节点编号，并标注两节点间的计算管段的长度；
6、按建筑的性质选择设计秒流量的计算公式，计算各管道的设计秒流量；
7、根据设计秒流量，考虑流速，查水利计算表进行管网的水利计算，确定管径，并求出给水系统所需压力；
8、校核（H0≥H；H0略＜H ；H0远＜H ）
9、确定非计算管路各管径。
给水管网水力分析和计算.
回顾
管段压降方程（根据能量守恒定律）
管段两端节点水头之差等于该管段的压降：
HFi –HTi= hi
HFi——管段i的上端点水头； HTi——管段i的下端点水头； hi——管段i的压降； M——管段模型中的管段总数。
i-1,2,…,M
管网水力分析条件和目的:
1、已知条件： （1）管网布置：枝状管网、环状管网； （2）节点：节点流量、地面标高、服务压力； （3）管段：长度、管径、经济流速 、摩阻系数； 2、管网水力分析求解内容： （1）计算管段流量； （2）计算节点压力； （3）确定水泵流量、扬程； 3、管网水力分析目的——满足安全供水目标： （1）设计方案水力状态－流量、压力分布和变化； （2）管网事故、消防、转输流量工况校核。
（4）
[8]
（ 5）
[9]
（6）
Q4
q8,h8
Q5
q9,h9
Q6
H 7 H 1 h1 H1 H 2 h2 H 2 H 3 h3 H 8 H 3 h4
H1 H 4 h5 H 2 H 5 h6 H 3 H 6 h7 H 4 H 5 h8 H 5 H 6 h9
枝状管网直接算法
1、管段流量：采用逆推法。 从树枝末端节点流量开始，用节点流量连续性方程， 向前逐一累加，每一管段下游所有节点流量的和即为 该管段的管段流量；
2、节点压力（水头）：采用顺推法。 从已知压力节点出发，用管段能量方程求节点水头， 可立即解出。
例5.1 某城市树状给水管网系统如图所示，节点（1）处为水厂 清水池，向整个管网供水，管段[1]上设有泵站，其水力特性为： sp1=311.1(流量单位m3/s，水头单位m),he1=42.6m， n=1.852。根据清水池高程设计，节点（1）水头为H1=7.8m， 各节点流量、各管段长度与直径如图所示，各节点地面标高见表 5.1，试进行水力分析，计算各管段流量与流速、各节点水头与 自由水头。
供水管网设计计算
供水管网设计计算供水管网设计计算是指在供水系统建设中，根据供水量、供水压力等要求，通过计算设计供水管道的尺寸、排布和各个节点的水力特性，以达到供水系统稳定、高效运行的目的。
下面是一份关于供水管网设计计算的简要说明，供参考。
一、供水管网的基本要求供水管网的设计计算首先要满足以下基本要求：1.供水量要能满足用户的需要。
根据不同的用水功能和用水人数，确定供水量的大小。
2.供水压力要稳定，使用户在不同用水时段都能得到足够的水压。
供水压力的计算需考虑水源的高度、管道的摩擦阻力等因素。
3.管网输水能力要足够，确保供水管道的直径、材料等能够满足供水量和供水压力的要求。
二、供水管道的计算方法1.确定供水管道的直径。
常用的计算方法有经验公式法、水力计算法和供水流量-管径表两种方法。
经验公式法适用于小型、简单的供水系统，通过经验公式求得供水管道直径；水力计算法通过利用水力学原理，根据供水量和供水压力计算出供水管道直径；供水流量-管径表则是根据经验和实际工程经验，结合供水量和供水压力给出供水管道直径。
2.确定供水管道的材料。
根据不同的供水系统要求，选用合适的材料，如钢管、塑料管等。
3.管道排布和节点设置。
根据供水网络的布局和用水需求，合理设置供水节点位置，确定管道的长度和布置方式，以便达到最优的供水效果。
4.计算水力特性。
通过利用供水管道的水力学原理，计算供水管网中各个节点的水力特性，如水压、流速等。
三、供水管网设计计算的步骤1.确定供水系统的用水量和用水功能。
根据用户的需求和实际情况，确定供水系统的供水量和供水压力。
2.选择合适的计算方法。
根据供水系统的规模、复杂程度和经济条件，选择适合的计算方法，如经验公式法、水力计算法或供水流量-管径表。
3.进行供水管道直径计算。
根据所选的计算方法，依据供水量和供水压力，计算出合适的供水管道直径。
4.进行供水管道材料选择。
根据供水系统的要求和条件，选定合适的供水管道材料。
5.进行管道排布和节点设置。
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自来水管网水力计算
1）计算公式的选用
1）管径计算公式
①按经济流速计算管径：
D=18.8*(Q/V)1/2
式中：Q---管中流量（m3/h）；
D---管道内径(mm)；
V---管中流速（m/s）。
可参考下列范围取值：输水管和配水干管：V=0.5～1.2m/s；
配水支管：V=0.75～1.0m/s；
水泵吸水管：V=1.0～1.2m/s；
水泵出水管：V=1.5～2.0m/s。
②按拟定的水力比降计算管径：
式中：I---水力比降，其余符号见管网水头损失计算公式。
2）管网水头损失计算公式
式中：Q---管中流量（m3/h）；
D---管道内径(mm)；
h f ---管道沿程水头损失（m）；
L---管道长度（m）。
f、m、b---与管材有关的参数，见表3-1。
表3-1 不同管材的f、m、b取值范围
注：当Q以m3/s计时，d以m计时，f取(f)对应列的值。
3）局部水头损失（h j）
为简化计算，局部水头损失可按沿程水头损失的10％计算。
（2）确定管网控制点（管网中压力最低的节点）
一般是离管网入口处较远、地面标高较高的节点，通过水力计算比较确定管网控制点。
（3）确定干管、支管
干管：从控制点到管网入口处的最短距离的管线。
控制点→节点………节点→管网入口节点。
支管：非干管管线，要分别列出所经过的节点。
（4）节点出流量Q i计算
先将配水管网总流量扣除集中出流节点流量（工业企业集中用水量）后分摊到各管段，再将分摊到各管段的流量分摊到各节点。
1）管段分摊流量通常采用以下几种方法计算
①按每管段负担的供水户数分摊
管段分摊流量按下式计算：
式中：---计算管段分摊流量（L/s）；
---工业企业集中用水量（L/s）；
----配水管段负担的供水户数（户）；
其余符号同前。
按表3-2格式计算。
表3-2 管段分摊出流量计算表
②按每管段负担的供水人口数分摊
管段分摊流量按下式计算：
式中：----配水管段负担的供水人口数（人）；
其余符号同前。
按表3-2格式计算。
③按每管段负担的供水龙头数分摊
管段分摊流量按下式计算：
式中：----配水管段负担的供水龙头数（个）；
其余符号同前。
按表3-2格式计算。
④按出流管段长度分摊
管段分摊流量按下式计算：
j
式中：----配水管段的计算长度（m），无配水的管段不计，一侧配水的管段仅计一半。
2）节点流量计算
分摊节点出流量按下式计算，并将计算结果填入表3-3中。
表3-3 节点出流量计算表
（5）配水干管水力计算
配水干管管径及水头损失计算结果列入表3-4中，节点水压标高采用表3-5的格式计算。
表3-4 配水干管管段水头损失计算表
注：i--管径及总水头损失计算公式(建议按h=1.1i·L)，计算管径为内径。
表3-5 配水干管节点水压标高与自由水头计算表
说明：1、当管网进口压力待定时，由最不利节点向上游推算；
水压标高（同节点）＝自由水头+地形标高；
上游节点水压标高＝本节点水压标高+本节点至上游节点间水头损失；
上游节点自由水头＝上游节点水压标高—上游节点地形标高。
2、当管网进口压力已定时，可按配水支管水力计算方法计算。