枝状管网水力计算
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流体输配管网水力计算的基本原理和方法
采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的流量去 查出阻力.
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一、开式枝状气体输配管网水力计算
3. 风管局部阻力计算 公式： p 2
2
确定局部阻力系数及其对应的特征速度 代入 p 2 式计算局部阻力
2
各管件的局部阻力系数查设计手册
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一、开式枝状气体输配管网水力计算
4. 并联管路的阻力平衡
2. 风管摩擦阻力计算
阻力计算应从最不利环路开始
通风空调管段：
先求阻力系数：
1
2lg K 3.71d
2.51
Re
再求比摩阻：
2
Rm d 2
根据上两式绘制出的的线算图进行计算（图2-3-1）
如对于参数L、d、υ、Rm，主要知道其中任意两个，
即可利用线算图求出其它参数.
注意：实际条件与线算图计算条件不符时应进行修正
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线算图绘制条件
1.按紊流过渡区的λ 值绘制. 2.压力： Bo 101.3 kPa
3.温度： to 20C
4.空气密度： o 1.204 kg / m3
5.运动粘度： o 15.06 10 6 m / s
6.管壁粗糙度： K 0.15 mm
7.圆形风管、气流与 管壁间无热量交换.
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二、均匀送风管道计算
均匀送风管道计算原理 实现均匀送风的基本条件 侧送风时的通路局部阻力系数和侧孔局部
阻力系数 均匀送风管道的计算方法
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三、中、低压燃气管网水力计算
低压燃气管道摩擦阻 力计算公式及计算表
中压燃气管道摩擦阻 力计算公式及计算表
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目的：保证各管路都达到预期的风量
使各并联支路的计算阻力相等
要求：
树枝状管网和喷灌系统水力计算4 27建筑资料
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《园林工程》
② 布置管网 在公园设计平面图上，定出给水干管的位置、走向、并对节点进行编号，量出节点间的长度。（遵 循前述管网的布置要点）。
LANDSCAPE ENGINEERING
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《园林工程》
③ 求公园中各用水点的用水量及水压要求 （1）求某一用水点的最高日用水量Qd
hy a l Q2
式中： a—阻力系数（s2/m6)，由试验求得，与管道材料、管壁的粗糙程度、管径、管内流动物质以及温
度等因素有关。
l—管段长度（m）
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《园林工程》
局部水头损失—水流因边界的改变而引起断面流速分布发生急骤的变化而产生的阻力为局部阻力， 为克服阻力而引起的水头损失称为局部水头损失，通常用hj表示。
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《园林工程》
4、管网计算步骤
① 有关图纸、资料的搜集与研讨 从公园设计图纸、说明书等，了解原有或拟建
的建筑物、设施等的用途及用水要求、各用水点的高 程等。
再根据公园所在地附近城市给水管网的布置情 况，掌握其位置、管径、水压及引用的可能性。
LANDSCAPE ENGINEERING
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《园林工程》
⑤ 水头计算
必须考虑
水头损失值 用水点与引水点的高程差
用水点建筑的高低及用水点的水压要求
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《园林工程》
公园给水管段所需水压计算式：
H H1 H2 H3 H4 (mH2O)
管网水力计算树状管网计算
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
干管各管段水头损失hij=aLijqij2的确定
以表6 — 3中管段0 — 1为例：
3 L 0—1 300m ，q 0—1 0.08838m / s，v 0.70m/ s；
若我们在计算的过程中 采用的是舍维列夫公式 ，则： v 0.70m/ s 1.20m/ s，D 400mm ，查表5 — 2则：a 0.2232 ， v 0.70m/ s，查表5 — 3则：a的修正系数K 1.085 ，则有：
第一节 树状网计算
• 多数小型给水和工业企业给水在建设初期 往往采用树状网，以后随着城市和用水量 的发展，可根据需要逐步连接成为环状网。 村状网的计算比较简单，主要原因是树状 网中每一管段的流量容易确定，且可以得 到唯一的管段流量。
树状网计算
树状网计算步骤 • 在每一节点应用节点流量平衡条件qi+∑qij＝0，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qij ，或者可以说树状网只有唯一的流量分配。 • 任一管段的流量决定后，即可按经济流速ve求出管径D，并求得水头 损失hij。 • 选定一条干线，例如从二级泵站到控制点的任一条干管线，将此干线 上各管段的水头损失相加，求出干线的总水头损失，即可按式Hp＝ Zc+Hc+hs+hc+hn (m)和式Ht= Hc+hn－（Zt－Zc）计算二级泵站所需扬程 或水塔所需的高度。这里，控制点的选择很重要，如果控制点选择不 当而出现某些地区水压不足时，应重行选定控制点进行计算。 • 干线计算后，得出干线上各节点包括接出支线处节点的水压标高 (等 于节点处地面标高加服务水头)。因此在计算树状网的支线时，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面标高与最小 服务水头之和。从支线起点和终点的水压标高差除以支线长度，即得 支线的水力坡度（i=（Hi－Hj）/Lij），再从支线每一管段的流量并 参照此水力坡度选定相近的标准管径。
枝状管网水力计算
枝状管网水力计算枝状管中的计算比较简单，因为水从供水起点到任一节点的水流路线只有一个，每一管段也只有唯一确定的计算流量。
因此，在枝状管计算中，应首先计算对供水经济性影响最大的干管，即管起点到控制点的管线，然后再计算支管。
当管起点水压未知时，应先计算干管，按经济流速和流量选定管径，并求得水头损失；再计算支管，此时支管起点及终点水压均为已知，支管计算应按充分利用起端的现有水压条件选定管径，经济流速不起主导作用，但需考虑技术上对流速的要求，若支管负担消防任务，其管径还应满足消防要求。
当管起点水压已知时，仍先计算干管，再计算支管，但注意此时干管和支管的计算方法均与管起点水压未知时的支管相同。
枝状管水力计算步骤：（1）按城镇管布置图，绘制计算草图，对节点和管段顺序编号，并标明管段长度和节点地形标高。
（2）按最高日最高时用水量计算节点流量，并在节点旁引出箭头，注明节点流量。
大用户的集中流量也标注在相应节点上。
（3）在管计算草图上，从距二级泵站最远的管末梢的节点开始，按照任一管段中的流量等于其下游所有节点流量之和的关系，逐个向二级泵站推算每个管段的流量。
（4）确定管的最不利点（控制点），选定泵房到控制点的管线为干线。
有时控制点不明显，可初选几个点作为管的控制点。
（5）根据管段流量和经济流速求出干线上各管段的管径和水头损失。
（6）按控制点要求的最小服务水头和从水泵到控制点管线的总水头损失，求出水塔高度和水泵扬程。
（若初选了几个点作为控制点，则使二级泵站所需扬程最大的管路为干线，相应的点为控制点）。
（7）支管管径参照支管的水力坡度选定，即按充分利用起点水压的条件来确定。
（8）根据管各节点的压力和地形标高，绘制等水压线和自由水压线图。
管网水力计算61树状管网计算
能量方程：
2 2 2 S12q122 S25q2 S q S q 5 14 14 45 45 h 2 2 2 2 S36q3 S q S q S q 6 56 56 23 23 25 25 h
Q1 1
q1 2
2
Q2
q2 3
第 6章
管网水力计算
6.1 树状管网计算 计算步骤： ①确定各管段的流量； ②根据经济流速选取标准管径； ③计算各管段的水头损失； ④确定控制点； ⑤计算控制线路的总水头损失，确定水泵扬 程或水塔高度； ⑥确定各支管可利用的剩余水头； ⑦计算各支管的平均水力坡度，选定管径。
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.OOｍ。
4．沿线流量：
管段 0～1 1～2 2～3 1～4 4～8 4～5 5～6 6～7 合计 管段长度（m） 300 150 250 450 650 230 190 205 2425 沿线流量（L/s） 300×0.0358＝10.74 150×0.0358＝5.37 250×0.0358＝8.95 450×0.0358＝16.11 650×0.0358＝23.27 230×0.0358＝8.23 190×0.0358＝6.80 205×0.0358＝7.34 86.81
0 1 0 2 0 P
方程组的第一部分称为闭合差：
F1 (q , q , q ,, q ) h1
0 1 0 2 0 3 0 P
F2 (q , q , q ,, q ) h2
0 1 0 2 0 3 0 P
FL (q , q , q ,, q ) hL
2 2 2 S12q122 S25q2 S q S q 5 14 14 45 45 h 2 2 2 2 S36q3 S q S q S q 6 56 56 23 23 25 25 h
Q1 1
q1 2
2
Q2
q2 3
第 6章
管网水力计算
6.1 树状管网计算 计算步骤： ①确定各管段的流量； ②根据经济流速选取标准管径； ③计算各管段的水头损失； ④确定控制点； ⑤计算控制线路的总水头损失，确定水泵扬 程或水塔高度； ⑥确定各支管可利用的剩余水头； ⑦计算各支管的平均水力坡度，选定管径。
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.OOｍ。
4．沿线流量：
管段 0～1 1～2 2～3 1～4 4～8 4～5 5～6 6～7 合计 管段长度（m） 300 150 250 450 650 230 190 205 2425 沿线流量（L/s） 300×0.0358＝10.74 150×0.0358＝5.37 250×0.0358＝8.95 450×0.0358＝16.11 650×0.0358＝23.27 230×0.0358＝8.23 190×0.0358＝6.80 205×0.0358＝7.34 86.81
0 1 0 2 0 P
方程组的第一部分称为闭合差：
F1 (q , q , q ,, q ) h1
0 1 0 2 0 3 0 P
F2 (q , q , q ,, q ) h2
0 1 0 2 0 3 0 P
FL (q , q , q ,, q ) hL
枝状管网水力计算步骤
枝状管网水力计算步骤
枝状管网水力计算是一种利用枝状管网来解决水力学问题套用模式求解的技术。
它是研究和设计水力设备的基础，是计算各个管段流量以及水力设备效率的重要工具。
它也备受工程界重视，是论文研究中最基本的理论和技术构架范畴之一。
枝状管网水力计算一般包括以下几步：
第一步，构建枝状管网水力模型，是指要确定管道网络的几何尺寸、流量及管
道网中涉及的无力设备的参数等；
第二步，建立方程组，是指将网络分解为若干个模块，然后分别建立模块的传
输方程；
第三步，求解方程或解得枝状管网水力模型的解；
第四步，计算各枝状管网水力参数如流量、压力等；
第五步，进行验证，如果实际值与计算值有差距，还需要进行反复调整，直至
二者趋于一致。
总之，枝状管网水力计算是涉及水力学的一个技术，能够为论文提供可靠的理
论和技术构成，步骤也使得它变得更有利于扩展、可靠性较强。
所以，枝状管网水力计算受到了广泛的重视及应用。
枝状管网水力计算
9）4.103.88单定压节点树状管网水力分析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：s p1=（流量单位：m 3/S ，水头单位：m ），h e1=，n=。
根据清水池高程设计，节点(1)水头为H1=，各节点流量、各管段长度与直径如图中所示，各节点地面标高见表，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压。
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顺序是：（10）,（9）,（8）,（7）,（6）,（5）,（4）,（3）,（2）;或（9）,（8）,（7）,（10）,（6）,（5）,（4）,（3）,（2）;或（5）,（4）,（10）,（9）,（8）,（7）,（6）,（3）,（2）等，按此逆推顺序求解各管段流量的过程见下表。
量，即：q 1+Q 1=0，所以，Q 1=- q 1=(L/s)根据管段流量计算结果，计算管段流速及压降见表。
计算公式与算例如下： 采用海曾威廉-公式计算（粗糙系数按旧铸铁管取C w =100）管道摩阻系数管段水头损失泵站扬程按水力特性公式计算：管段编号［1］［2］［3］［4］［5］［6］［7］［8］［9］管段长度（m）600300150250450230190205650管段直径（mm)400400150100300200150100150管段流量（L/s）管段流速(m/s）管段摩阻系数水头损失（m）泵站扬程(m)00000000管段压降（m）第二步：求节点水头以定压节点（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的顺序是：［1］,［2］,［3］,［4］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］; 或［1］,［2］,［3］,［4］,［5］,［9］,［6］,［7］,［8］; 或［1］,［2］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］,［3］,［4］等，按此顺推顺序求解各定流节点节点水头的过程见下表。
流体输配管网水力计算的基本原理和方法
5. 计算系统总阻力及获得管网特性曲线
管网特性曲线方程：p SQ 2
Σp：最不利环路所有串联管段阻力之和
根据计算的管网总阻力Σp和要求的总风量Q，计算
管网阻抗S，获得管网特征曲线.
管网阻抗： S p Q2
串联管路阻抗： S Si
并联管路阻抗： 1
S2
1
Si 2
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6. 计算例题
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目的：保证各管路都达到预期的风量
使各并联支路的计算阻力相等
要求：
一般通风系统：两支管的计算阻力差应 ≯15％
含尘风管：两支管的计算阻力差应≯10％ 超过上述规定应进行阻力平衡，方法如下：
▪ 调整支管管径
0.225▪ 阀门ຫໍສະໝຸດ 节D' D
p p'
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▪ 通过改变阀门的开度调节管道阻力
一、开式枝状气体输配管网水力计算
开式枝状气体输配管网
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一、开式枝状气体输配管网水力计算
1. 管内流速和管段断面尺寸确定
绘制风管系统轴测图 划分管段、管段编号、标注长度、标注流量
确定管内流速 速度与经济性的关系 速度与技术性的关系
确定各管段的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力
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一、开式枝状气体输配管网水力计算
采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的流量去 查出阻力.
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一、开式枝状气体输配管网水力计算
3. 风管局部阻力计算 公式： p 2
2
确定局部阻力系数及其对应的特征速度 代入 p 2 式计算局部阻力
2
各管件的局部阻力系数查设计手册
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一、开式枝状气体输配管网水力计算
4. 并联管路的阻力平衡
第六章 燃气管网的水力计算(二)
居民生活用燃具的同时工作系数k
同类型燃 具数目N 1 2 燃气双眼灶 1.00 1.00 燃气双眼灶和 快速热水器 1.00 0.56 同类型燃 具数目N 40 50 燃气双眼灶 0.39 0.38 燃气双眼灶和 快速热水器 0.18 0.178
3
4 5 6 7 8
0.85
0.75 0.68 0.64 0.60 0.58
枝状管网水力计算表
管 段 号
4-5 3-4 管径 额定流 用户 同时 计算流 d 量q 数N 工作 量Q （m （m3/h）（户） 系数k （m3/h） m） 2.4 50 0.178 21.36 81.36 50 80 实际 ΔP/l （Pa/ m） 1.83 2.40
管段 摩擦阻力 总阻力 长度l 损失ΔP1 损失ΔP （m） （Pa） （Pa）
Pa/M
由Q=1.7 m3/h，在 P 6.52 Pa/m附近查得管径 L 0 1 d=15mm（天然气支管管径不得小于15mm），
P 6.50 L 0 1
Pa/m；
对应实际密度下 的 P
L
6.50 0.73 4.75
300
400 500 700
0.30
0.29 0.28 0.26
0.15
0.14 0.138 0.134
25
30
0.43
0.40
0.20
0.19
1000
2000
0.25
0.24
0.13
0.12
然后选取枝状管网的干管，根据给定的允许压 力降及由高程差而产生的附加压头来确定管道 的单位长度允许压力降； 根据管段的计算流量及单位长度允许压力降来 选择标准管径； 根据所选的标准管径，求出各管段实际阻力损 失（摩擦阻力损失和局部阻力损失），进而求 得干管总的阻力损失。
给排水管道工程技术：枝状网计算
+ - - Z2 X0 h1-2 Z1=H1
设节点8的服务水头为H0 问节点3点服务水头为多少?
H8＋Z8+ h4-8 +h1-4 – h1-2-h2-3 –Z3=H3
枝状网设计计算
寻找控制点C:任意选择管网内某节点，假定其服务水头为某任意值X，然后按水压关系推求得管网其他
所有节点的服务水头。最后，所有节点中服务水头最低的那个节点即为控制点C（与各节点实际可能需
一、最大转输工况的核心特征: ①流量方面:设在最大转输时这个时刻，管网总用水流量为Z，则此时管网中各节点的节 点流量计算为Zi：qi=Z:Qh若此时水塔进水流量为ZT则显然二泵需出流量量 Z+ZT ②压力方面:满足能将水打入网后水塔的最高水位。 二、校核什么? 校核当前工况下，原来选的二泵能否胜任。
枝状网设计计算
管网总供水量Q 各个大用户的集中流量之和Σq 各段干管长度之和Σl
前述水力计算基础工作 完成后，枝状网设计还 需哪些计算?
比流量qs
沿线流量ql
折算部分 集中部分
节点流量qi
管段计算流量qij
枝状网设计计算
在知各管段的流量基 础上为其试算管径
在知各管段的流量及 管径基础上计算其水 头损失
枝状网设计计算
支线水力计算（即支线管径优化)︰(理解角度，就是有便宜时，不占白不占)
①由上一步骤得到支线起点(也即从干线上接出支线处的该节点）的水压标高 ②令支线终点(支线末端的那个节点）的水压标高等于该点地面标高与最小服务水头之和 ③支线起点和终点的水压标高之差除以支线长度，即得支线最大允许水力坡度 ④结合支线各管段的流量及最大允许水力坡度为其选定合适的管径。(此类案例 题目中，为保险起见，选完管径后可校核下支线上各节点)
设节点8的服务水头为H0 问节点3点服务水头为多少?
H8＋Z8+ h4-8 +h1-4 – h1-2-h2-3 –Z3=H3
枝状网设计计算
寻找控制点C:任意选择管网内某节点，假定其服务水头为某任意值X，然后按水压关系推求得管网其他
所有节点的服务水头。最后，所有节点中服务水头最低的那个节点即为控制点C（与各节点实际可能需
一、最大转输工况的核心特征: ①流量方面:设在最大转输时这个时刻，管网总用水流量为Z，则此时管网中各节点的节 点流量计算为Zi：qi=Z:Qh若此时水塔进水流量为ZT则显然二泵需出流量量 Z+ZT ②压力方面:满足能将水打入网后水塔的最高水位。 二、校核什么? 校核当前工况下，原来选的二泵能否胜任。
枝状网设计计算
管网总供水量Q 各个大用户的集中流量之和Σq 各段干管长度之和Σl
前述水力计算基础工作 完成后，枝状网设计还 需哪些计算?
比流量qs
沿线流量ql
折算部分 集中部分
节点流量qi
管段计算流量qij
枝状网设计计算
在知各管段的流量基 础上为其试算管径
在知各管段的流量及 管径基础上计算其水 头损失
枝状网设计计算
支线水力计算（即支线管径优化)︰(理解角度，就是有便宜时，不占白不占)
①由上一步骤得到支线起点(也即从干线上接出支线处的该节点）的水压标高 ②令支线终点(支线末端的那个节点）的水压标高等于该点地面标高与最小服务水头之和 ③支线起点和终点的水压标高之差除以支线长度，即得支线最大允许水力坡度 ④结合支线各管段的流量及最大允许水力坡度为其选定合适的管径。(此类案例 题目中，为保险起见，选完管径后可校核下支线上各节点)
枝状管网水力计算
枝状管网水力计算
(5),(4),(10),(9),(8),(7),(6),(3),(2)等,按此逆推顺序求解各管段流量的过程见下表。
逆推法求解管段流量
步骤 节点号 节点流量连续性方程
管段流量求解
管段流量(L/s)
1
(10) -q9+Q10=0
q9=Q10
q9=11、26
2
(9)
-q8+Q9=0
3
(8)
-q7+q8+Q8=0
150
100
300
200
150
100
150
管段流量(L/s) 93、21 87、84 11、04 3、88
60、69 18、69 11、17 4、1
11、26
管段流速(m/s) 0、74 0、70 0、63
0、49
0、86 0、60 0、63 0、52 0、64
管段摩阻系数 109、72 54、86 3256、05 39093、49 334、04 1229、92 4124、33 32056、66 14109、56
7.52 （179）0,［1570］ （8）［8］ 7.07 205,100 （9） 4.10
单定压节点树状管网水力分析
各节点地面标高
节点编号 (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
H2=45、21 H3=44、60 H4=43、83 H5=42、49 H6=40、63 H7=39、86 H8=38、86 H9=37、64 H10=34、16
管网水力计算树状管网计算
• 我们这里讨论的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。
• • • •
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
干管各管段管径D和流速v的确定
4q 确定流速v， 2 D 查表5 — 1，看v是否在经济流速范围内 ，如果是，则所选定的 D、v合理； 首先根据流量并参照标 准管径选定一个管径 D，然后由v 如果否，则重新选定 D，在看一下新计算所得 的v是否符合表5 — 1 内的经济流速， 直至符合为止。这里我 们可以看出，对一每一 个管段，可能不止一个 D、v组合满足 表5 — 1中队经济流速的要求。 如管段1 — 4，表6 — 3中所选管径为 300mm ，如我们选择管径 D 350mm ，则此时 4 0.03063 v 0.63, v 0.63m/ s也符合表5 — 1对经济流速的要求。 2 3.14 0.35
•水泵扬程
H p Z t H 吸 H t H 0 h c h s 5 4.70 23.53 3.00 3.00 29.83m H p — —水泵扬程；
Z t — —水塔地面标高； H 吸 — —泵站吸水井最低水位 标高，采用 4.70m； H t — —水塔水柜底高于地面 的高度； H 0 — —水塔水深，采用 3.00m； h c、h s — —水泵吸水管、泵站到 水塔输水管水头损失， h c h s 3.00m。
• • • •
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
干管各管段管径D和流速v的确定
4q 确定流速v， 2 D 查表5 — 1，看v是否在经济流速范围内 ，如果是，则所选定的 D、v合理； 首先根据流量并参照标 准管径选定一个管径 D，然后由v 如果否，则重新选定 D，在看一下新计算所得 的v是否符合表5 — 1 内的经济流速， 直至符合为止。这里我 们可以看出，对一每一 个管段，可能不止一个 D、v组合满足 表5 — 1中队经济流速的要求。 如管段1 — 4，表6 — 3中所选管径为 300mm ，如我们选择管径 D 350mm ，则此时 4 0.03063 v 0.63, v 0.63m/ s也符合表5 — 1对经济流速的要求。 2 3.14 0.35
•水泵扬程
H p Z t H 吸 H t H 0 h c h s 5 4.70 23.53 3.00 3.00 29.83m H p — —水泵扬程；
Z t — —水塔地面标高； H 吸 — —泵站吸水井最低水位 标高，采用 4.70m； H t — —水塔水柜底高于地面 的高度； H 0 — —水塔水深，采用 3.00m； h c、h s — —水泵吸水管、泵站到 水塔输水管水头损失， h c h s 3.00m。
任务7-树状管网水力计算
27.683 22.683
7、支管水力计算：
管段 起端水位 终端水位 允许水头损失 管长 平均水
（m） （m） （m） （m） 力坡度
1～3 25.853 21.00
4.85
400 0.0121
4～7 25.023 21.00
4.023
625 0.00643
管段 1～2 2～3 4～5 5～6 6～7
流量(L/s) 管径(mm) 11.64 150(125)
4.48
100
18.26 200(150)
10.74
150
3.67
100
1000i 6.18 8.118 3.37 5.37 5.72
水头损失(m) 0.927(2.31)
2.05 0.77(3.278)
1.02 1.173
水塔
3 2
水泵
600 0 300 1 450 4
任务七 树状管网水力计算
二．计算例题
计算过程 因管段起端水压标高Hi和终端水压标高Hj与该管段的水头损失hij
存在如下关系： Hi = Hj + hij 干管节点水压标高Hi、自由水压H0i与该处地形标高Zi存在如下关
系：H0i=Hi-Zi
任务七 树状管网水力计算
二．计算例题
计算过程 支管水力计算 由于干管上各节点的水压已经确定，即支管起点的水压已定，因 此支管各管段的经济管径选定必须满足：从干管节点到该支管的 控制点（常为支管的终点）的水头损失之和应等于或小于干管上 此节点的水压标高与支管控制点所需的水压标高之差，即按平均 水力坡度确定管径。但当支管由两个货两个以上管段串联而成时， 各管段水头损失之和可能有多种组合能满足上述要求。
树枝状给水管网计算
=6.05m H4=Hy+Hj=1.25Hy=7.6 mH2O
•
6.求该点所需总水头
H=H1+H2+H3+H4 以知：A点地面标高45.6m,C点为50.5m 则： H1=50.5-45.6=4.9m H2+H3按规定二层楼房取12 mH2O
H4=7.6 mH2O H=4.9+12+7.6=24.5 mH2O
3、求设计秒流量qs
qs=Qh/3600=1.56 (L/s)
•
4、求C---------A管段管径
qs=1.56 L/s，查表2－1－4取1.6l/s
作为设计流量Dg=50mm; V=0.85m/s（在经流速范围内）; 阻力系数＝40.9 mH2O /1000m
•
5、求该管段的水头损失
H4=Hy+Hj Hj=25％Hy Hy=L× i=148× 40.9 mH2O /1000m
•
7. 求c点的水压线标高
C 点的水压线标高h 等于A 点的水压线 标高减去A-------C段的水头损失.则:
h=82.90-7.6=75.3 mH2O 配水点 C 的自由水 等于该点的水压线 标高与该点地面高程之差. 则:
75.30-50.5=24.80 mH2O 所以该点的自由水头可以满足餐厅的需
•
•（二）布置管网 • 在园林设计平面图上，定出给水干 管的走向与位置，并对各节点进行编 号，量出节点间的长度
•
三、计算步骤
（一）求各用水点的用水量 1、求最高日用水量Qd
Qd=q × N (L) q----用水量标准 N----游人数/用水设施数
•
2、求最高时用水量Qh
Qh=Qd×Kh/24 (L / d) Kh------时变化系数（园林中取4----6）
•
6.求该点所需总水头
H=H1+H2+H3+H4 以知：A点地面标高45.6m,C点为50.5m 则： H1=50.5-45.6=4.9m H2+H3按规定二层楼房取12 mH2O
H4=7.6 mH2O H=4.9+12+7.6=24.5 mH2O
3、求设计秒流量qs
qs=Qh/3600=1.56 (L/s)
•
4、求C---------A管段管径
qs=1.56 L/s，查表2－1－4取1.6l/s
作为设计流量Dg=50mm; V=0.85m/s（在经流速范围内）; 阻力系数＝40.9 mH2O /1000m
•
5、求该管段的水头损失
H4=Hy+Hj Hj=25％Hy Hy=L× i=148× 40.9 mH2O /1000m
•
7. 求c点的水压线标高
C 点的水压线标高h 等于A 点的水压线 标高减去A-------C段的水头损失.则:
h=82.90-7.6=75.3 mH2O 配水点 C 的自由水 等于该点的水压线 标高与该点地面高程之差. 则:
75.30-50.5=24.80 mH2O 所以该点的自由水头可以满足餐厅的需
•
•（二）布置管网 • 在园林设计平面图上，定出给水干 管的走向与位置，并对各节点进行编 号，量出节点间的长度
•
三、计算步骤
（一）求各用水点的用水量 1、求最高日用水量Qd
Qd=q × N (L) q----用水量标准 N----游人数/用水设施数
•
2、求最高时用水量Qh
Qh=Qd×Kh/24 (L / d) Kh------时变化系数（园林中取4----6）
树枝状管网水力计算
1 餐厅
城市给 水干管
引水点
A
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
解：
1、求①点的最高日用水量
Qd q N 1500 15 22500(l / d )
2、求最高日最高时用水量
Qd 22500 Qh Kh 6 5625(l / d ) 24 24
H 4 hy h j hy i L 40.9mH 2O /1000m 148 6.05m H 4 hy h j 1.25hy 7.6mH 2O
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
6、求该点所需总水头
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
【例1】某公园大众餐厅（二层楼房，见图示），其设 计接待能力为1500人次/日，引水点A处的自由水头为 37.40mH2O，用水点①位置见图，标高为50.50m
试计算该餐厅①的用水 量、引水管管径、水头 损失及其水压线标高， 并复核A点的自由水头是 否能满足餐厅的要求。
干管的水力计算
完成各用水点用水量计算和确定各点引水管的管 径之后，应进一步计算干管各节点的总流量，据此确 定干管各管段的管径，并对整个管网的总水头要求进 行复查。 复查方法：最不利点（地势高、距离引水点远、 用水量大或要求工作水头特别高的用水点）水压满足 法。
LANDSCAPE ENGINEERING
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
⑤ 水头计算
水头损失值 必须考虑 用水点与引水点的高程差 用水点建筑的高低及用水点的水压要求
管网水力计算树状管网计算ppt课件
树状网计算例题
支管各管段的水力计算 ✓ 干管上各支管接出处节点的水压标高 ✓ 节点8：H8=16.00（最小服务水头15.7m，这里我们近似采用16.00m）
+5.00（地面标高）=21.00m ✓ 节点4：H4=H8+h4~8=21.00+3.95=24.95m; ✓ 节点1：H1=H4+h1~4=24.95+1.75=26.70m; ✓ 节点0：H0=H1+h0~1=26.70+0.56=27.26m； ✓ 水塔： H水塔=H0+h水塔~0=27.26+1.27=28.53m
树状网计算例题
• 某城市供水区用最高日最高时用水量为0.09375m3/d，要求最小服务水头为 157kPa(15.7m)。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。
树状网计算例题
总用水量 ✓ 设计最高日生活用水量：
Q设=Q最高时=0.09375m3/s ✓ 工业用水量：
还应注意支线各管段水头损失之和不得大于允许的水头损失，例如支线4— 5—6—7的总水头损失为3.28m，而允许的水头损失按支线起点（H4）和终 点（H7）的水压标高差计算为H4－H7 =24.95－(16+5)=3.95m，符合要 求，否则须调整管径重行计算，直到满足要求为止。由于标准管径的规格不 多，可供选择的管径有限，所以调整的次数不多。
第一节 树状网计算
• 多数小型给水和工业企业给水在建设初期往往采用树状网，以后随着城市和 用水量的发展，可根据需要逐步连接成为环状网。村状网的计算比较简单， 主要原因是树状网中每一管段的流量容易确定，且可以得到唯一的管段流量。
枝状网水力学计算.最全优质PPT
第一篇 城市给水管网
第七章 给水管网的水力计算
给水管网的水力计算
• 第一节 树状管网的水力计算 • 第一节 环状管网的水力计算
第一节 树状管网的水力计算
• 已知量： 节点流量、管段长度、管径、阻力系数 • 未知量：管网各管段的流量或水压 • 共有P个未知数：P—管段数 • P = J + L - 1 ：J节点数，L环数
Dj—计算内径，m。
D 5.33 j
第六节 管段阻力的计算
– 3. 海曾－威廉公式
Q1.852
i 10.67 二、树状管网水力计算要点 – 式中：C－系数 C D α— 比阻；
s — 管道摩阻（s=αl）
1.852 4.87 j
d)，要求最小服务水头为157kPa(15.
海曾－威廉公式的系数C值 水塔建于水厂内，靠近泵站，因此水泵扬程为：
– （1） 阻力平方区：Re>105,阻力系数λ仅与管壁粗糙度 有关，与Re无关。
• 旧钢管、旧铸铁管，v≥1.2m/s时， • 或金属管内壁无特殊防腐措施时管内水流流态。
– （2）过渡区：2320< Re<105,阻力系数λ与管径、管壁粗 糙度及Re有关。
• 旧钢管、旧铸铁管，v<1.2m/s时， • 石棉水泥管；
• 树状管网水力计算步骤
– 1、计算比流量 – 2、计算沿线流量 – 3、计算节点流量 – 4、计算管段流量 – 5、计算和选取干管管径 – 6、计算各干管管段水头损失 – 7、计算干管节点水压 – 8、计算各支线允许的水力坡度 – 9、计算和选取支线管径 – 10、计算水塔高度和水泵扬程
第一节 树状管网的水力计算
• 例题： 某城市供水区用水人口5万人，最高日用水量定额为
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8
(3)
-q2+q3+q5+Q3=0
q2=q3+q5+Q3
q2=87、84
9
(2)
-q1+q2+Q3=0
q1=q2+Q3
q1=93、21
在求出管段流量后,利用最后一个节点(即定压节点)的流量连续性方程,可以求出定压节点流量,
即:
q1+Q1=0,所以,Q1=- q1=-93、21(L/s) 根据管段流量计算结果,计算管段流速及压降见表。计算公式与算例如下:
枝状管网水力计算
水头损失(m)
1、35 0、61 0、77
1、34
1、86 0、77 1、00 1、22 3、48
泵站扬程(m) 38、76 0
0
0
0
0
0
0
0
管段压降(m) -37、41 0、61 0、77
1、34
1、86 0、77 1、00 1、22 3、48
第二步:求节点水头
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的顺序就是:［1］,［2］,
150
100
300
200
150
100
150
管段流量(L/s) 93、21 87、84 11、04 3、88
60、69 18、69 11、17 4、1
11、26
管段流速(m/s) 0、74 0、70 0、63
0、49
0、86 0、60 0、63 0、52 0、64
管段摩阻系数 109、72 54、86 3256、05 39093、49 334、04 1229、92 4124、33 32056、66 14109、56
4
(7)
-q6+q7+Q7=0
q8=Q9 q7=q8+Q8 q6=q7+Q7
q8=4、10 q7=11、17 q6=18、69
5
(6)
-q5+q6+q9+Q6=0
6
(5)
-q4+Q5=0
7
(4)
-q3+q4+Q4=0
q5=q6+q9+Q6 q4=Q5 q3=q4+Q4
q5=60、69 q4=3、88 q3=11、04
(5),(4),(10),(9),(8),(7),(6),(3),(2)等,按此逆推顺序求解各管段流量的过程见下表。
逆推法求解管段流量
步骤 节点号 节点流量连续性方程
管段流量求解
管段流量(L/s)
1
(10) -q9+Q10=0
q9=Q10
q9=11、26
2
(9)
-q8+Q9=0
3
(8)
-q7+q8+Q8=0
节点水头(m) 7、80 45、21 44、60 43、83 42、49 40、63 39、86 38、86 37、64 34、16
自由水头(m) —
33、71 32、80 28、63 25、09 27、33 27、06 25、16 25、14 19、16
为了便于使用,水力分析结果应标示在管网图上,如图所示。
7.52 （179）0,［1570］ （8）［8］ 7.07 205,100 （9） 4.10
单定压节点树状管网水力分析
各节点地面标高
节点编号 (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: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 顺 序 就
是 :(10),(9),(8),(7),(6),(5),(4),(3),(2); 或 (9),(8),(7),(10),(6),(5),(4),(3),(2); 或
采用海曾威廉-公式计算(粗糙系数按旧铸铁管取 Cw=100)
枝状管网水力计算
管道摩阻系数
管段水头损失 泵站扬程按水力特性公式计算:
管段流速及降压计算
管段编号
［1］ ［2］ ［3］
［4］
［5］ ［6］ ［7］ ［8］ ［9］
管段长度(m) 600 300
150
250
450
230
190
205
650
管段直径(mm) 400 400
H2=45、21 H3=44、60 H4=43、83 H5=42、49 H6=40、63 H7=39、86 H8=38、86 H9=37、64 H10=34、16
节点自由水压计算
节点编号 i
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
［3］,［4］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］; 或［1］,［2］,［3］,［4］,［5］,［9］,［6］,
［7］,［8］; 或［1］,［2］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］,［3］,［4］等,按此顺推顺序求解
各定流节点节点水头的过程见下表。
顺推法求解节点水头
步骤
树枝管段号
管段能量方程
节点水头求解
节点水头(m)
1
［1］
2
［2］
3
［3］
4［4］5来自［5］6［6］
7
［7］
8
［8］
9
［9］
最后计算各节点自由水压,见下表。
H1-H2=h1 H2-H3=h2 H3-H4=h3 H4-H5=h4 H3-H6=h5 H6-H7=h6 H7-H8=h7 H8-H9=h8 H6-H10=h9
H2=H1-h1 H3=H2-h2 H4=H3-h3 H5=H4-h4 H6=H3-h5 H7=H6-h6 H8=H7-h7 H9=H8-h8 H10=H6-h9
3.88
7.1（6 4）［245］0,100（5）
150,［1350］
30.74
11.26
（1） ［1］ （2） ［2］（3） ［5］
［9］
Q1 600,400 5.37 300,400 16.11450,300（6） 650,150
（10）
［263］0,200
［管段编号］ ［节点编号］
管长（m），管径（mm） 节点流量（L/s）
枝状管网水力计算
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、6,n=1、852。根据清水池高程设 计,节点(1)水头为 H1=7、80m,各节点流量、各管段长度与直径如图中所示,各节点地面标高见表,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压。