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 i

i 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 n

i

i i T i F i h q s H H h -±=-=)( (流量方向与管段方向一致时+号)

n

i 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

.1852.167.10D

C l q h w

i 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

.5229.10D

l 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。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。

088665522=-+-n

n

n

n

q s q s q s q s 099776633=-+-n

n

n

n

q s q s q s q s 虚节点为定压节点，压力为0 虚管段磨阻为0

H 0=0

(4) 按∑-⋅⋅∆-

=∆1

n i

i q

s n h q (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 。

5

例题：图示管网，Cw=110，求各管段流量和压降。

(1)

[1]

(2)

[2]30L/s 30L/s (3)

(4)

30L/s

[3]360,100