长距离双管输水连接管分段设计计算
长距离双管输水系统连通管设计思路探讨
GONGCHENGSHE J I㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第３期４３５㊀收稿日期:２０２０Ｇ０３Ｇ１６;修改日期:２０２０Ｇ０４Ｇ２３作者简介:黄志刚(１９８６－),男,河南潢川人,硕士,工程师．长距离双管输水系统连通管设计思路探讨黄志刚,㊀王㊀涛(安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司,安徽合肥㊀２３００８８)摘㊀要:结合巢湖市长江供水工程可研阶段双管输水方案设计,介绍了复杂用水需求工况下水泵选型与连通管设计思路.根据用水需求的不同,管道流速按最小流速０．７m /s 控制,通过开关连通管阀门,灵活采用单管或双管运行,以减小各工况之间水泵扬程差,为方便水泵选型㊁保证各工况下水泵经济运行提供技术支撑.关键词:长距离输水系统;水泵选型;连通管中图分类号:T V ６７２＋．２㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:１６７３Ｇ５７８１(２０２０)０３Ｇ０４３５Ｇ０３１㊀工程概况拟建巢湖市长江供水工程为中型Ⅲ等工程,由长江干流和县段取水,采用长距离管道两级加压输送原水至含山县和巢湖市.规划水平年２０３５年设计引水流量５．８８９m ３/s (１．０６ˑ４８万t /d ),年引水量１．２亿m ３,管线全长约８０．８k m ,主要建筑物有取水泵站㊁加压泵站㊁输水管线及管道附属建筑物等.工程沿线共设置有两个分水口:第一个分水口位于含山县二水厂附近,分水流量１．２２７m ３/s (１．０６ˑ１０万t /d );第二个分水口位于巢湖市二水厂附近,分水流量０．９８１m ３/s (１．０６ˑ８万t/d).工程可行性研究阶段双管输水方案中,取水泵站~含山分水口段选用D N １８００预应力钢筒混凝土管,含山分水口~加压泵站~巢湖二水厂~巢湖市三水厂段选用D N １６００预应力钢筒混凝土管,管道糙率n 取０．０１２５,管顶最小覆土厚度１．５m .规划工程供水工况见表１.表１㊀规划工程供水工况表范围供水工况供水规模/(万t /d)含山巢湖设计流量/(m ３/s)管道直径/m取水泵站㊁加压泵站段１１５２１３１．８４２２０２１８２．４５４３２７７２０３．６８１４３８１０２８４．６６２５４８１０３８５．８８９６０．７ˑ４８７２６．６４．１２２D N １８００D N １６００加压泵站－巢湖三水厂段１１３－１３１．５９５２１８－１８２．２０８３２０－２０２．４５４４２８－２８３．４３５５３８－３８４．６６２６０．７ˑ３８－２６．６３．０７９D N １６００２㊀水泵选型与连通管设计由表１可知,本工程各工况下用水需求存在巨大差异,取水泵站－加压泵站段流量最大差值３．２倍,加压泵站－巢湖三水厂段流量最大差值２．９倍,其中工况５为设计工况,工况１~４为近期用水需求工况,工况６为事故工况(事故水量按设计水量的７０％考虑).以加压泵站为界,前后两段管线布置类同,以取水泵站－加压泵站段为例介绍连通管设计的思路.在不考虑设置连通管时,取水泵站－加压泵站段双管运行各工况扬程计算值见表２,其中事故工况６按不考虑设置连通管一条管道事故计算扬程.５３４GONGCHENGSHE J I４３６㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第３期表２㊀取水泵站－加压泵站段双管运行各工况扬程表范围供水工况流量/(m ３/s)运行方式最小扬程/m最大扬程/m流速/(m /s)取水泵站－加压泵站段１１．８４双管２４．１３３．００．３６~０．４６２２．４５４双管２５．８３４．７０．４８~０．６１３３．６８１双管２９．０３７．９０．７２~０．９１４４．６６２双管３６．０４４．９０．９２~１．１６５５．８８９双管４４．３５３．３１．１６~１．４６６４．１２２双管６７．７７６．６１．６２~２．０５㊀㊀从表２中可知,取水泵站－加压泵站段最小扬程２４．１m ,最大扬程７６．６m .一般通过变速调节(额定转速的０．７~１．２倍)等常规调节措施,水泵扬程可在额定扬程上下调节５０％左右即要求最大扬程与最小扬程３倍差值以内,若各工况都按双管运行,３．１８倍扬程差造成水泵选型极其困难,且极不经济,小流量工况下,因流速低㊁容易造成管道淤积.对此,通过输水系统设置连通管,灵活切换单双管运行方式,在满足不同用水需求工况下,减小系统扬程差,为水泵选型提供有利条件.２．１㊀连通管间距计算原理设两条输水管管径分别为D N １㊁D N ２,总设计流量为Q (m ３/s ),D N １及D N ２的比阻系数分别为A １㊁A ２,得方程组:A １Q ２１＝A ２Q ２２Q ２＝Q －Q １㊀㊀联立求解方程组可得:Q １＝A ２QA １＋A ２k ＝A ２A １＋A ２则:Q １＝k QQ ２＝Q －Q １＝(１－k )Q㊀㊀当输水干管设计流量为Q (m ３/s ),事故水量为αQ (m ３/s ),输水干管总长度为L (m ),连通管间距S (m ).假定泵房出水压力为一定值,当D N ２某段发生事故时,其管道的水头损失维持不变,输水干管D N １的沿程水头损失:A １(αk Q )２(L －S )＋A １(A Q ０)２S ＝A １(k Q )２L S ＝L k ２(１－α２)α２(１－k ２)式中:α为事故水量和设计水量的比值.根据«室外给水设计标准»(G B５００１３－２０１８)的规定,α取７０％.当D N １＝D N ２时,S ＝S １L １４７ʈL /３.上述联通管间距计算中,假定取水泵房出水压力为定值,实际情况是,当水泵的流量降低到７０％时,水泵的扬程将会增大,即可利用的水头会增大,理论上连通管的间距可以适当加大.工程实际应用中一般偏安全考虑,简化计算,不考虑水泵流量降低扬程升高的有利因素.２．２㊀连通管设计巢湖市长江供水工程各段双管均同管径,根据前述连通管间距计算方法,取水泵站－加压泵站段㊁加压泵站段－巢湖三水厂段各设置２处连通管,可行性研究阶段将各段平均分为３段.连通管管径确定的原则:在不影响管道正常输水的前提下,当两条输水干管的管径相同时,连通管和连通管阀门宜选择比输水干管小一号的管径;当两条输水干管的管径不相同时,连通管及连通管阀门应采用较小输水的管径,以减少阀门的投资.因此巢湖供水工程双管输水方案中,取水泵站－加压泵站段连通管管径选用D N１６００(图１),加压泵站－巢湖三水厂段连通管管径选用D N１４００.按流速不下于０．７m /s 原则控制管道运行方式,计算取水泵站－加压泵站段各工况下水泵扬程;其中事故工况分别按一处管段事故㊁两处管段事故以及三处管道事故计算扬程,计算结果见表３.图１㊀取水泵站－加压泵站段连通管布置简图表３㊀设置２处连通管各工况扬程表范围供水工况流量/(m ３/s)运行方式最小扬程/m最大扬程/m流速/(m /s)取水泵站－加压泵站段１１．８４单管３０．７３９．６０．７２~０．９２２２．４５４单管３７．５４６．４０．９６~１．２２３３．６８１双管２９．０３７．９０．７２~０．９２４４．６６２双管３６．０４４．９０．９２~１．１６５５．８８９双管４４．３５３．３１．１６~１．４６６－１４．１２２１＃段事故４７．６５６．５０．８１~１．６２６－２２＃段事故５０．５５９．４０．８１~１．６２６－３３＃段事故４１．５５０．４０．８１~２．０５６－４１＃㊁２＃段事故６４．６７３．６０．８１~１．６２６－５１＃㊁３＃段事故５５．７６４．６０．８１~２．０５６－６２＃㊁３＃段事故５８．６６７．５０．８１~２．０５６－７１＃㊁２＃㊁３＃段事故６７．７７６．６１．６２~２．０５６３４GONGCHENGSHE J I㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第３期４３７㊀㊀㊀从表３中可知,通过开关连通阀门,出现小流量工况１㊁２时,单管运行,输水系统最大扬程和最小扬程差值由３．１８倍减小到２．５０倍,在发生１处管段事故时,最大扬程较设计供水工况提高１１．４％,发生２处管段事故时,最大扬程较设计供水工况提高３８．１％,发生３处管段事故时,最大扬程较设计供水工况提高４３．７％,设计中可通过变速等调节措施解决水泵选型问题.前期方案设计中,连通管按管线长度分三段平均设置,后期深化设计时,可在扬程控制段适当增加连通管进一步降低扬程差,为水泵选型创造更加有利条件.３㊀结束语巢湖市长江供水工程近期与远期用水需求差异巨大,且沿线设有多个分水口,为方便水泵选型,保证各工况下水泵经济运行提供技术支撑,设计利用设置的连通管,按照用水需求㊁灵活采用单管或双管运行,控制允许最小流速０．７m /s,且发生极端事故工况,利用设置的连通管,系统仍能满足事故用水需求,满足管道输水工程的供水保证率要求.本工程水泵选型及连通管设计思路可为同类工程提供参考.参考文献[１]㊀刘子慧．长距离输水工程[M ]．武汉:长江出版社,２０１０．[２]㊀李炜,徐孝平．水力学[M ]．武汉:武汉水利电力大学出版社,２０００．[３]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部．室外给水设计标准:G B ５００１３－２０１８[S ]．北京:中国计划出版社,２０１８．[４]㊀储训,陈履．大型泵站建设和更新改造对策[M ]．南京:河海大学出版社,２０００．[５]㊀储训．大型水泵变速调节运行方案[J ]．水泵技术,２００１(１):２９－３２．[６]㊀安徽省水利水电勘测设计院．巢湖市长江供水工程可行性研究报告[R ]．合肥,２０１８．(上接第４３４页)６．２㊀地基应力验算p ＝NA(３)式中:N 为作用于基础底面的轴向合力,k N ;A 为基础底面面积,m２,见表２.表２㊀基础底面面积项目基础底面面积/m２０＃１＃－１１＃－２２＃－１２＃－２３＃４＃面积２３．１１５１５１５１５１８．０－㊀㊀根据式(３),各墩台的基底应力结果见表３.表３㊀基底应力项目地基应力/k P a ０＃１＃－１１＃－２２＃－１２＃－２３＃４＃应力４６．８１１９．３１３．０５．９１１４．９８３．４－７㊀计算结论通过对钢桥桥墩㊁基础等验算,得到以下计算结论:(１)在便桥使用过程中,应经常性地检查贝雷梁使用状态,确保安全通行;(２)钢管墩强度和稳定性均能满足要求.８㊀结束语本文通过以卵石层作为钢便桥持力层基础,验算了地基承载力及地应力,分析了基础设计与构造.同时,以钢管桩作为下部构造,详细分析了单桩稳定性㊁流水压力强度㊁漂浮物撞击强度㊁抗风强度及组合效应,为类似工程施工提供借鉴.参考文献[１]㊀叶见曙．结构设计原理[M ]．北京:人民交通出版社,２０１４．[２]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部．钢结构设计标准:G B５００１７－２０１７[S ]．北京:中国建筑工业出版社,２０１８．[３]㊀满洪高,李君君,赵方刚．桥梁施工临时结构工程技术[M ]．北京:人民交通出版社,２０１３．７３４。
长距离输水管道工程设计问题探讨
建材发展导向2018年第03期126长距离输水管道被广泛用于用水系统改造中。
为减少输水线路中的水力损耗，避免原水的二次污染，大口径输水管道或暗渠输水是引水工程中采用的主要措施。
目前大型现浇混凝土暗渠施工难度较大，渠道的沉降缝处理也较困难，因地基不均匀沉降引起的止水带漏水，在工程建成后维修麻烦，而且渠道的施工周期较长，投资高，因此，可优先考虑采用管道输水。
1 长距离输水管道常遇到的问题一是输水距离过长，尤其输送的原水常常造成管内堵塞现象；二是长距离输水一般考虑双管敷设，但有些未考虑联通管，导致单管发生事故，则整条管路无法使用；三是未进行水锤影响分析，导致管道经常爆管；四是管道防腐未做好，经常容易腐蚀；五是管道排气设置不合理，导致产生气阻；六是减压措施不合理导致爆管。
2 管径确定长距离输水管道由于管道较长，管径对管道工程投资的影响很大，因此，选择合理的管径，是长距离输水管道工程设计中一项十分重要的工作。
管径增大的优点是管路阻力减小，可降低电耗量与年运行费用，而管径减小，虽然管道的一次性投资降低，但管路阻力增大，年耗电量和年运行费用增加。
现以实例设计如下：该地拟建新水厂分三期建设，一期规模10万m 3/d，二期规模20万m 3/d，三期规模30万m 3/d。
根据供水规模测算，可供选择的管径有DN1400、DN1600和DN1800，分别计算管道流速和水头损失如下。
（考虑管线输送距离较长，自用水系数+漏失率之和取为1.15）。
考虑到工程一次建设可以兼顾水厂一、二、三期的运行要求，DN1400管道在水厂达到三期规模时，管道总水头损失过大，取水泵扬程过高，DN1800管道在水厂一期水量较低时，管道内水流流速过低，容易沉积泥沙，因此采用DN1600的管径是较为合理的。
3 输水管材3.1 管材的要求根据工程任务，输水管道材质需满足如下要求：（1）较高的密封性能，本工程输水管采用压力输水，因此输水管道需要良好的密封性能。
长距离供水工程供水管道【经济管径】计算最佳公式
管道年值（A）=现值投资（工程投资）*现金回收系数+年动力费用+年折旧费用+年维修费用对管道年值求导后，取导数=0求出管径公式为：
管道是否需要清淤措施：
（二）现值法经济管径：
公式为：
；
管道引水流量；单位：—；
～取项目资金回报率，一般—；
管道长度，单位：—年；
年，一般取管道运行年限，单位：—；
例为，一般不考虑残值，比的比例，按平均年限法年折旧费占总投资费用—；
按市场调查分析建立））的系数和指数（单位长度管线造价公式—、；～比例，一般取：年维护费用占总投资的—；
：管道糙率系数，一般取—s /m %106i m 30201/N :(b %2%1Wh 01.03ij ij ij q l N ZJ bD a n -+=αα
旧费用+年维修费用计算：D ij hij=106.916m
需要清淤措施：
否！。
长距离输水管道水力计算公式的初探
长距离输水管道水力计算公式的初探在输水工程施工过程中，水流从管道经过时造成的水力损失是一个需要重点解决的问题，使用公式的合理性直接影响到设计方案的合理性及经济性，同时对水锤防护和泵型选择具有重要意义，基于此本文对长距离输水管道水力计算公式的选用进行探讨。
标签：长距离输水管道水力计算公式1长距离输水管道水力计算的公式长距离输水管道一般根据均匀流进行水力计算，当前主要使用的公式有：（1）谢才公式：V=C■（2）达西公式：hf=λ■■（3）海澄威廉公式：hf=■在公式中，沿程损失为hf，单位为m，管道长度为l，单位为m，沿程阻力系数为λ，管道计算内径为d，单位为m，重力加速度为g，单位为m/s2，谢才系数为C，水力坡降为i，水力半径为R，管道流量为Q，m3/s，流速为v，m/s。
海澄威廉系数为Ch。
在以上三个公式中，对于明渠水力和管道使用谢才公式和达西公式比较适用，由于海澄威廉公式对参数造成比较少，在计算管网系统时使用的比较多。
2选择的管道材料对计算公式造成的影响由于管道材质不同和工艺不同，管道表面的粗糙程度差异性较大。
长距离输水过程中，管道越粗糙，管道输送时产生的能耗就越大。
工程设计过程对于直径相同但是粗糙程度不同的管道，相同流速下管道中的水处于的紊流状态是不同的，当水流状态超过了使用的水力计算公式的适用范围，就会提高计算误差，而这一误差的出现会导致无法预计的后果出现。
大多数的管材使用达西公式进行计算，只有混凝土管道建议使用谢才公式。
新版《室外给水设计规范》中，将舍维列夫公式的有关条文取消，只是笼统的对达西公式进行使用，没有明确指出计算λ值时需要使用的经验公式，考虑到舍维列夫公式是在就铸铁管和旧钢管的基础上建立起来的，当前使用的铸铁材料或钢质管道通常会对管道的内壁进行防腐处理，经过处理后的钢管内壁比较光滑，摩擦力很小，如果仍然使用维列夫公式进行计算就会出现比较大的误差，所以对这些管道进行计算时，使用舍维列夫公式并不合适。
长距离管道输水工程设计
浅谈长距离管道输水工程设计摘要：长距离输水管道目前已在城市供水，农灌泵站等领域中广泛采用，而输水管道设计合理与否，将对工程投资、施工、运行管理等方面产生很大影响。
本文对长距离管道输水工程中管材的选择、输水管道的数量、通气及输水管道的粗糙系数n值选取等技术问题，进行了探讨。
关键词：长距离管道输水；管材管道；选择1长距离输水管道管材的选择合理选择管材对长距离输水工程十分重要。
不仅是输水管道安全运行的关键，而且还决定工程造价的高低。
管材选择应根据管径、内压、外部荷载，管道敷设区的地形、地质、管材的供应，按照施工方便、运行安全、经济合理的原则确定。
在城市长距离输水工程中，管道直径大都在1m以上，管道输水工程常用的管材有球墨铸铁管、钢管、预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢复合管道。
1.1大口径球墨铸铁管大口径球墨铸铁管用于国内输水工程已有10a时间，在生产、使用过程中已经积累了一定经验。
球墨铸铁管的特点是强度高韧性大、耐腐蚀能力强，并且接口采用“t”型接头，施工安装方便，有很强的适应地基变形和抗震能力，但价格较贵。
1.2钢管钢管应用历史悠久，范围广，是一种常用的安全管材。
优点是适应性强，加工灵活方便，可承受较高的内压。
缺点是不宜承受较大的外荷载，一般超过4m时，就要考虑加固处理。
另外，钢管防腐麻烦，总造价高，一旦防腐处理不当，将直接影响其使用寿命和输水能力。
钢管还应根据工程的具体情况考虑伸缩节等措施，以保证输水安全。
1.3预应力钢筋混凝土管预应力钢筋混凝土管在我国应用较为广泛。
一度成为长距离输水工程的主要管材。
其特点是工程总造价低，抗震性能及水力条件好，不需做防腐处理，是一种适合长距离重力流输水的经济管材。
其缺点是笨重、运输及施工不方便。
由于工艺原因存在空鼓或出现承口圆形不规则等，易引起渗漏。
1.4预应力钢筒混凝土管预应力钢筒混凝土管不仅具备预应力钢筋混凝土管及钢管的双重优点，而且弥补了各自的不足之处。
浅议长距离输水管道水力计算公式的选用
浅议长距离输水管道水力计算公式的选用摘要：结合通常情况下长距离输水管道内水流型态，对《室外给水设计规范》修订制定的3种不同类型水力计算公式的适用范围进行分析，认为魏斯巴赫-达西公式具有更广泛的适用性。
求解魏斯巴赫-达西公式中沿程水头损失系数，可通过查穆迪图或求解柯列布鲁克-怀特方程等方式。
针对柯列布鲁克-怀特公式求解时运算复杂的问题，本文提出了利用Excel“单变量求解”功能计算的简便易行方法。
关键词：长距离输水管道工程水力计算沿程水头损失系数Excel单变量求解Pick to: combined with usually long water pipe flow patterns in the water supply outdoor design code for revision of the three types of hydraulic calculation formula applied range analysis, think Wesley Bach-darcy formula has a wider range of application. Solving Wesley Bach-in the formula of darcy along the riser head loss coefficient, but through the check moody’s figure or solving ko column brooke white way equation and so on. In ko column brooke white formula to solve complex problems in operation, this paper puts forwa rd the use of Excel “single variable solving” function of calculation method and simple.Keywords: long water pipe engineering hydraulic calculation frictional head loss coefficient Excel single variable solution中图分类号：C64文献标识码：A 文章编号：近年来,随着我国城市化快速推进，城市规模扩张和居民生活水平提高，城市综合用水量急剧增加，供水与需水矛盾日益突出。
长距离输水管道水力计算公式的选用
给水排水Ｖ０１．３２ Ｎｏ．１０ ２００６ ３３
式适用范围为光滑区至部分粗糙过渡区，对应雷诺 数Ｒｅ范围介于１０４～２×１０６。 ４管材对选择计算公式的影响
关键词 长距离输水管道水力计算公式适用范围 管道特性条件
Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｐｉｐｅｌｉｎｅ
Ｗａｎｇ Ｘｕｅ—ｙｕａｎ，Ｈ ｕａｎｇ Ｓｈｅｎ—ｙｏｎｇ，Ｆｕ Ｚｈｏｎｇ—ｚｈｉ
（Ｓｏｕｔｈ－Ｗｅｓｔ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ［ｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１ ００８１，Ｃｈｉｎａ）
通过对各相关规范所推荐计算公式的比较，除 混凝土管道仍然推荐采用谓ｔ才公式外，其他管材大 多推荐采用达西公式。
在新版《室外给水设计规范》中取消舍维列夫公 式相关的条文，笼统采用达西公式，但并未明确要求 计算Ａ值采用的经验公式。由于舍维列夫公式是建 立在对旧钢管及旧铸铁管研究的基础上，然而现在 一般采用的钢或铸铁材质管道，内壁通常需进行防 腐内衬，经过涂装的管道内壁表面均比旧钢管、旧铸 铁管内壁光滑得多，也就是说△值小得多，采用舍 维列夫公式显然也就会产生较大的计算误差，因此 舍维列夫公式并不适用于对这些管道的计算，该公 式的适应范围相应较窄。经过内衬的金属管道采用 柯列勃洛克公式或谢才公式计算更为合理。
３２给水排水Ｖ０１．３２ Ｎｏ．１０ ２００６
输水管道结构计算
M= σθ= 当土的综合变形模量Ed= 当管顶覆土深度为
5448081.05 N.mm
206.97 ＜215
N/mm2
强度满足要 求
3.00
6.00
当土的综合变形模量Ed= 当管顶覆土深度为
3.50 6.40
当土的综合变形模量Ed= 当管顶覆土深度为
4.00 6.70
当土的综合变形模量Ed= 当管顶覆土深度为
5.02 KN/m 5024.00 N/m
土的综合变形模量Ed= 管材弹性模量Ep= M=
5.00 N/mm2 206000.00 N/mm2 φ(γG1 kgm G1k＋γG,sv kvm Fsv，k＋γGw kwm Gwk）r0 b0 ÷（1＋（0.732 Ed÷Ep）（r0÷t0）3) 9196876.87 0.000018 38728.83
管道结构计算
根据岩土工程勘察报告(达州市建筑设计研究院)，管道支墩、管道基础、流量计 (阀门)井可以采用粉质粘土、卵石、强风化泥岩或强风化砂岩作为持力层，其 承载力特征值fak≥120kPa。管道跨越州河、明月江及架空段采用钢管，其余埋地 管道采用球墨铸铁管，承插式柔性接口，橡胶圈止水。架空管道支墩间距参照 国标图集《自承式平直形架空钢管》05S506-1选用，管道支墩间距≤20.00m，管 道强度计算、稳定性、刚度验算详国标《自承式平直形架空钢管》05S506-1 图集。
3.85 KN/m 2.42 KN/m 4.00 KN/m 1.67 ＞ 0.30 m
（浮容重） 1.10
二、架空钢管道支墩结构计算 1、设计参数 浮力标准值Ffw,k= 结构自重标准值G1k= 单位长度浮力标准值Ffw,k= 管内水重标准值Gwk=
5.38 KN/m 2.81 KN/m 2.57 KN/m 5.03 KN/m
长输管道课程设计计算说明书
长输管道课程设计计算说明书一．基础参数的确定方法1、换算设计输量：一年工作天数按350天计算，换算成SI 单位2、计算平均油温：试取原油允许的最高加热温度为出站温度，进站温度比凝点高3℃，求平均温度进出T T T j ⨯+⨯=3231p 3、求计算温度下油品密度根据公式温度系数 ：20001315.0-825.1ρξ= 平均温度下的油品密度：)20(20pj --=pj t ξρρ 4、求设计输下的体积流量 ：ρGQ =5、确定粘温关系曲线。
根据如下表格，利用EXCEL ，拟合曲线如下图6、确定计算温度下油品的动力粘度：5.1t 6.2462-⨯=）（μ，mPa.s 运动粘度：ρμυ=，m 2/s 7、试算：取系列管外径：含蜡原油取1.5~2m/s 的经济流速 利用VQπ4d =，选择管径。
分别以1.5m/s ，1.75m/s ，2m/s 。
计算管径，然后系列化，依据《输油管道设计与管理》课本附录，选择3个较接近的管径。
取API 标准管D1=864mm D2=813mm D3=762mm 8、确定壁厚,选择管径：根据《输油管道工程设计规范》，输油管道直管段钢管管壁厚按下式计算：=2PDK σϕδ管道系统设计压力为8MPa 时，管道选用X70、API 标准钢管，屈服强度483MPa ，K ——强度设计系数，此处取K =0.72；ϕ——焊缝系数，此处取ϕ=1.0；确定3种管径，以备比选。
9、判断流态雷诺数的计算公式如下：4=QRe dvπ 根据规范DN>450mm 的管道e 取0.1mm 。
管壁相对当量粗糙度为：==d e 2ε0.0002376，查得公式：8759.5Re ε1= 经计算油流处于水力光滑区：可以确定m = 0.25，β=0.0246。
10、总传热系数K ：对于不保温的埋地管道，当管内油流为紊流时，总传热系数K 近似等于管外径对土壤的放热系数。
由于(h t /D w )>2,则由公式wtw tD h D 4ln22λα=得到K=2α。
长距离输水管道的设计.
钢管
球墨铸 铁管
预应力钢 工程造价最低，施工方法成熟，材料 管体笨重，施工周期长；同时强度、 筋砼管 来源广泛；且抗渗性、抗腐蚀性较好。 刚度、抗震性、耐久性等方面都不 及上述管材。 预应力钢 有较强的抗渗性能；安装误差小，有 可抵抗较大的管内水压力，在地下 筒砼管 较好的密封性能 埋藏深度较深，维修不便； 玻璃钢 管 强度高、质量轻、耐腐蚀；内壁光滑， 刚度较低，易破损，必要时需铺设 摩擦阻力小，能耗低；安装方便。 砂垫层；常采用树脂对破损处进行 6 修补，不易回收，对环境危害较大。
9
穿越障碍物
•
管道穿 越河流
管道在穿越河道时多采用沉管旌工方式， 待管道沉到设计高程后，局部进行抛石固定， 然后沉管段沟槽内需回填碎石至现况河底， 两侧河岸管道视水位及设计高程关系，确定 是否需要采用围堰施工
管道穿 • 管道穿越主要道路时一般采用顶管施工方式， 一般道路采用开槽施工 越道路
1 0
谢 谢!
1
输水管道系统设计 输水方式选择
管线选择
管道材料的选择
水锤的防护技术与安全措施
管道基础处理及沟槽支护
穿越障碍物
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输水管道系统设计
区域供水是一个系统工程，在满足主要供水目 标100%供水量的同时，需要对途经的水源匮乏地区 进行给水分流，确保供水效率的最大化。现代长距 离输水管道多采用双管供水，在其中一条管道出现 故障时，另一条管道作为备用，以满足70%以上供水 量的要求。
3
输水方式选择
在地势条件允许的情况下， 应充分利用自然水头，尽 可能采用能耗更低、更经 济的重力流输水模式
对于不得不采取压力流的 情况，应进行管道水锤防 护设计，确保管道不会因 内部压力骤变而损坏。
长距输水管道水力计算公式
长距离输水管道水力计算公式的选用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：gd vl h f 22**=λ（1）谢才（chezy ）公式：i R C v **= （2）海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式：87.4852.1852.167.10dC lQ h hf ***=（3）式中h f ------------沿程损失，m λ―――沿程阻力系数 l ――管段长度，m d-----管道计算内径，m g----重力加速度，m/s 2 C----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――威廉系数其中大西公式，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． 公式的适用范围： 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.该公式在国内运用教广. 柯列勃洛可公式)Re51.27.3lg(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.大量的试验结果表明柯列勃洛克公式与实际商用圆管的阻力试验结果吻合良好,不仅包含了光滑管区和完全粗糙管区,而且覆盖了整个过渡粗糙区,该公式在国外得到及为广泛的应用.布拉修斯公式25.0Re316.0=λ是1912年布拉修斯总结光滑管的试验资料提出的,适用条件为4000<Re<105,一般用于紊流光滑管区的计算. 3.2 谢才公式该式于1775年由CHEZY 提出,实际是达西公式的一个变形,式中谢才系数C 一般由经验公式yeR n C *=1计算得出,其中61=y 时称为曼宁公式,y 值采用)1.0(75.013.05.2---=n R n y (n 为粗糙系数)公式计算时称为巴浦洛夫斯基,这两个公式应用范围均较广.就谢才公式本身而言,它适用于有压或无压均匀流动的各阻力区,但由于计算谢才系数C 的经验公式只包括反映管壁粗糙状况的粗糙系数n 和水力半径R,而没有包括流速及运动年度,也就是与雷诺数Re 无关,因此该式一般仅适用于粗糙区.曼宁公式的适用条件为n<0.02,R<0.5m;巴浦洛夫斯基公式的适用条件为0.1m ≤R ≤3m;0.011≤n ≤0.04.3.3 海澄-威廉公式是在直径≤3.66m 工业管道的大量测试数据基础上建立的著名经验公式,适用于常温的清水输送管道,式中海澄-威廉系数Ch 与不同管材的管壁表面粗糙程度有关.因为该式参数取值简单,易用,也是得到广泛应用的公式之一.此公式适用范围为光滑区至部分粗糙度区,对应雷诺数Re 范围介于104-2*106.通过对各相关规范所推荐计算公式的比较,除混凝土管仍然推荐采用谢才公式外,其它管材大多推荐采用达西公式. 在新版《室外给水设计规范》中取消舍维列夫公式的相关条文,笼统采用达西公式,但未明确要求计算λ值采用的经验公式.由于舍维列夫公式是建立在对旧钢管及旧铸铁管研究的基础上,然而现在一般采用的钢或铸铁材质管道,内壁通常需进行防腐内衬,经过涂装的管道内壁表面均比旧钢管,旧铸铁管内壁光滑得多,也就是Δ值小得多,采用舍维列夫公式显然也就会产生较大得计算误差,该公式得适用范围相应较窄.经过内衬得金属管道采用柯列勃洛克公式或谢才公式计算更为合理.PVC-U,PE 等塑料管道,或者内衬塑料得金属管道,因为其内壁Δ值很低,一般处于0.0015-0.015,管道流态大多位于紊流光滑区,采用适用光滑区得布拉修斯公式以及柯列勃洛克公式一般均能够得到与实际接近得计算结果.因此, 《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得且与《室外给水设计规范》并不矛盾.海澄-威廉公式可以适用于各种不同材质管道得水力计算,其中海澄-威廉系数Ch 得取值应根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道,其海澄-威廉系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据,合理取用.因此,无论采用达西公式,谢才公式或者海澄-威廉公式计算,不同管材得差异均表现在 管内壁表面当量粗糙程度得不同上,各公式中与粗糙度相关系数得取值是影响计算结果得重要因素.值得一提得是,同种材质管道由于采用不同得加工工艺,其内表面得粗糙度也可能有所差异,这一因素在设计过程种也应重视(常用管材得粗糙度系数参考值见表2) 表2 常见管材粗糙度相关系数参考值根据雷诺数计算公式vVdRe ,雷诺数与流速v,管径d 成正比,与运动粘度成反比,因此对应管道得不同设计条件应对所使用计算公式得适用范围进行复核.保证计算得准确性.大多说供水工程得设计按照水温10℃,运动粘度1.3*10-5 m 2/s 得条件考虑,因此雷诺数实际受流速及管道口径得影响.以塑料管道为例,在正常设计流速范围条件下,管道内径大于100mm 时,虽然管道仍然处于紊流光滑区,但其雷诺数Re>105,也就是说已经超出了布拉修斯公式得适用范围,而且误差大小与雷诺数成正比.对PVC-U 管,采用布拉修斯公式与柯列勃洛克公式对比计算,当管内径为500mm ,流速1.5 m/s 时,采用布拉修斯公式得出得水力坡降比柯列波列克得结果低11%以上.采用《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》推荐得修正公式与柯式对比计算,修正公式计算结果,小口径管偏安全,中等口径与柯式符合较好,大口径管得负误差达5%以上.因此笔者认为,大口径塑料管或采用塑料内衬管不宜采用布拉修斯公式计算,而更宜于采用如柯列波洛克公式等适用条件更宽得其它经验公式,或应通过试验等对其进行修正.与上述情况类似,采用谢才公式计算时,如果管道内径大于2m 时则不采用曼宁公式计算谢才系数.如果采用巴甫洛夫斯基公式,其适用管径可以达到12m,对一般输水工程管道已完全足够了.海澄-威廉公式的数据基础是WILLIAMS 和HAZEN 在大量工业管道现场或试验测量或得的.该公式因为简单易用,被广泛运用在管网水力计算中,国内外不少管道水力计算软件均采用该公式编制.由此可见,对于口径大于2m 得管道应尽量避免采用海澄-威廉公式计算以策安全.5． 值得提出得是, 上述所有水力计算公式中采用得管径均为计算内径, 各种管道均应采用管道净内空直径计算, 对于采用水泥砂浆内衬得金属管道应考虑内衬层厚度得影响. 大口径管道计算应尽量避免采用海澄-威廉公式,建议采用柯列勃洛克公式计算,大量试验结果证明该公式计算结果与实际工业管道符合性好,水力条件适用范围广,虽然运用该式需要进行多次迭代计算才能得到λ值,较为麻烦,不过运用计算机简单编程既能方便地得到较为准确地结果,手工计算时也可以通过查表或者查询蓦迪图辅助计算.。
长距离供水工程输水管道水力学计算
长距离供水工程输水管道水力学计算长距离供水工程输水管道水力学计算一、工程概况该供水工程位于新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌县境内，水源地位于米兰河以西，利用一字形分布在水源地内的取水井，通过水源地管道送到高位首部水池，然后经主管道途径戈壁滩、盐湖到达尾部蓄水池，其中供水主管道全长239.704Km，引水流量0.58m3/s，即50112m3/日。
其中DN1000位于桩号0+000～138+858长度为138.858Km采用玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管，DN900位于桩号138+858～239+704，长度为100.846Km采用螺旋焊缝钢管。
输水管道工程所在起点地面高程为948.000m，终点地面高程为788.049m，总的地形高度差为160.251m，沿线地形总体上自首端坡向末端，通过管道的沿程、局部水头损失和管线压力线计算，输水管道具备有压重力输水的条件，全管道采用重力输水方式。
输水管道的设计压力为管道静水压力加水击压力。
其中静水压力为管道起末端的水力高差，水击压力按照0.2MPa控制。
通过综合考虑管道的最大设计压力为1.9MPa。
二、水力学计算本管道工程水力学计算内容包括：管道过流能力、水头损失、管道压力线和水锤影响分析。
2.1过流能力和水头损失计算。
由于本管道工程确定的方案为DN1000+DN900不同管径组合的方案，而且日输水量为50112m3，因此这一部分水力学计算的目的是在管道的平面布置和纵向坡度基本确定的情况下，为满足每日的最小输水量，最终选定输水管道的长度。
总的计算思路是在已知管道各种条件下，通过初步假定两种不同材料、不同管径的管道长度，计算两种管道的各自的雷诺数Re，选择相应的不同流态和流区的沿程阻力系数λ计算公式，然后根据计算得到的沿程阻力系数λ计算在设计流量条件下的管道的沿程水头损失∑hf ，同时计算管道的局部水头损失∑hj 。
如果总水头损失∑(hf+ hj)小于总水头H，然后采用串联压力管的流量公式复核流量，直到复核流量和设计流量非常的接近，最终确定DN1000和DN900的管道具体长度，以及相应的水头损失。
长距离输水管道工程经济管径的确定
长距离输水管道工程经济管径的确定长距离输水管道工程经济管径的确定□邱丁初摘要：探讨不同阶段管径的确定方法实例，比较不同管径的确定方法，得出采用动态法确定经济管径的一致性结论，对长距离加压输水管道工程设计具有一定的参考价值。
关键词：输水管道工程；设计；经济管径在输水管道工程尤其是长距离输水管道工程建设中，管材投资占工程总投资的比重较大，输水管材选定后，管径大小的选择直接影响工程投资和年运行费用，确定经济合理的管径方案，对节省工程投资、方便运行管理意义重大。
1.管径与工程费用的关系当输水管道工程设计流量确定后，管径大小的选择主要与流速有关，管径大小与流速的平方根成反比。
设计流速越小，所需管径越大，管道工程投资相应增加，但由于流速减小，输水过程中的水头损失减少，泵站扬程可以降低，输水电费降低，减少了运行管理费用。
反之，设计流速增加，所需管径越小，管道工程投资减少，但流速增加，输水过程中的水头损失增加，泵站扬程增加，输水电费增加，运行管理费用亦随之增加。
管道工程投资随着管径增加而增加，运行费用随着管径减小而增加，工程设计中，一般通过对一系列管径进行分析，将满足管材规格要求、工程投资年折算费用与年运行费用（年费用）之和最小的一组管径作为经济管径。
管径与工程费用的关系见图1。
2.经济管径的确定方法图1 管径与工程费用关系示意图2.1 静态法输水工程管径大小的确定主要与流速有关，若根据工程经验首先确定经济流速，即可求出经济管径，公式为：式中：D—经济管径（m）；q—设计流量(m3/s)；v—流速(m/s)。
该方法一般在项目初期初拟管道管径时采用，由于经济流速选择带有一定的主观性，设计人员往往考虑采用流速范围偏小值，并选用计算管径向上侧规格管径，便于初期控制工程投资，同时从公式参数可以看出，静态法用单一流速进行控制，不能综合考虑具体工程项目在管材价格、施工条件、征地拆迁、水头损失、电费单价等方面因素对管径确定的影响。
长距离双管输水连接管分段设计计算
长距离双管输水管道连接管分段计算论述摘要：分别对在重力及水泵供水时的压力输水管，两条平行敷设的长距离输水干管的流量分配、连通管间距的计算进行了研究,可供长距离输水干管设计者参考。
关键词：水头损失,流量,比阻系数,连通管间距近几年来，随着我国经济的发展，城市生活及工业用水日益加剧，但我国水资源相对比较紧张，有时需要从很远的地方寻找水源，因此长距离输水工程也逐渐增多。
尤其在工业供水中，为了提高供水保证率，需要双管输水，下面就几种不同情况下，长距离双管输水连接管分段设计计算闸述几点看法。
1、重力供水时的压力输水管水源在高地时（例如取用水塔、高位水池时）若水源水位和用水户构筑物水位的高差足够，可利用水源水位向用水户重力输水。
设计时，设水源水位标高为Z ，输水管输水至用水户构筑物，其水位为Z 0，这时水位差H=Z －Z 0，该水头用以克服输水管的水头损失。
假定输水量为Q ，平行的输水管线为n 条，则每条管线的流量为nQ，设平行管线的直径和长度相同，则该系统的水头损失为：h=s 2⎪⎭⎫⎝⎛n Q =22Q n s （1）式中 S —每条管线的摩阻当一条管线损坏时，该系统中其余n －1条管线的水头损失为：h a =s 21⎪⎭⎫ ⎝⎛-n Q a =22)1(a Q n s - （2） 式中 Q a —管线损坏时须保证的流量或允许的事故流量。
因为重力输水系统的位置水头已定，正常时和事故时的水头损失都应等于位置水头，即h=h a =Z －Z 0，由式（1）、（2）得事故时流量为：Q a ==⎪⎭⎫ ⎝⎛-Q n n 1aQ平行管线数为n=2时，则a==-2120.5，这样事故流量只有正常流量时供水量的一半。
如只有一条输水管，则Q a =0,即事故时流量为零，不能保证不间断供水。
实际上，为提高供水的可靠性，常采用简单而造价增加不多的方法，即在平行管线之间用连接管相接。
当管线某段损坏时，无需整条管线全部停止工作，而只需用阀门关闭损坏的一段进行检修，采用这种措施可以提高事故时的流量。
长距离输水水力计算
长距离输水管道水力计算公式的选用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：gd 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：87.4852.1852.167.10dC lQ h h f ***= （3） 式中h f ------------沿程损失，mλ―――沿程阻力系数 l ――管段长度，m d-----管道计算内径，m g----重力加速度，m/s 2 C----谢才系数 i----水力坡降；R ―――水力半径，mQ ―――管道流量m/s 2 v----流速 m/sC n ----海澄――威廉系数其中大西公式，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4． 公式的适用范围： 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.该公式在国内运用教广. 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.大量的试验结果表明柯列勃洛克公式与实际商用圆管的阻力试验结果吻合良好,不仅包含了光滑管区和完全粗糙管区,而且覆盖了整个过渡粗糙区,该公式在国外得到及为广泛的应用.布拉修斯公式25.0Re 316.0=λ是1912年布拉修斯总结光滑管的试验资料提出的,适用条件为4000<Re<105,一般用于紊流光滑管区的计算. 3.2 谢才公式该式于1775年由CHEZY 提出,实际是达西公式的一个变形,式中谢才系数C 一般由经验公式y e R n C *=1计算得出,其中61=y 时称为曼宁公式,y 值采用)1.0(75.013.05.2---=n R n y (n 为粗糙系数)公式计算时称为巴浦洛夫斯基,这两个公式应用范围均较广.就谢才公式本身而言,它适用于有压或无压均匀流动的各阻力区,但由于计算谢才系数C 的经验公式只包括反映管壁粗糙状况的粗糙系数n 和水力半径R,而没有包括流速及运动年度,也就是与雷诺数Re 无关,因此该式一般仅适用于粗糙区.曼宁公式的适用条件为n<0.02,R<0.5m;巴浦洛夫斯基公式的适用条件为0.1m ≤R ≤3m;0.011≤n ≤0.04.3.3 海澄-威廉公式是在直径≤3.66m 工业管道的大量测试数据基础上建立的著名经验公式,适用于常温的清水输送管道,式中海澄-威廉系数Ch 与不同管材的管壁表面粗糙程度有关.因为该式参数取值简单,易用,也是得到广泛应用的公式之一.此公式适用范围为光滑区至部分粗糙度区,对应雷诺数Re 范围介于104-2*106.通过对各相关规范所推荐计算公式的比较,除混凝土管仍然推荐采用谢才公式外,其它管材大多推荐采用达西公式.在新版《室外给水设计规范》中取消舍维列夫公式的相关条文,笼统采用达西公式,但未明确要求计算λ值采用的经验公式.由于舍维列夫公式是建立在对旧钢管及旧铸铁管研究的基础上,然而现在一般采用的钢或铸铁材质管道,内壁通常需进行防腐内衬,经过涂装的管道内壁表面均比旧钢管,旧铸铁管内壁光滑得多,也就是Δ值小得多,采用舍维列夫公式显然也就会产生较大得计算误差,该公式得适用范围相应较窄.经过内衬得金属管道采用柯列勃洛克公式或谢才公式计算更为合理.PVC-U,PE 等塑料管道,或者内衬塑料得金属管道,因为其内壁Δ值很低,一般处于0.0015-0.015,管道流态大多位于紊流光滑区,采用适用光滑区得布拉修斯公式以及柯列勃洛克公式一般均能够得到与实际接近得计算结果.因此, 《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得且与《室外给水设计规范》并不矛盾. 海澄-威廉公式可以适用于各种不同材质管道得水力计算,其中海澄-威廉系数Ch 得取值应根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道,其海澄-威廉系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据,合理取用.因此,无论采用达西公式,谢才公式或者海澄-威廉公式计算,不同管材得差异均表现在 管内壁表面当量粗糙程度得不同上,各公式中与粗糙度相关系数得取值是影响计算结果得重要因素.值得一提得是,同种材质管道由于采用不同得加工工艺,其内表面得粗糙度也可能有所差异,这一因素在设计过程种也应重视(常用管材得粗糙度系数参考值见表2) 表2 常见管材粗糙度相关系数参考值5.管径对选择计算公式得影响 根据雷诺数计算公式vVdRe ,雷诺数与流速v,管径d 成正比,与运动粘度成反比,因此对应管道得不同设计条件应对所使用计算公式得适用范围进行复核.保证计算得准确性.大多说供水工程得设计按照水温10℃,运动粘度1.3*10-5 m 2/s 得条件考虑,因此雷诺数实际受流速及管道口径得影响.以塑料管道为例,在正常设计流速范围条件下,管道内径大于100mm 时,虽然管道仍然处于紊流光滑区,但其雷诺数Re>105,也就是说已经超出了布拉修斯公式得适用范围,而且误差大小与雷诺数成正比.对PVC-U 管,采用布拉修斯公式与柯列勃洛克公式对比计算,当管内径为500mm ,流速1.5 m/s 时,采用布拉修斯公式得出得水力坡降比柯列波列克得结果低11%以上.采用《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》推荐得修正公式与柯式对比计算,修正公式计算结果,小口径管偏安全,中等口径与柯式符合较好,大口径管得负误差达5%以上.因此笔者认为,大口径塑料管或采用塑料内衬管不宜采用布拉修斯公式计算,而更宜于采用如柯列波洛克公式等适用条件更宽得其它经验公式,或应通过试验等对其进行修正.与上述情况类似,采用谢才公式计算时,如果管道内径大于2m 时则不采用曼宁公式计算谢才系数.如果采用巴甫洛夫斯基公式,其适用管径可以达到12m,对一般输水工程管道已完全足够了.海澄-威廉公式的数据基础是WILLIAMS 和HAZEN 在大量工业管道现场或试验测量或得的.该公式因为简单易用,被广泛运用在管网水力计算中,国内外不少管道水力计算软件均采用该公式编制.由此可见,对于口径大于2m 得管道应尽量避免采用海澄-威廉公式计算以策安全.6.值得提出得是,上述所有水力计算公式中采用得管径均为计算内径,各种管道均应采用管道净内空直径计算,对于采用水泥砂浆内衬得金属管道应考虑内衬层厚度得影响.大口径管道计算应尽量避免采用海澄-威廉公式,建议采用柯列勃洛克公式计算,大量试验结果证明该公式计算结果与实际工业管道符合性好,水力条件适用范围广,虽然运用该式需要进行多次迭代计算才能得到λ值,较为麻烦,不过运用计算机简单编程既能方便地得到较为准确地结果,手工计算时也可以通过查表或者查询蓦迪图辅助计算.。
长距离输水管道阻力损失计算
法),预应力混凝土管 0.013-0.014 135
0.36
钢筒混凝土管(立式
震捣法)
0.011
140
聚氯乙稀管
0.009
150
聚乙烯管
0.009
150
玻璃钢管
0.009-0.01
150
0.18
0.0015-0.007 0.01-0.015 0.01
5.管径对选择计算公式得影响
根据雷诺数计算公式 Re = Vd ,雷诺数与流速 v,管径 d 成正比,与运动粘度成反比,因此对 v
术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得
且与《室外给水设计规范》并不矛盾.
海澄-威廉公式可以适用于各种不同材质管道得水力计算,其中海澄-威廉系数 Ch 得取值应
根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道,其海澄-威廉
系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据,合理取用.
表 2 常见管材粗糙度相关系数参考值
管材类型 焊接钢管(新) 铸铁管(新) 水泥砂浆衬里金属 管 镀锌钢管
粗糙系数 n 0.011 0.012
0.011-0.012
0.016
海澄-威廉公式 Ch 145 130
140
120
当量粗糙度Δ/mm 0.045-0.09 0.25
0.3
0.15
钢筒混凝土管(离心
表 1 各规范推荐采用的水力计算公式
序号 推荐公式
1
达西公式
参数（参数计算公式） λ（舍维列夫公式）
适用管道 旧钢管，旧铸铁管
2
谢才公式
C（漫宁公式，巴浦洛夫斯基公 混凝土管和钢筋混凝土管 式）
给排水管道工程技术：管段流量计算
仍需继续简化
接下来的简化的目的:希望管段中的流量不随断面而变化，分析: 一、管段中的流量之所以会变化，是因为管段仍然在沿途均匀泄流 二、简化前后，管段的水头损失应一样大(否则对最终确定泵站的扬程造成影响)
五、管段内的设计流量如何计算？
五、管段内的设计流量如何计算？
小例题：某管网高日高时工况下的用水情况如下图所示，请问此时管段2-3、厂-1的管段 计算流量为多少？
15L/s
20L/s
80L/s
35L/s
20L/s
供水分界线：如上图所示。
10L/s
五、管段内的设计流量如何计算？
五、管段内的设计流量如何计算？
qi+Σqij=0
五、管段内的设计流量如何计算？
五、管段内的设计流量如何计算？
则此时管段中流动着的流量是不变的了! 其值为q1+a•q1 此值即为我们想要的设计流量，它将用于管径设计！
五、管段内的设计流量如何计算？
由此可见，因管段在管网中的位置不同, y值不同，折算系数α值也不等。一般而 言,在靠近管网起端的管段，因转输流量比沿线流量大得多，α值接近0.5;相反，靠 近管网末端的管段，α值大于0.5。为了便于管网计算，通常统一采用α = 0.5，即 将沿线流量折半作为管段两端的节点流量，解决工程问题时，已足够精确。
五、管段内的设计流量如何计算？
小例题
下 图 中 在 高 日 高 时 时 管 网 总 用 水 量 为 720 ， 此 时 大 学 取 用 集 中 流 量 100 ， 工 厂 取 用 集 中 流 量 200 。 一、本管网的比流量是多少? 二、1-2管段的沿线流量是多少?
长距离输水管道设计
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载长距离输水管道设计地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容长距离输水管道设计中的几个问题探讨1长距离输水管道管材的选择随着我国经济发展和城市化进程的加快，城市及工业用水量迅速增加，长距离输水工程是解决用水量迅速增加的主要措施之一。
输水管道在新材料、新技术应用方面有了较大进步。
管道投资占整个输水工程的绝大比重，因此管材的选择应从工程的规模、重要性、管径、工作压力、地形地质、工期、资金等方面综合分析确定，以达到性价比最优。
常用的输水管道有钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管（PCCP）、玻璃钢管、聚乙烯塑料管（PVC-U）、超高分子量聚乙烯管等，就上述管材选择说明比较如下1.1钢管钢管应用历史较长，范围广，是一种传统的输水管材。
钢管一般选用螺旋焊接与直缝焊接管，具有强度高、可靠性高、适应性强等优点，但耐腐蚀性差，使用寿命一般不超过25年。
为延长钢管寿命，需对其进行防腐处理和保护，其方法可采用涂料加牺牲阳极的复合防腐措施。
钢管内、外防腐采用国家卫生部许可的GZ-2新型高分子防腐涂料，内壁防腐级别为普通级，采用二底二面，漆膜干膜厚80~100μm；外壁防腐级别为重加强级，采用二布四油，漆膜干膜厚280~300μm；牺牲阳极保护块间隔一定距离通过电缆与钢管连接，加强钢管的抗腐蚀能力。
通过涂料加牺牲阳极的复合防腐措施，可使钢管寿命达50年，但施工复杂，工期长，造价较高。
1.2球墨铸铁管球墨铸铁管是上世纪九十年代广泛应用的输水管材，具有强度高、韧性好、延伸率大、耐腐蚀等特点，内壁衬水泥磨光防腐，外壁采用喷锌后涂沥青防腐，采用柔性T型接口，适应变形能力强，止水效果好，是一种较理想的输水管材。
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长距离双管输水管道连接管分段计算论述摘要：分别对在重力及水泵供水时的压力输水管，两条平行敷设的长距离输水干管的流量分配、连通管间距的计算进行了研究,可供长距离输水干管设计者参考。
关键词：水头损失,流量,比阻系数,连通管间距近几年来，随着我国经济的发展，城市生活及工业用水日益加剧，但我国水资源相对比较紧张，有时需要从很远的地方寻找水源，因此长距离输水工程也逐渐增多。
尤其在工业供水中，为了提高供水保证率，需要双管输水，下面就几种不同情况下，长距离双管输水连接管分段设计计算闸述几点看法。
1、重力供水时的压力输水管水源在高地时（例如取用水塔、高位水池时）若水源水位和用水户构筑物水位的高差足够，可利用水源水位向用水户重力输水。
设计时，设水源水位标高为Z ，输水管输水至用水户构筑物，其水位为Z 0，这时水位差H=Z －Z 0，该水头用以克服输水管的水头损失。
假定输水量为Q ，平行的输水管线为n 条，则每条管线的流量为nQ，设平行管线的直径和长度相同，则该系统的水头损失为：h=s 2⎪⎭⎫⎝⎛n Q =22Q n s （1）式中 S —每条管线的摩阻当一条管线损坏时，该系统中其余n －1条管线的水头损失为：h a =s 21⎪⎭⎫ ⎝⎛-n Q a =22)1(a Q n s - （2） 式中 Q a —管线损坏时须保证的流量或允许的事故流量。
因为重力输水系统的位置水头已定，正常时和事故时的水头损失都应等于位置水头，即h=h a =Z －Z 0，由式（1）、（2）得事故时流量为：Q a ==⎪⎭⎫ ⎝⎛-Q n n 1aQ平行管线数为n=2时，则a==-2120.5，这样事故流量只有正常流量时供水量的一半。
如只有一条输水管，则Q a =0,即事故时流量为零，不能保证不间断供水。
实际上，为提高供水的可靠性，常采用简单而造价增加不多的方法，即在平行管线之间用连接管相接。
当管线某段损坏时，无需整条管线全部停止工作，而只需用阀门关闭损坏的一段进行检修，采用这种措施可以提高事故时的流量。
通常为了减少输水干管的施工费用，一般均沿同一路线敷设，即从同一取水地点送至同一用水区域，因此，几条输水干管的长度是基本相同的，因而几条输水干管的总水头损失相等，单位长度管段的水头损失i=AQ 2也应相等。
不同管径的流量分配即按这一原则进行计算，假设两条输水管径分别为DN 1、DN 2且DN 1＜DN 2，设计总输水流量为Q(m 3/s)，DN 1及DN 2的比阻系数分别为A 1、A 2，可建立如下方程组：A 1Q 12=A 2Q 22 Q 2=Q-Q 1联立并解以上方程组可得： Q 1=212A A Q A +,m 3/s令k=212A A A +,则Q 1=kQ;Q 2=Q －Q 1=(1-k)Q如图1，当输水干管设计流量为Q(m3/ s) ,事故水量为aQ(m3/s),输水干管总长度为L(m),连通管间距为l(m)。
高位水池水 厂DN1DN2lL图1当DN 2某段发生事故时为最不利的情况,输水干管DN 1的沿程水头损失为:A 1(aKQ)2(L-l)＋A 1(aQ)2lDN 1正常工作时的沿程水头损失为:A 1(KQ)2L 。
因出水压力为一定值,则输水干管发生事故时,其管道的水头损失维持不变,得:A 1(aKQ)2(L-l)＋A 1(aQ)2l= A 1(KQ)2L化简后得:l=)1()1(2222K a a LK --，m其中a 为事故水量和设计水量的比值,如果是城市给水,则a=70% ,代入上式可简化为:l=)1(495122K LK - 其中：k=212A A A +当DN 1=DN 2时，l=14751L ≈31，所以为保证输水管损坏时的事故流量，并用两条连接管将平行管线分成3段才行。
1.1举例某工程输水干管设计流量为15万m 3/d=1.736m 3/s,输水干管采用两条其管径分别为800mm 及1000mm,管材选用铸铁管,输水管长度为20km,事故用水量为设计水量的70%,求条输水干管的实际流量Q 1、Q 2及单位管段长度的水头损失i 1、i 2，并计算出连通管的间距。
解:通过计算得K=0.3563。
Q 1=KQ=0.3563×1.736=0.619m 3/s ；Q 2=(1-K)Q=(1-0.3563)×1.736=1.117m 3/s ； i 1=A 1Q 12=0.00566×0.6192= 0.00217； i 2=A 2Q 22= 0.00173×1.1172= 0.00217；连通管间距:l=)1(495122K LK -=)3563.01(493563.0200005122-⨯⨯⨯=3083m 可根据当地实际情况每隔3km 左右设一组连通管。
2、水泵供水时的压力输水管水泵供水时，流量Q 受到水泵扬程的影响，反之，输水量变化也会影响输水管起点的水压。
因此水泵供水时的实际流量，应由水泵特性曲线H p =f （Q ）和输水管特性曲线H 0+∑h=f （Q ）求出。
图2表示水泵特性曲线Q —H p 和输水管特性曲线Q —∑h 的联合工作情况，Ⅰ为输水管正常工作时的Q —∑h 特性曲线，Ⅱ为事故时。
当输水管任一段损坏时，阻力增大，使曲线的交点从正常工作时的b 点移到a 点，与a 点相应的横坐标即表示事故时流量Q a ，水泵供水时，为保证管线损坏时的事故流量，输水管的分段数计算方法如下：图2输水管Q —∑h 特性方程表示为：H=H 0＋(s p ＋s d )Q 2 （1）设两条不同直径的输水管用连接管分成n 段，则任一段损坏时的水泵扬程为：H a =H 0＋(s p ＋s d －ns n s d 1)Q 2a （4） 式中：H 0—水泵静扬程； s p —泵站内部管线的摩阻； s d —两条输水管的当量摩阻；ds 1=11s ＋21ss d =22121)(s s s s +s 1、s 2—每条输水管的摩阻；n —输水管分段数，输水管之间只有一条连接管时，分段数为2，以此类推； Q —正常时流量； Q a —事故时流量。
连接管的长度与输水管相比很短，其阻力可忽略不计。
水泵Q —H p 特性方程为：H p =H b －sQ 2 （2） 输水管任一段损坏时的水泵特性方程为： H a =H b －sQ a 2 （5） 式中：s —水泵摩阻联立解式（1）和式（2），得正常时的水泵输水量 Q=dp b s s s H H ++-0（3）从式（3）看出，因H 0、s 、s p 已定，故H b 减小或输水管当量摩阻s d 增大，均可使水泵流量减小。
解式（4）和式（5），得事故时的水泵输水量 Q a =ns s s s s H H d d p b 1)(10-+++- （6）从式（6）和式（3）得事故时和正常时的流量比例为：QQ a=a=ns s s s s s s s d d p dp 1)(1-+++++按事故用水量为设计水量的70%，即a=0.7的要求，所需分段数等于n=d p d d p d s s s s s a s s s a s s ++-=-++-)(96.0)1)(()(1221 2.1举例某城市从水源泵站到水厂敷设两条铁输水管，每条输水管长度为12400m ，管径分别为250mm 和300mm ，见图3。
水泵特性曲线方程为H P =141.3-0.0026Q 2，泵站内管线的摩阻为S P =0.00021，假定DN300mm 输水管的一段损坏，试求事故流量为70%设计水量时的分段数，以及正常时和事故时的流量比。
泵站水厂DN=250DN=300损坏段图3解：管径为DN250mm 和300mm 的输水管摩阻分别为S 1=2.752×10-6×12400=0.034m.s 2/L 2 S 2=1.025×10-6×12400=0.013m.s 2/L 2 两条输水管的当量摩阻为： S d =005.0)034.0013.0(034.0013.02=+⨯m.s 2/L 2分段数为：n=6.3)7.01)(005.000021.00026.0(7.0)005.0034.0(22=-++⨯- 设分成4段，即n=4，得事故时流量等于：Q a =0.8241)005.0034.0(005.000021.00026.00.403.141=⨯-+++-L/s正常时流量为： Q=9.113005.000021.00062.00.403.141=++-L/s事故时和正常工作时的流量比为：a=72.09.1130.82= 大于规定的=70%的要求。
3、连通管及连通管阀门的管径选择连通管和连通管阀门仅在输水干管发生事故或检修时短时间使用,在不影响使用的情况下,尽量选择管径小一些的。
当两条输水干管的管径相同时,连通管和连通管阀门宜选择比输水干管小一号的管径；当两条输水干管的管径不相同时,连通管及连通管阀门应采用较小输水干管的管径。