《给水排水管网系统》课件5 管段流量、管径和水头损失共57页PPT资料

➢ 城市内人口密度或房屋卫生设备条件不同的地区， 也应该根据各区的用水量和干管线长度，分别计 算其比流量，以得出比较接近实际用水的结果。
➢ 沿线流量的计算：
q1 qsl q1 ——沿线流量，L/s； L——该管段的长度m，。
整个管网的沿线流量总和∑q1，等于qs∑l。 ∑qsl值等 于管网供给的总用水量减去大用户集中用水量，即 等于Q－∑q。
节点流量
➢ 管网中任一管段的流量，由两部分组成：一部分是沿该管 段长度L配水的沿线流量q1，另一部分是通过该管段输水到 以后管段的转输流量qt转输流量沿整个管段不变，而沿线 流量由于管段沿线配水，所以管段中的流量顺水流方向逐 渐减小，到管段末端只剩下转输流量。
➢ 管段起端的流量等源自文库转输流量qt加沿线流量q1，到末端只 有转输流量qt ，因此从管段起点到终点的流量是变化的。
➢ q=qt+αq1 ➢ 折算系数α：是把沿线变化的流量折算成在管段
两端节点流出的流量，即节点流量的系数。
节点流量
➢ 折算系数α的求导
管段 1 — 2 任一断面上的流量为：
qX
qt
q1
q1 L
x
qt
q1
L
L
x
q
1
L x L
式中 q t 。根据水力学，管段 q1
a — —管段的比阻；
管网计算的课题
➢ 管网计算步骤
✓ 求沿线流量和节点流量； ✓ 求管段计算流量； ✓ 确定各管段的管径和水头损失； ✓ 进行管网水力计算或技术经济计算； ✓ 确定水塔高度和水泵扬程。
第二节 管网图形及简化
➢ 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 是全部管线的情况外，对改建和扩建的管网往往将 实际的管网适当加以简化，保留主要的干管，略去 一些次要的、水力条件影响较小的管线。
➢ 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。
沿线流量
➢ 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。
沿线流量
➢ 比流量计算
qs
Qq l
第一节 管网计算的课题
➢新建和扩建的城市管网按最高时用水量Qh 计算，据此求出所有管段的直径、水头损失、 水泵扬程和水塔高度(当设置水塔时)。并在 此管径基础上，按其它用水情况，如消防时、 事故时、对置水塔系统在最高转输时各管段 的流量和水头损失，从而可以知道按最高用 水时确定的管径和水泵扬程能否满足其它用 水时的水量和水压要求。
节点流量
➢ 对于流量变化的管段，难以确定管径和水头损失， 所以有必要将沿线流量转化成从节点流出的流量。 这样，沿管线不再有流量流出，即管段中的流量 不再沿管线变化，就可根据该流量确定管径。
➢ 沿线流量化成节点流量的原理：是求出一个沿线 不变的折算流量q，使它产生的水头损失等于实 际上沿管线变化的流量qX产生的水头损失。
管网图形及简化
第三节 沿线流量和节点流量
➢ 管网计算时并不包括全部管线，而是只计算经过 简化后的干管网。
➢ 干管网的节点包括：
✓ 水源节点，如泵站、水塔或高位水池； ✓ 不同管径或不同材质的管线交接点； ✓ 两管段交点或集中向大用户供水的点。
➢ 两节点之间的管线称为管段。 ➢ 管段顺序连接形成管线。
n 通常取
dx 中的水头损失为： 2。则有：
dh
aq
n x
dx
dh
aq
2 x
dx
aq
2 1
L L
x
2
dx
aq
2 1
L
L
x 2 dx
L2
流量变化的管段
L 中的水头损失可表示为
：
L
h
aq
2 x
dx
0
L
aq
2 1
L
L
x 2 dx
0 L2
➢ 但简化后的管网基本上能反映实际用水情况，使计 算工作量可以减轻。
➢ 管网图形简化是在保证计算结果接近实际情况的前 提下，对管线进行的简化。
管网图形及简化
➢ 管网图形简化可分为分解、合并、省略 ✓ 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。 ✓ 合并：管径较小、相互平行且靠近的管线可考虑 合并。 ✓ 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。
沿线流量
➢ 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。
q1 qAA q1 ——沿线流量L，/s； A——该管段的供水面积 m2。 ，
沿线流量和节点流量
➢ 起点和终点重合的管线称为管网的环。
✓ 环中不含其它环，称为基环。 ✓ 几个基环合成的环，称为大环。 ✓ 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。
沿线流量和节点流量
➢ 沿线流量：是指供给该管段两侧用户所需 流量。
qA Q Aq
qA ——比流量 L（ / ， sm2）； Q——管网总用水 L/s； 量，
q——大用户集中用 和水 ， L/量 s；总 A——干管总供水m面 2，积 不， 包括穿越广 园场 等、 无公 建筑物地 配区 水（ ）不 的管线，只有
一侧配水的管线 面， 积供 按水 一半计算 面； 积供 可水 用等分角 法线 来的 划方 分街区。 长在 边街 上区 的管段，其两侧 积供 为水 梯面 形，在在 边街 上区 的短 管段，其 水两 面侧 积供 为三角形。
qs ——比流量L，/(sm)； Q——管网总用水量L/，s；
q ——大用户集中用水和 量， 总L/ s；
l ——干管总长度m， ，不包括穿越广场园 、等 公无建筑物地区
（不配水）的管线有 ；一 只侧配水的管线度 ，按 长一半计算。
沿线流量
➢ 沿线最高用水时和最大转输时的比流量不同，所 以在管网计算时须分别计算。