管网水力计算(精)
伟星PE给水管道水力计算(精)
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％。
5第五章给水管网水力分析和计算
则上述方程组变为多元函数方程式：
F F12(( qq11,, qq22))sss236(((qqq2(36((000))) qqq112))nnqss526()(qnq5(6(00))s8( qq8(q01)2) n qq11))nn0
s7(q7(0) q2)ns9(q9(0) q2)n 0
用泰勒公式将上式展开得：
F1(q1, q2)
F1(0,0)
F1 q1
q1
F1 q2
q2
1 2
2F1 q12
q1
2F1 q22
q2
1 n!
n F1 q1n
q1
n F1 q2n
q2
0
F2 (q1,
q2 )
F2 (0,0)
F2 q1
q1
F2 q2
q2
1 2
2F2 q12
q1
2F2 q22
对于树状管网，在其规划布置、管网节点 用水量和各管段管径决定以后，各管段的 流量是唯一确定的，与管段流量对应的水 头损失、流速和节点压力可以一次计算完 成。
2、环状管网水力计算
在环状管网中，各管段实际流量必须满足 节点流量方程和环能量方程的条件，所以 其管段流量、水头损失、流速和节点压力 尚不能确定，需通过水力计算才能得到。
泵站特性 清水池 hp=42.6-311.1q1.852 H1=7.80m
[解]第一步：逆推法求管段流量
以定压节点(1)为树根，则从离树根较远的 节点逆推到离树根较近的节点的。
第二步：求管段压降
第三步：求节点水头
采用顺推法，以定压节点(1)为树根，则从 离树根较近的管段顺推到离树根较远的节点。
第四步：计算各节点自由水压
热水热力管网的水力计算
热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置，绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。
水力计算的目的是：计算第一循环管网（热媒管网）的管径和相应的水头损失；计算第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失；确定循环方式，选用热水管网所需的各种设备及附件，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。
第一循环管网的水力计算：1.热媒为热水：以热水为热媒时，热媒流量G按公式（8-8）计算。
热媒循环管路中的配、回水管道，其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速，通过查热水管道水力计算表确定，并据此计算出管路的总水头损失Hh。
热水管道的流速，宜按表8-45选用。
当锅炉与水加热器或贮水器连接时，如图8-12所示：热媒管网的热水自然循环压力值Hzr按式（8-35）计算：式中：Hzr—热水自然循环压力，Pa；Δh—锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度，m；ｐ1—锅炉出水的密度，kg/m3；ｐ2—水加热器或贮水器的出水密度，kg/m3。
当Hzr＞Hh时，可形成自然循环，为保证运行可靠一般要求（8-36）：当Hzr不满足上式的要求时，则应采用机械循环方式，依靠循环水泵强制循环。
循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些，以确保可靠循环。
2.热媒为高压蒸汽：以高压蒸汽为热媒时，热媒流量G按公式（8-6）或（8-7）确定。
热媒蒸汽管道一般按管道的允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失。
高压蒸汽管道的常用流速见表8-13。
确定热媒蒸汽管道管径后，还应合理确定凝水管管径。
第二循环管网的水力计算：1.配水管网的水力计算配水管网水力计算的目的主要是根据各配水管段的设计秒流量和允许流速值来确定配水管网的管径，并计算其水头损失值。
（1）热水配水管网的设计秒流量可按生活给水（冷水系统）设计秒流量公式计算。
（2）卫生器具热水给水额定流量、当量、支管管径和最低工作压力同给水规定。
（3）热水管道的流速，宜按表8-12选用。
管网水力计算
1 Q j Q j y qi 2 q j j点大用户用水量（ l / s）
例：
57
1
沿线流量60（L/S）
2
24
3
4
13
24
5
9
9
6
30
7
11
10
8
5
8
9
试计算各点的节点流量. 5点的节点流量:1/2(24+13+9+10)=28(L/S)
【例题】某城市最高时总用水量为260L/s，其中
2．配水干管比流量
qcb Qh qi
l
260 120 4400 0.03182 l / s m
3．沿线流量：
qy qcb li
(l / s)
各 管 段 沿 线 流 量 计 算
管段编号 1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7
合 计
管段计算总长度 （ m） 800 0.5×600=300 0.5×600=300 0.5×600=300 800 800 600 500
(1)管网图形简化可分为分解、合并、省略 ①分解：只由一条管线连接的两管网，都可以把连 接管线断开，分解成为两个独立的管网。由两条 管线连接的分支管网，如它位于管网的末端且连 接管线的流向和流量可以确定，也可进行分解， 管网经分解后即可分别计算。 ②合并：管径较小、相互平行且靠近的管线可考虑 合并。 ③省略：管线省略时，首先是略去水力条件影响较 小的管线，也就是省略管网中管径相对较小的管 线，管线省略后的计算结果是偏于安全的。
4.5 管段流量、管径和水头损失
内 容：求出所有管道的直径、水头损 失、水泵扬程和水塔高度。并对事故时、消 防时、最大转输时的水泵扬程进行较核。
排水管网的水力计算
排⽔管⽹的⽔⼒计算第5章建筑内部排⽔系统5.2排⽔管⽹的⽔⼒计算1. 设计规定为保证管道系统有良好的⽔⼒条件，稳定管内⽓压，防⽌⽔封破坏，保证良好的室内环境卫⽣，在设计计算横⽀管和横⼲管时，须满⾜下列规定：⑴最⼤设计充满度建筑内部排⽔横管按⾮满流设计，以便使污废⽔释放出的⽓体能⾃由流动排⼊⼤⽓，调节排⽔管道系统内的压⼒，接纳意外的⾼峰流量。
建筑内部排⽔横管的最⼤设计充满度见表5-3。
排⽔横管最⼤设计充满度表5-3⑵管道坡度污⽔中含有固体杂质，如果管道坡度过⼩，污⽔的流速慢，固体杂物会在管内沉淀淤积，减⼩过⽔断⾯积，造成排⽔不畅或堵塞管道，为此对管道坡度作了规定。
建筑内部⽣活排⽔管道的坡度有通⽤坡度和最⼩坡度两种，见表5-4。
通⽤坡度是指正常条件下应予保证的坡度；最⼩坡度为必须保证的坡度。
⼀般情况下应采⽤通⽤坡度，当横管过长或建筑空间受限制时，可采⽤最⼩坡度。
标准的塑料排⽔管件（三通、弯头）的夹⾓为91.5°，所以，塑料排⽔横管的通⽤坡度均为0.026。
⽣活污⽔排⽔横管的通⽤坡度和最⼩坡度表5-4⼯业废⽔的⽔质与⽣活污⽔不同，其排⽔横管的通⽤坡度和最⼩坡度见表5-5。
⼯业废⽔排⽔管道通⽤坡度和最⼩坡度表5-5⑶最⼩管径为了排⽔通畅，防⽌管道堵塞，保障室内环境卫⽣，规定了建筑内部排⽔管的最⼩管径为50mm。
医院、厨房、浴室以及⼤便器排放的污⽔⽔质特殊，其最⼩管径应⼤于50mm。
医院洗涤盆和污⽔盆内往往有⼀些棉花球、纱布、玻璃渣和⽵签等杂物落⼈，为防⽌管道堵塞，管径不⼩于75mm。
厨房排放的污⽔中含有⼤量的油脂和泥沙，容易在管道内壁附着聚集，减⼩管道的过⽔⾯积。
为防⽌管道堵塞，多层住宅厨房间的排⽔⽴管管径最⼩为75mm,公共⾷堂厨房排⽔管实际选⽤的管径应⽐计算管径⼤⼀号，且⼲管管径不⼩于100mm，⽀管管径不⼩于75mm。
浴室泄⽔管的管径宜为100mm。
⼤便器是唯⼀在排⽔⼝没有⼗字栏栅的卫⽣器具，瞬时排⽔量⼤，污⽔中的固体杂质多，所以，凡连接⼤便器的⽀管，即使仅有1个⼤便器，其最⼩管径也为100mm。
给水管网的水力计算
根据公式(gōngshì)（2-7）先求出平均出流概率U0，查表找 出对应的αc值代入公式(gōngshì)（2-6）求出同时出流概率U，再 代入公式(gōngshì)（2-5）就可求得该管段的设计秒流量qg，重复 上述步骤可求出所有管段的
第十三页，共30页。
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2.4 给水管网的水力计算 2.4.3 水表和特殊附件的局部(júbù)水头损失
水表口径 当用水较均匀时水表口径应以安装水表管段(ɡuǎn
duàn)的设计秒流量不大于水表的常用流量来确定，因为常用 流量是水表允许在相当长的时间内通过的流量。
当用水不均匀，且连续高峰负荷每昼夜不超过2~3h时， 螺翼式水表可按设计秒流量不大于水表的过载(guòzài)流量 确定水表口径，因为过载(guòzài)流量是水表允许在短时间 内通过的流量。
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2.4 给水管网的水力(shuǐlì)计算
2.4.4 求定给水系统(xìtǒng)所需压力
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 （2-1）求得 建筑内部给水 系统所需压力。
公式(gōngshì)（2-1）：
第十九页，共30页。
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表2-
14
第十一页，共30页。
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2.4 给水管网的水力计算(jì suàn) 2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算(jì suàn)
三通分水与分水器分水的局部(júbù)水头损失估算值 表 2-15
* 此表只适用于配水管,不适(bùshì)用于给水干管.
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
添加标题
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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。
采暖管道水力计算(精)
K ——管壁的当量绝对粗糙度（m），室内闭式采暖热水管路K ＝0.2×103m ，室外供热管网
－
K ＝0.5×103m ；
v ——热媒在管内的流速，根据热量和供回水温差计算确定（m/s）；
，根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。 γ——热媒的运动粘滞系数（m2/s）
λ={
d j ⎡
1.4 热水采暖的垂直双管系统各层支管之间重力水头H z
H z =
2
h (ρh −ρg g （Pa ） 3
式中 h ——计算环路散热器中心之间的高差 (m；
1.5 单管跨越式系统水温降
1.5.1 单管跨越式系统的散热器和跨越管流量分配
1 单管跨越式系统散热器支路和跨越管支路的流量通过以下2式求得：
=G
t si ——第i 组散热器的出水温度（℃）； t i ——第i 组散热器与之后的管道温度（℃）； t i－1——第i 组散热器之前的管道温度（℃）。 ∑Q, G,t 0
i-1
si
ki
si i h
1.6 散热器数量N
N =N ' ⋅β1⋅β2⋅β3=
Q
β1⋅β2⋅β3 （1.6） n
C ⋅Δt s
N ’——设计工况下散热器数量（长度或片数）；
表7：适用于采用钢管的一般垂直单管系统；（包括立管及干管，计算至建筑热力入口与室外干线连接处。为提高计算速度，本表管道摩擦阻力系数λ采用阿里特苏里公式） 2.1.4 室外供热管道
表8：适用于采用钢管的室外供热管道。
2.2 双管系统
2.2.1 住宅等水平双管系统
1、 一般最远端散热器支路为该户最不利环路。
1.3.3 室外热水供热管网局部阻力按与沿程阻力的比值计算确定，见下表：
02-4给水管网的水力计算
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。
太阳能集热工程,管网的水力计算
太阳能集热工程,管网的水力计算管网的水力计算（1）管网热水流速的确定。
热水管道内的流速，宜按照表1来选用。
(1) 表1公称直径DN/mm 15---20 25---40 ≧50流速/ (m/s) ≦0.8 ≦1.0 ≦1.2(2) 热水管道阻力的确定。
热水管道的沿程水头损失可按照表2来计算，管道的计算内径应考虑结垢和腐蚀引起过水断面缩小的因素。
I= 105Ch-1.85 Di- 4.87 Qg-1.85式中I-------- 管道单位长度水头损失，kPa/mDi------ 管道计算内径，m；Qg----- 热水设计流量，m3/s；Ch-------- 海澄—威廉系数，各种塑料管、内衬（涂）塑管Ch =140；铜管、不锈钢管Ch =130 ；衬水泥、树脂的铸铁管Ch =130；普通钢管、铸铁管Ch =100.1. 热水管道的配水管的局部水头损失，宜按照管道的连接方式，采用管（配）件当量长法计算。
当管道的管（配）件当量长度资料不足时，可以按照下列管件的连接状况，按管网的沿程水头损失的百分数取值。
A：管（配）件内径与管道内径一致，采用三通分水时，取25%--30%；采用分水器时，取15%---20%。
B：管（配）件的内径略大于管道内径，采用三通分水时，取50%--60%；采用分水器分水时，取30%--35%。
C: 管（配）件内径略小于管道内径，管（配）件的插口插入管口内连接，采用三通分水时，取70%---80%; 采用分水器分水时，取35%---40%。
（备注：螺纹接口的阀门和管件的摩阻损失当量长度可参照GB50015---2003 《建筑给水排水设计规范》附录B选用）2. 热水管道上附件的局部阻力可参照以下计算A: 管道过滤器的局部水头损失，宜取0.01MpaB：管道倒流防止器的局部水头损失，宜取0.025---0.04 Mpa。
C：水表的水头损失，应按照选用产品所给定的压力损失值来计算。
在未确定具体产品时，可按照下列情况取用：住宅的入户管上的水表，宜取0.01 Mpa；建筑物或小区引入管上的水表，宜取0.03 Mpa。
伟星PE给水管道水力计算精
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二2(T s e/(D— e 二2 c s / (SDR-1其中c s=MR/Fd这里：PN二管材公称压力c s=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 C,50 年，MPaFd^计系数20 E时，MRSS计应力(T s 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 为6.3MP& 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20r 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：2hf=入(L j /d) (V /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^诺数；d j二管道计算内径(mm管件局部阻力水头损失按2下式计算：h=KV/2g式中：人=局部水头损失：m v=水流速度，m/s g=重力加2速度，m/s 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％。
给水管网水力计算-给水管网水力计算
根据管道的连接方式，采用管（配）件当量长度计算法
管（配）件当量长度：
管（配）件产生的 等于 同管径某一长度管道
局部水头损失大小
产生的沿程水头损失
则： 该长度即为该管（配）件的当量长度。
螺纹接口的阀门及管件的摩阻损失当量长度，见阀门和螺纹 管件的摩阻损失的当量长度表 。
阀门和螺纹管件的摩阻损失的 当量长度表点击查看
流量（Qmax ）的1/2 。
(３)分界流量（Qt）：
水表误差限改变时的流量，其数值是公称流量的函数。
后退
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水表的常用术语
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(４)最小流量（Qmin ）：
水表在规定误差限内使用的下限流量，其数值是公称流 量的函数。
(５)始动流量（Qs）：
水表开始连续指示时的流量，此时水表不计示值误差。 但螺翼式水表没有始动流量。 (６)流量范围：
流量范围 压力损失 示值误差限
后退
前进
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(１)最大流量（Qmax ）：
水表在规定误差限内使用的上限流量。在最大流量时，水 表只能短时间使用而不至损坏。此时旋翼式水表的水头损失为 100kPa ，螺翼式水表的水头损失为10kPa 。
(２)公称流量（Qn）：
水表在规定误差限内允许长期通过的流量，其数值为最大
不同材质管径 流速控制范围表
点击查看
v——管道中的水流速， m/s。
建筑物内的给水管道中不同材质管径流速控制范围可按不 同材质管径流速控制范围表选取。但最大不超过2m/s 。
后退
前进
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1.７ 给水管网的水力计算
管道的水力计算及强度计算(精)
第三章管道的水力计算及强度计算第一节管道的流速和流量流体最基本的特征就是它受外力或重力的作用便产生流动。
如图3—1所示装置，如把管道中的阀门打开，水箱内的水受重力作用，以一定的流速通过管道流出。
如果水箱内的水位始终保持不变，那么管道中的流速也自始至终保持不变。
管道中的水流速度有多大?每小时通过管道的流量是多少?这些都是实际工作中经常遇到的问题。
图3—1水在管道内的流动为了研究流体在管道内流动的速度和流量，这里先引出过流断面的概念。
图3—2为水通过管道流动的两个断面1—1及2—2，过流断面指的是垂直于流体流动方向上流体所通过的管道断面，其断面面积用符号A来表示，它的单位为m2或cm2。
图32管流的过流断面a)满流b)不满流流量是指单位时间内，通过过流断面的流体体积。
以符号q v表示，其单位为m3／h，cm3／h或m3／s，cm3／s。
流速是指单位时间内，流体流动所通过的距离。
以符号。
表示，其单位为m／s或cm ／s。
图3—3管流中流速、流量、过流断面关系示意图流量、流速与过流断面之间的关系如下：以水在管道中流动为例，如图3—3所示，在管段上取过流断面1—1，如果在单位时间内水从断面1—1流到断面2—2，那么断面1—1和断面2—2所包围的管段的体积即为单位时间内通过过流断面1—1时水的流量q v，而断面1—1和断面2—2之间的距离就是单位时间内水流所通过的路程，即流速。
由上可知，流量、流速和过流断面之间的关系式为q v=vA (3—1)式(3—1)叫做流量公式，它说明流体在管道中流动时，流速、流量和过流断面三者之间的相互关系，即流量等于流速与过流断面面积的乘积。
如果在一段输水管道中，各过流断面的面积及所输送的水量一定，即在管道中途没有支管与其连接，既没有水流出，也没有水流入，那么管道内各过流断面的水流速度也不会变化；若管段的管径是变化的(即过流断面的面积A是变化的)，那么管段中各过流断面处的流速也随着管径的变化而变化。
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例题：某城市供水区总用水量93.75L/s.节点４接某工 厂，工业用水量为6.94L/s 。节点0-8都是两边供水。 求比流量
水塔
3 2
水泵
600 0 300 1 450 4
650
8
5
6
7
1.管线总长度：ΣL＝2425m，其中水塔到
205
节点0的管段两侧无用户不计入。
2.比流量：
(93.75－6.94)÷2425＝0.0358L/s
4.5.2 管网图形及简化
1.管网设计图中的元素 (1)节点：有集中流量进出、管道合并或分叉以 及边界条件发生变化的地点 (2)管段：两个相邻节点之间的管道管线：顺序 相连的若干管段 (3)环：起点与终点重合的管线 ①基环：不包含其它环的环 ②大环：包含两个或两个以上基环的环
③虚环：多水源的管网，为了计算方便，有时将两 个或多个水压已定的水源节点（泵站、水塔等） 用虚线和虚节点0连接起来，也形成环，因实际上 并不存在，所以叫做虚环。
管段编号
1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7
合计
管段计算总长度 （m）
800 0.5×600=300
0.5×600=300 0.5×600=300
800 800 600 500
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
（1）消防时：假设在泵房供水区、水塔供水区各又 一着火点，每个消防用水额定（20L/S）
泵房节点流量为 237.5+20=257.5 水塔节点流量为54.2+20=74.2
（2）最大转输时：假定最大转输量按30%Qd （87.5L/S）、水塔所需转输水量为58.3L/S，
泵房节点流量为 87.5+58.3=145.8L/S 水塔节点流量为58.3 （3）事故时：应满足设计用水量的70%（204.2L/S）
650
8
5
6
7
1.管线总长度：
205
ΣL＝2225m，其中水塔到节点0的管段两侧
无用户不计入。
2.比流量：
(93.75－6.94)÷2225＝0.039L/s
▪ 沿线按照用水量全部均匀分布在干管上的假定以求出比流量的 方法，存在一定的缺陷。因为它忽视了沿线供水人数和用水量 的差别，所以与各管段的实际配水量并不一致。为此提出另一 种按该管段的供水面积决定比流量的计算方法。
居住区 居住区
800
800 800
57.5
62.28
57.5
2
600
工厂
3
600
工厂
4
2、比例法：根据小区用水量，节点的服务范 围，按相应比例将总水量分配到各节点。
三、管网校核计算时节点流量的确定：
①管网进行消防水校核时，仅仅考虑设定着火点节点处在 原节点流量的基础上增加消防水量，其余节点流量不变。
①城市管网中，工业企业等大用户所需流量，可直接 作为接入大用户节点的节点流量。 ②工业企业内的生产用水管网，水量大的车间用水量 也可直接作为节点流量。
1
Qj 2 Qjy qi q j j点大用户用水量（ l / s）
例：
1
2
沿线流量60（L/S）
24
3
57 4
24 5
13
9
96
30 7
Qi L
Qz 管网输水的总量（ m3 / s）
Qi 大用户用水量（ m3 / s）
L 配水管段的长度（m）
对于计算长度要注意： ①对不配水的管段（穿越广场、公园等）计算长度为零 ②一边配水的 按1/2计算 ③两边配水按实际长度计算
沿线流量的计算：
q1 qcbl q1 — —沿线流量，L / s； L — —该管段的计算长度，m。
1、步骤： （1）绘制计算草图，对节点和管段顺序编号，
标明管段长度和节点地形标高； （2）按最高日最高时计算比流量、沿线流量
和节点流量； （3）对各管段拟定水流方向，进行流量分配； （4）初步确定各管段的管径和水头损失； （5）进行管网水力计算和技术经济计算； （6）确定水塔高度和水泵扬程；
2、管网设计计算
②进行最大转输校核时，对所需转输进水电的流量等于最 大转输时的用水量加上输入管网中调节构筑物的最大转输 量，其余节点不变。（当无条件确定最大转输量时可考虑 最高日最高时用水量乘一个系数）
③管网进行校核时，对城镇供水管网，通常将其所有节点 流量按事故（70%）进行校核。
书例题4-1已知某城镇供水管网为水泵、水塔双 向供水，最高日最高时用水量为291.7L/S，其 中水厂泵房节点供水量为237.5L/S，水塔节点 供水量为54.2L/S，试确定在管网消防、最大转 输及事故校核时的泵房节点及水塔节点的流量
10 8
11
5
89
试计算各点的节点流量.
5点的节点流量:1/2(24+13+9+10)=28(L/S)
【例题】某城市最高时总用水量为260L/s，其中 集中供应的工业用水量120 L/s（分别在节点2、 3、4集中出流40 L/s）。各管段长度（单位为m） 和节点编号见图。试求：（1）比流量；（2） 各管段的沿线流量；（3）各节点流量。
140.00
4．节点流量计算：
Q j 0.5qy qi (l / s)
各管段节点流量计算
节 点
节点连的管段
沿线流量转化的节点流量(L/s)
1 1-2 , 1-5 2 1-2 , 2-3 3 2-3 , 3-4 , 3-5 4 3-4 , 4-6 5 1-5 , 3-5 , 5-6 6 4-6 , 5-6 , 7-6 7 6-7
4.5 管段流量、管径和水头损失
内 容：求出所有管道的直径、水头损 失、水泵扬程和水塔高度。并对事故时、消 防时、最大转输时的水泵扬程进行较核。
重要性：管道工程的建设投资占整个给 水系统总投资的 60％～80%，输配水所需的 动力费用占给水系统运行总费用的40％～ 70%。
4.5.1 管网的设计内容和步骤
泵房节点流量为 237.5×70%=166.3(L/S) 水塔节点流量为54.2×70%=37.9(L/S)
四、 管段计算流量
▪ 沿线任一管段的计算流量实际上包括该管段两侧 的沿线流量和通过该管段输送到以后管段的转输 流量。为了初步确定管段计算流量，必须按最大 时用水量进行流量分配，得出各管段流量后，才 能据此流量确定管径和进行水力计算。
④确定水塔高度、水泵扬程和水泵台数
(2)供水点水压已知：已知水泵扬程或水塔高度，要求 复核计算各管段节点压力值是否满足。适用改建工程、 扩建工程。设计步骤如下：
①利用起点水压选经济管径
②计算各管段的水头损失
③由起点现有的水压条件求各节点水压
④复核计算出的水压是否大于控制点水压。
如何来进行设计、简化？
（2）按面积
q
A
Q A
q
qA — —比流量，L（/ s m2）；
A 计算管段的面积（ m2）
①在街区长边上的管段、其两侧供水面 积为梯形
②在街区短边上的管段、两侧供水面积 为三角形
4、注 意 事 项
（1）比较：面积比流量因考虑了管线供水面积（人数） 多少对管线配水流量的影响，故计算结果更接近实际配 水情况，但计算复杂。 当供水区域的干管分布比较均 匀，管距大致相同时，两者计算结果相差很小。采用长 度比流量简便。
集中 流量 (L/s)
40 40 40
节点总 流量 (L/s)
17.50 57.50 62.28 57.50 27.05 30.22
7.95
合 计
140.00
120.00 260.00
Q=260L/s
1
绿地
17.50 600 5
居住区 居住区
7
居住区
27.05 600 6
500
7.95 30.22
(4)环与节点、管段关系：P=J+L-1（P管段、L 环、J 节点）
节点
大环
管段
基环 管线
2.管网简化
▪ 在管网计算中，城市管网的现状核算以及现有管网 的扩建计算最为常见。
▪ 除了新设计的管网，因定线和计算仅限于干管而不 是全管，略去 一些次要的、水力条件影响较小的管线。
ql qt
qt
ql qs l
二、节点流量的计算：
沿线流量只有概念上的意义，在水力计算时应将沿 线流量按适当比例分配到两各节点，成为节点流量。 沿线流量转换成节点流量的原则是管段的水头损失相 同。
沿线流量
节点流量
如何将沿线流量转化成节点流量？
1、比流量法：
Qj
1 2
Qjy
Qjy 与j点两连管段的用水量（ l / s）
②合并：管径较小、相互平行且靠近的管线可考虑 合并。
③省略：管线省略时，首先是略去水力条件影响较 小的管线，也就是省略管网中管径相对较小的管 线，管线省略后的计算结果是偏于安全的。
管段合 并
节 点 合 并
分解
忽
略
管网图形及简化
4.5.3 管段设计流量
沿线流量：是指供给该管段两侧用户所需流 量。
节点流量：是从沿线流量折算得出的并且假 设是在节点集中流出的流量。
一、沿线流量的计算
▪ 工业企业给水管网，大量用水集中在少数车间， 配水情况比较简单。
▪ 城市给水管线，沿管线配水，情况比较复杂。 ▪ 假定用水量均匀分布在全部干管上。 ▪ 比流量：干管线单位长度的流量。
1 比流量计算
（1）按长度
qcb Qz