枝状网水力学计算
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• 与管壁粗糙度无关。 • 塑料管和玻璃钢管；
第六节 管段阻力的计算
• 五、常用公式
– 1. 舍维列夫公式
• (3)旧钢管和旧铸铁管，水温10 ℃时的水力坡度：
v2
当
v 1.2m / s
时，
i
0.00107
D
1.3 j
当
v 1.2m / s
时，
i
0.000912
v2 D 1.3
j
1
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 150L/(人.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 布置如上图。 解： 1、总用水量 设计最高日生活用水量： 50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s
lqn
sqn
– 式中：k，n，m — 常数和指数；
l — 管段长度；
α— 比阻；
s — 管道摩阻（s=αl）
第六节 管段阻力的计算
• 三、管道的计算内径
公称直径 DN
150 175 200 225 250 275 300 325 350
中等管径
外径 D
内径 d
168 148
j
海曾－威廉公式的系数C值
塑料管
水管种类
新铸铁管，涂沥青或水泥的铸铁管
混凝土管，焊接钢管
旧铸铁管和旧钢管
C值 150 130 120 100
第六节 管段阻力的计算
– 4. 柯尔勃洛克公式
1
2
lg
k 3.71D
2.51
Re
– 式中：λ —阻力系数；
k —绝对粗糙度
水管种类 涂沥青铸铁管 涂水泥铸铁管 涂沥青钢管 石棉水泥管 离心法钢筋混凝土管 塑料管
– 1.干线
• 管段流量确定 • 经济流速确定管径 • 管段阻力计算 • 节点水压计算 • 二级泵站扬程确定
– 2.支线
• 支线允许压降确定 • 支线允许水力坡度确定 • 支线管径确定
第一节 树状管网的水力计算
• 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
700
700
278
800
800
305
900
900
331
1000
1000
357
2000
2000
铸铁管
(mm)
内径 计算内径
d
Dj
150
149
200
199
250
249
300
Leabharlann Baidu
300
350
350
400
400
450
450
500
500
1500 1500
第六节 管段阻力的计算
• 四、给水管内水流流态
– （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。
第一节 树状管网的水力计算
• 三、树状管网水力计算示例
4.48
泵站 93.75 600
7.16
5.37
2
3 30.74
88.38
60.63
0 300 1
450 4
16.11
5
7.52
11.63 650
11.63 8
6 3.67 205
7
图例:
ｑ节点(L/s) q管段(L/s)
7.07 3.67
L ( m)
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
第一节 树状管网的水力计算
• 一、树状管网的特点
– 水流方向单一，管段流量唯一
• 二、树状管网水力计算要点
0.867 v
0.3
式中：v—流速，m/s；
Dj—管道的计算内径，m。
第六节 管段阻力的计算
– 2. 巴甫洛夫斯基公式
• 适用于混凝土管、钢筋混凝土管和渠道的阻力计算
• 谢才系数C的表达式： • 式中：y－指数，表达式C： 1 gR y
n
n—管壁粗糙系数，混凝土管y 和 2钢.5筋n混凝0.1土3管 0n.=750.01n3-00.0.114; R
• 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；
– （3）水力光滑区（层流区）： Re< 2320，阻力系数λ 与管径及Re有关，
194 174
219 199
245 225
273 253
299 279
325 305
351 331
377 357
钢管（mm)
大管径（壁厚10mm为例）
计算内径 公称直径 外径 计算内径
Dj
DN
D
Dj
147
400
426
406
173
450
478
458
198
500
529
509
224
600
630
610
252
第一节 树状管网的水力计算
工业用水量：
400 25m3 / h 6.94L / s 16
总水量为：
Q 86.81 6.94 93.75L / s
2、管线总长度 L 3025m，其中水塔到节点0的管
段两侧无用户。
K值 0.05-0.125
0.50 0.05 0.03-0.04 0.04-0.25 0.01-0.03
问题
• 课堂中讲述的四种计算管段阻力的公式分别的适 用范围是什么？
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
第六节 管段阻力的计算
• 二、管段阻力计算公式 （达西-韦伯公式，圆管满流）
i
D
(
q2 D2)2 2g
8q2 2 gD5
8g C2
8q2 2 gD5
64
2C2D5
q2
q2
4
– 式中：q — 管段流量；C-谢才系数
α— 比阻
64 2C 2D5
•
管段沿程阻力计算一般公式：
h
kl
qn Dm
R—水力半径，m。
• n=0.013时：
• n=0.014时：
i
0.001743
Q2 D 5.33
j
• 式中：Q—流量i，m0.30/s0。2021 Q2
Dj—计算内径，m。 Dj5.33
第六节 管段阻力的计算
– 3. 海曾－威廉公式
–
式中：C－系数i
10.67
Q1.852 C D 1.852 4.87
第六节 管段阻力的计算
• 五、常用公式
– 1. 舍维列夫公式
• (3)旧钢管和旧铸铁管，水温10 ℃时的水力坡度：
v2
当
v 1.2m / s
时，
i
0.00107
D
1.3 j
当
v 1.2m / s
时，
i
0.000912
v2 D 1.3
j
1
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 150L/(人.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 布置如上图。 解： 1、总用水量 设计最高日生活用水量： 50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s
lqn
sqn
– 式中：k，n，m — 常数和指数；
l — 管段长度；
α— 比阻；
s — 管道摩阻（s=αl）
第六节 管段阻力的计算
• 三、管道的计算内径
公称直径 DN
150 175 200 225 250 275 300 325 350
中等管径
外径 D
内径 d
168 148
j
海曾－威廉公式的系数C值
塑料管
水管种类
新铸铁管，涂沥青或水泥的铸铁管
混凝土管，焊接钢管
旧铸铁管和旧钢管
C值 150 130 120 100
第六节 管段阻力的计算
– 4. 柯尔勃洛克公式
1
2
lg
k 3.71D
2.51
Re
– 式中：λ —阻力系数；
k —绝对粗糙度
水管种类 涂沥青铸铁管 涂水泥铸铁管 涂沥青钢管 石棉水泥管 离心法钢筋混凝土管 塑料管
– 1.干线
• 管段流量确定 • 经济流速确定管径 • 管段阻力计算 • 节点水压计算 • 二级泵站扬程确定
– 2.支线
• 支线允许压降确定 • 支线允许水力坡度确定 • 支线管径确定
第一节 树状管网的水力计算
• 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
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铸铁管
(mm)
内径 计算内径
d
Dj
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Leabharlann Baidu
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1500 1500
第六节 管段阻力的计算
• 四、给水管内水流流态
– （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。
第一节 树状管网的水力计算
• 三、树状管网水力计算示例
4.48
泵站 93.75 600
7.16
5.37
2
3 30.74
88.38
60.63
0 300 1
450 4
16.11
5
7.52
11.63 650
11.63 8
6 3.67 205
7
图例:
ｑ节点(L/s) q管段(L/s)
7.07 3.67
L ( m)
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
第一节 树状管网的水力计算
• 一、树状管网的特点
– 水流方向单一，管段流量唯一
• 二、树状管网水力计算要点
0.867 v
0.3
式中：v—流速，m/s；
Dj—管道的计算内径，m。
第六节 管段阻力的计算
– 2. 巴甫洛夫斯基公式
• 适用于混凝土管、钢筋混凝土管和渠道的阻力计算
• 谢才系数C的表达式： • 式中：y－指数，表达式C： 1 gR y
n
n—管壁粗糙系数，混凝土管y 和 2钢.5筋n混凝0.1土3管 0n.=750.01n3-00.0.114; R
• 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；
– （3）水力光滑区（层流区）： Re< 2320，阻力系数λ 与管径及Re有关，
194 174
219 199
245 225
273 253
299 279
325 305
351 331
377 357
钢管（mm)
大管径（壁厚10mm为例）
计算内径 公称直径 外径 计算内径
Dj
DN
D
Dj
147
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600
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第一节 树状管网的水力计算
工业用水量：
400 25m3 / h 6.94L / s 16
总水量为：
Q 86.81 6.94 93.75L / s
2、管线总长度 L 3025m，其中水塔到节点0的管
段两侧无用户。
K值 0.05-0.125
0.50 0.05 0.03-0.04 0.04-0.25 0.01-0.03
问题
• 课堂中讲述的四种计算管段阻力的公式分别的适 用范围是什么？
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
第六节 管段阻力的计算
• 二、管段阻力计算公式 （达西-韦伯公式，圆管满流）
i
D
(
q2 D2)2 2g
8q2 2 gD5
8g C2
8q2 2 gD5
64
2C2D5
q2
q2
4
– 式中：q — 管段流量；C-谢才系数
α— 比阻
64 2C 2D5
•
管段沿程阻力计算一般公式：
h
kl
qn Dm
R—水力半径，m。
• n=0.013时：
• n=0.014时：
i
0.001743
Q2 D 5.33
j
• 式中：Q—流量i，m0.30/s0。2021 Q2
Dj—计算内径，m。 Dj5.33
第六节 管段阻力的计算
– 3. 海曾－威廉公式
–
式中：C－系数i
10.67
Q1.852 C D 1.852 4.87