第八章 热水网路的水力计算和水压图 第二节
济南铁道职业技术学院
教师授课教案
20____/20____学年第____学期课程供热工程
1、掌握水压图的理论基础
2、掌握利用水压图分析热水管路的相关概念
3、掌握水压图的绘制方法
旧知复习：伯努里方程。
重点难点：
重点：１、总水头线、测压管水头线的作用。
２、室内热水供暖系统的水箱放置位置不同对水压图的影响
难点：几种水压曲线的概念的理解
教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）
一、复习（5分钟）
二、新课
１、伯努里方程的表示方法（10分钟）
２、水压图的基本概念（25分钟）
３、水箱不同放置位置时的水压图（20分钟）
４、热水网路压力状况的基本技术要求（15分钟）
５、绘制热水网路水压图的步骤（10分钟）
三、小结及作业（5分钟）
课后作业：
画出重力循环室内热水供暖系统的水压图。
教学后记：
水压图的几个基本概念容易混淆，学生理解情况欠佳。
任课教师教研室主任
济南铁道职业技术学院授课教案附页 第 页
任课教师 郑枫 教研室主任 张风琴 年 月 日
第三节 水压图的基本概念
水力计算只能确定热水管道中各管段的压力损失(压差)值，但不能确定热水管道上各点的压力(压头)值。
根据伯努利能量方程式，能量方程式为
21222221112
2
-?++
+=+
+P g Z P g Z P ρ
υρρ
υρ Pa
伯努利方程式也可用水头高度的形式表示，即
212
2
22211122-?+++=++H g
Z g P g Z g P υρυρ mH 2O 线AB 称为总水头线；线CD 称为测压管水头线。
在热水管路中，将管路各节点的测压管水头高度顺次连接起来的曲线，称为热水管路的水压曲线。
举例：机械循环室内热水供热系统。 设有—机械循环热水供暖系统(图9—4)
线/jA 代表回水干管的水压曲线，线/D /C /B 代表供水干线的水压曲线。系统工作时的水压曲线、称为动水压曲线。
在机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱不仅起着容纳系统水膨胀体积之用，还起着对系统定压的作用；对热水供热(暖)系统其定压作用的设备，称为定压装置。膨胀水箱是最简单的一种定压装置。
第四节 热水网络水压图
水压图是热水网路设计和运行的重要的工具，应掌握绘制水压图的基本要求、步骤和方法，以及会利用水压图分析系统压力状况。
一、热水网路压力状况的基本技术要求
热水供热系统在运行或停止运行时，系统内热媒的压力必须满足下列基本技术要求：
图9-4 室内热水供暖系统的水压图 1-膨胀水箱；2-循环水泵；3-锅炉
图9-5 膨胀水箱连接在热水供暖系统 供水干管上的水压图
1-膨胀水箱;2-循环水泵;3-锅炉
1、在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过该用户系统用热设
备及其管道构件的承压能力。
2、在高温水网路和用户系统内，水温超过100℃的地点，热媒压力应不低
于该水温下的汽化压力。
3、与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运转或停止工作时，其用户系统回水管出口处的压力，必须高于用户系统的充水高度，以防止
系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。
4、网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出5mH2O，以
免吸入空气。
5、在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管的资用压差，应满足
热力站或用户所需的作用压力。
二、绘制热水网路水压图的步骤和方法
在图9-6中，下部是网路的平面图，上部是它的水压图。
1、以网路循环水泵的中心线的高度（或其它方便的高度）为基准面，在纵
坐标上按一定的比例尺作出标高的刻度（如图上的o—y）。
2、选定静水压曲线的位置。
3、选定回水管的动水压曲线的位置。
4、选定供水管动水压曲线的位置。
这两个要求实质上就是限制着供水管动水压线的最低位置。
网路供、回水管之间的资用压差，在网路末端最小。
因此，只要选定网路末端用户引入口或热力站处所要求的作用压头，就可
确定网路供水主干线末端的动水压线的水位高度。
各分支线的动水压曲线，可根据各分支线在分支点处的供回水管的测压管
水头高度和分支线的水力计算成果，按上述同样的方法和要求绘制。
三、用户系统的压力状况和与热网连接方式的确定
当热水网路水压图的水压线位置确定后，就可以确定用户系统与网路的连
接方式及其压力状况。
用户系统1 从水压图可见，在网路循环水泵停运时，静水压线对用户1
满足不汽化和不倒空的技术要求。
（1）不会出现汽化。在用户系统1，110℃高温水可能达到的最高点，在
标高+2 m处。该点压力，超过该点水温下的汽化压力。
（2）不会出现倒空。用户系统的充水高度仅在标高19m处，低于静水压线。
采用混合水泵连接方式示意图及其相应水压图可见图9-7（b）所示。混合
水泵的流量应等于其抽引的回水量。混合水泵的扬程⊿H B应等于用户系统（或
二级网路系统）的压力损失值（⊿H B=⊿Hｊ）。
用户系统2它是一个高层建筑的低温水供暖的热用户。前已分析，为
使作用在其它用户的散热器的压力不超过允许压力，对用户2采用间接连接。
它的连接方式示意图及其相应的水压图可见图9-7（C）所示。
在设计用户入口时，在用户2的回水管上安装一个“阀前”压力调节阀，在供水管上安装止回阀。“阀前”调节阀的结构示意图见图9-8。其工作原理如下：当回水管压力作用在阀瓣上的力超过弹簧的平衡拉力时，阀孔才能开启。弹簧的选用拉力要大于局部系统静压力3～5 m H2O。
因此，保证用户系统不会出现倒空。
热网水力工况实验
一．实验目的
1．使学生了解水力工况变化对管网的影响。
2．能绘制各种不同工况下的水压图。
3．锻炼学生的实际动手能力。
二．实验装置
热网水力工况实验台：
系统组成如下图：
1、测压玻璃管
2、阀门
3、管网（以细水管代替暖气片）
4、水
泵5、循环水箱6、稳压水箱
图1 热网水力工况实验台示意图三．实验步骤
①通过调节供水干管和各支管（代表用户）的阀门，使各用户阻力、流量相等，记录各点压力，画出管路水压图。
流体压降与流量的关系为： 2
v sq P =?
并联管路流量分配关系：3
2
1
3211:
1:
1::s s s q q q v v v =
各用户阻力、流量相等情况下的水压图：
图2（a ） 各用户阻力及流量相等
图2（b ） 各用户阻力及流量相等时系统水压图
②改变其中用户2阀门，使其工况变化，看其变化对前边、后边用户以及整个管网影响，记录各点压力，绘制出变化后的水压图。并把实验数据填入实验报告。
图3（a ） 用户2的阀门G 关闭
图3（b ） 用户2的阀门G 关闭时的系统水压图（虚线所
示）
③打开相应阀门，启动用户2水泵，看其中某一用户加压后，对整个管网水力工况的影响，绘制出水压图。记录各点压力，并把实验数据填入实验报告。
图4（a ） 用户2增加水泵
图4（b ） 用户2增加水泵时的系统水压图
④根据以上各组压力计算各用户的流量变化的程度，即水力失调度。 四．实验报告
1．水力失调度计算公式
正常
变P P V V
x g
s ??=
=
式中：s V ——工况变化后的水量；
g V ——正常工况下的水量； 变P ?——工况变化后的压差；
正常P ——正常工况下的压差。 2．填写表格
3．绘制水压图。
根据以上各种工况，分别绘制水压图，并结合课程内容说明验证了什么问题。 五．注意事项
1．在正式进行细调节以前，必须将系统中全部空气泡清除。 2．为避免水流短路，必须将各用户阀门关得很小。 小结：
1、热水网路水力计算的基本公式。
2、热水网路水压图的基本概念及绘制。
给水管网水力计算基础
给水管网水力计算基础 为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。 管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于v d Av Q )4/(2 π==所以管径v Q v Q d /13.1/4== π。但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流 量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。 图 1管网的形状 (a)枝状管网；(b)环状管网 因此，在确定管径时，应该作综合评价。在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。 应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为： ——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝0.6-1.0m/s ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=1.0~1.4m/s 。 一、枝状管网 枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。 技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。 1．新建给水系统的设计 对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。 自由水头由用户提出需要，对于楼房建筑可参阅下表。 建筑物层数 1 2 3 4 5 6 7 8 自由水头Hz （m ） 10 12 16 20 24 28 32 36 这一类的计算，首先应从各管段末端开始，向水塔方向求出各管段的流量，然后选用经
第八章 热水网路的水力计算和水压图 第二节
济南铁道职业技术学院 教师授课教案 20____/20____学年第____学期课程供热工程 1、掌握水压图的理论基础 2、掌握利用水压图分析热水管路的相关概念 3、掌握水压图的绘制方法 旧知复习：伯努里方程。 重点难点： 重点：１、总水头线、测压管水头线的作用。 ２、室内热水供暖系统的水箱放置位置不同对水压图的影响 难点：几种水压曲线的概念的理解 教学过程：（包括主要教学环节、时间分配） 一、复习（5分钟） 二、新课 １、伯努里方程的表示方法（10分钟） ２、水压图的基本概念（25分钟） ３、水箱不同放置位置时的水压图（20分钟） ４、热水网路压力状况的基本技术要求（15分钟） ５、绘制热水网路水压图的步骤（10分钟） 三、小结及作业（5分钟） 课后作业： 画出重力循环室内热水供暖系统的水压图。 教学后记： 水压图的几个基本概念容易混淆，学生理解情况欠佳。 任课教师教研室主任
济南铁道职业技术学院授课教案附页 第 页 任课教师 郑枫 教研室主任 张风琴 年 月 日 第三节 水压图的基本概念 水力计算只能确定热水管道中各管段的压力损失(压差)值，但不能确定热水管道上各点的压力(压头)值。 根据伯努利能量方程式，能量方程式为 21222221112 2 -?++ +=+ +P g Z P g Z P ρ υρρ υρ Pa 伯努利方程式也可用水头高度的形式表示，即 212 2 22211122-?+++=++H g Z g P g Z g P υρυρ mH 2O 线AB 称为总水头线；线CD 称为测压管水头线。 在热水管路中，将管路各节点的测压管水头高度顺次连接起来的曲线，称为热水管路的水压曲线。 举例：机械循环室内热水供热系统。 设有—机械循环热水供暖系统(图9—4) 线/jA 代表回水干管的水压曲线，线/D /C /B 代表供水干线的水压曲线。系统工作时的水压曲线、称为动水压曲线。 在机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱不仅起着容纳系统水膨胀体积之用，还起着对系统定压的作用；对热水供热(暖)系统其定压作用的设备，称为定压装置。膨胀水箱是最简单的一种定压装置。 第四节 热水网络水压图 水压图是热水网路设计和运行的重要的工具，应掌握绘制水压图的基本要求、步骤和方法，以及会利用水压图分析系统压力状况。 一、热水网路压力状况的基本技术要求 热水供热系统在运行或停止运行时，系统内热媒的压力必须满足下列基本技术要求： 图9-4 室内热水供暖系统的水压图 1-膨胀水箱；2-循环水泵；3-锅炉 图9-5 膨胀水箱连接在热水供暖系统 供水干管上的水压图 1-膨胀水箱;2-循环水泵;3-锅炉
蒸汽网路水力计算
蒸汽网路系统 一、蒸汽网路水力计算的基本公式 计算蒸汽管道的沿程压力损失时，流量、管径与比摩阻三者的关系式如下 R = 6.88×10-3×K0.25×(G t2/ρd5.25)， Pa/m （9-1） d = 0.387×[K0.0476G t0.381 / (ρR)0.19]， m （9-2） Gt = 12.06×[(ρR)0.5×d2.625 / K0.125]， t/h （9-3） 式中 R —— 每米管长的沿程压力损失（比摩阻），Pa/m ； G t —— 管段的蒸汽质量流量，t/h； d —— 管道的内径，m； K —— 蒸汽管道的当量绝对粗糙度，m，取K=0.2mm=2×10-4 m； ρ —— 管段中蒸汽的密度，Kg/m3。 为了简化蒸汽管道水力计算过程，通常也是利用计算图或表格进行计算。给出了蒸汽管道水力计算表。 二、蒸汽网路水力计算特点
1、热媒参数沿途变化较大 蒸汽供热过程中沿途蒸汽压力P下降，蒸汽温度T下降，导致蒸汽密度变化较大。 2、ρ值改变时，对V、R值进行的修正 在蒸汽网路水力计算中，由于网路长，蒸汽在管道流动过程中的密度变化大，因此必须对密度ρ的变化予以修正计算。 如计算管段的蒸汽密度ρsh与计算采用的水力计算表中的密度ρbi不相同，则应按下式对附表中查出的流速和比摩阻进行修正。 v sh = ( ρbi / ρsh) · v bi m/s （9-4） R sh = ( ρbi / ρsh) · R bi Pa/m （9-5） 式中符号代表的意义同热水网路的水力计算。 3、K值改变时，对R、L d值进行的修正 （1）对比摩阻的修正、 当蒸汽管道的当量绝对粗糙度K sh与计算采用的蒸汽水力计算表中的 K bi=0.2mm不符时，同样按下式进行修正： R sh=(K sh / K bi)0.25 · R bi Pa/m （9-6）
枝状管网水力计算
9）4.10 3.88 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=311、1(流量单位:m 3/S,水头单位:m),h e1=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。 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(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。 ,即: q 1+Q 1=0,所以,Q 1=- q 1=-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: 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) 600 300 150 250 450 230 190 205 650 管段直径(mm) 400 400 150 100 300 200 150 100 150 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 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 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］,［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。 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］H 1-H 2 =h 1 H 2 =H 1 -h 1 H 2 =45、21 2 ［2］H 2-H 3 =h 2 H 3 =H 2 -h 2 H 3 =44、60 3 ［3］H 3-H 4 =h 3 H 4 =H 3 -h 3 H 4 =43、83 4 ［4］H 4-H 5 =h 4 H 5 =H 4 -h 4 H 5 =42、49 5 ［5］H 3-H 6 =h 5 H 6 =H 3 -h 5 H 6 =40、63 6 ［6］H 6-H 7 =h 6 H 7 =H 6 -h 6 H 7 =39、86 7 ［7］H 7-H 8 =h 7 H 8 =H 7 -h 7 H 8 =38、86 8 ［8］H 8-H 9 =h 8 H 9 =H 8 -h 8 H 9 =37、64 9 ［9］H 6-H 10 =h 9 H 10 =H 6 -h 9 H 10 =34、16 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 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
给水管网水力计算
第1章建筑内部给水系统1.7给水管网的水力计算
1.7.1确定管径求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式即可求定管径： 式中q j ——计算管段的设计秒流量，m 3/s ；d ——计算管段的管内径，m ； v ——管道中的水流速，m/s 。 建筑物内的给水管道中不同材质管径流速控制范围可按 不同材质管径流速控制范围表选取。但最大不超过2m/s 。v d q g 42π=v q d g π4=不同材质管径 流速控制范围表 点击查看
1.7.2给水管网和水表水头损失的计算１. 给水管道的沿程水头损失 式中h y——沿程水头损失，kPa； L ——管道计算长度，m； i——管道单位长度水头损失，kPa/m，按下式计算：
后退前进返回本章总目录返回本书总目录 式中i ——管道单位长度水头损失，kPa/m ； d j ——管道计算内径，m ； q g ——给水设计流量，m 3/s ； C h ——海澄-威廉系数： 塑料管、内衬（涂）塑管C h = 140； 铜管、不锈钢管C h = 130 ；衬水泥、树脂的铸铁管C h = 130； 普通钢管、铸铁管C h = 100。 i 1.７给水管网的水力计算 1.7.2给水管网和水表水头损失的计算
1.7.2给水管网和水表水头损失的计算 ２. 生活给水管道的局部水头损失 管段的局部水头损失计算公式式中h j ——管段局部水头损失之和，kPa ； ζ ——管段局部阻力系数； v ——沿水流方向局部管件下游的流速，m/s ； g ——重力加速度，m/s 2。 ∑=g v h j 22 ζ
1.7.2给水管网和水表水头损失的计算 根据管道的连接方式，采用管（配）件当量长度计算法 管（配）件当量长度： 螺纹接口的阀门及管件的摩阻损失当量长度，见阀门和螺 纹管件的摩阻损失的当量长度表。 管（配）件产生的局部水头损失大小同管径某一长度管道 产生的沿程水头损失 则：该长度即为该管（配）件的当量长度。 等于阀门和螺纹管件的摩阻损失的 当量长度表点击查看
热水管网的水力计算
8章建筑内部热水供应系统 8.4热水管网的水力计算 8.4 热水管网的水力计算 8.4热水管网的水力计算
热水管网的水力计算是在完成热水供应系统布置，绘出热水管网系统图及选定加热设备后进行的。 水力计算的目的是： 计算第一循环管网（热媒管网）的管径和相应的水头损失； 计算第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失； 确定循环方式，选用热水管网所需的各种设备及附件，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。
以热水为热媒时，热媒流量G按公式（8-8）计算。 热媒循环管路中的配、回水管道，其管径应根据热媒流量G、热水管道允许流速，通过查热水管道水力计算表确定，并据此计算 出管路的总水头损失H h 。热水管道的流速，宜按表8-45选用。 8.4.1 第一循环管网的水力计算 1．热媒为热水 热水管道的流速表8-12
当锅炉与水加热器或贮水器连接时，如图8-12所示， 热媒管网的热水自 然循环压力值H zr 按式 （8-35）计算： ) (8.921ρρ-?=h H zr 图8-12
热水管网的水力计算 8.4.1 第一循环管网的水力计算 式中H zr —热水自然循环压力，Pa ； Δh —锅炉中心与水加热器内盘管中心或贮水器中心垂直高度，m ；ρ1—锅炉出水的密度，kg/m 3； ρ2—水加热器或贮水器的出水密度，kg/m 3。 当H zr ＞H h 时，可形成自然循环，为保证运行可靠一般要求 （8-36）： h H 当H zr 不满足上式的要求时，则应采用机械循环方式，依靠循环水泵强制循环。循环水泵的流量和扬程应比理论计算值略大一些，以确保可靠循环。 zr H ≥（1.1~1.15）h H
城给水管网水力计算程序及例题
给水排水管道工程 课程设计指导书 环境科学与工程学院
第一部分城市给水管网水力计算程序及习题 一、程序 #define M 18 #define N 6 #define ep 0.01 #include
for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M-1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like; for(k=0;k<=M-1;k++) { p=abs(io[k]);q=abs(jo[k]); Q[k]=Q[k]+dq[p]+(dq[q]*sgn(jo[k])); } ko=ko+1; if(flag==0) goto loop; like: printf("\n\n"); for(i=1;i<=N;i++) {printf("%f\n",f[i]);} printf("ep=%f\n",0.01); printf("n=%d,m=%d,ko=%d\n",N,M,ko); for(k=0;k<=M-1;k++) { printf("%d)",k+1);
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给水排水管道工程课程设计指导书
环境科学与工程学院 第一部分城市给水管网水力计算程序及习题一、程序 #define M 18 #define N 6 #define ep 0.01 #include
for(k=0;k<=M-1;k++) { h[k]=10.67*pow(fabs(Q[k]),1.852)*l[k]; h[k]=h[k]/(pow(100,1.852)*pow(D[k],4.87))*sgn(Q[k]); } for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M-1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like;
给水排水管道系统水力计算
第三章给水排水管道系统水力计算基础 本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流 给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。
城给水管网水力计算程序及例题
给水排水管道工程 课程设计指导书
环境科学与工程学院 第一部分城市给水管网水力计算程序及习题一、程序 #define M 18 #define N 6 #define ep 0.01 #include
{ Q[k]=Q[k]*sgn(io[k]); } ko=0; loop: for(k=0;k<=M-1;k++) { h[k]=10.67*pow(fabs(Q[k]),1.852)*l[k]; h[k]=h[k]/(pow(100,1.852)*pow(D[k],4.87))*sgn(Q[k]); } for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M-1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like;
供热工程9.2 热水网络水力计算方法和例题
第二节热水网络水力计算方法和例题 热水网络水力计算所需资料： 1.网路的平面布置图（平面图上应标明管道所有的附件和配件）； 2.热用户热负荷的大小； 3.热源的位置以及热媒的计算温度。 热水网路的水力计算方法及步骤： 1.确定热水网路中各个管段的计算流量 管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算流量之和，以此计算流量确定管段的管径和压力损失。 1)对只有供暖热负荷的热水供暖系统，用户的计算流量可用下式确定： （9—13） 式中'n Q ——供暖用户系统的设计负荷，通常可用GJ/h 、MW 或610kcal/h;'1τ、'2τ——网路的设计、回水温度，℃； c——水的质量比热，c=4.1868kj/(kg·℃)=1kcal/(kg·℃) A——采用不同计算单位系数； 2)对具有多种热源用户的并联闭式热水供热系统，采用按供暖热负荷进行集中质调节时，网路计算管道的设计流量应按下式计算： （9—14）式中'sh G ——计算管段的设计流量，t/h ；' n G 、' t G 、' r G ——计算管段担负供暖、通风、热水供应的热负荷设计流量，t/h ；'n Q 、't Q 、'r Q ——计算管段担负的供暖、通风和热水供应的设计热负荷，通常可以GJ/h 、MW 或610kcal/h 表示； A——采用不同计算单位时的系数； '''1τ——在冬季通风室外设计算温度'w.t t 时的网路供水温度，℃；'''t .2τ——在冬季通风室外设计算温度'w.t t 时，流出空气加热器的网路回 水温度，采用与供暖热负荷质调节时相同的回水温度，℃； ''1τ——供热开始或开始间歇调节时的网路供水温度，℃； ''2.r τ——供热开始或开始间歇调节时，流出热水供应的水-水换热器的1212()()n n n Q Q G A c ττττ'''==''''--121 2.1 2.()n t r sh n t r t r Q Q Q G G G G A ττττττ'''''''=++=++''''''''''''---
给水管网水力计算
管网水力计算 ?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。
1§树状网计算 树状网特点 1)管段流量的唯一性 ?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，或者可以说树状网只有唯一的流量分配。每一节点符合节点流量平衡条件q i+∑q ij＝0
2)干线与支线的区分 ?干线：从二级泵站到控制点的管线。一般是起点（泵站、水塔）到控制点的管线，终点水压已定，而起点水压待求。 ?支线：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而标高与最小服务水头之和。 ?划分干线和支线的目的在于两者确定管径的方法不同： ?干线——根据经济流速 ?支线——水力坡度充分利用两点压差? ? ? ??=D v f i
【例】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5.00m，管网布臵见图。 水泵水塔 01 2 3 48 5 67 450 300 600 205 650
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 ?工业用水量： 两班制，均匀用水，则每天用水时间为16h 工业用水量（集中流量）=400/16=25m3/h=6.94L/s ?总水量： ∑Q=86.81+6.94=93.75L/s
市政给水管网水力计算问题研究
市政给水管网水力计算问题研究 摘要：目前市场上出现的排水给水管材的规格和类别非常多，这给水力计算带来了很大的麻烦。以往管理给水管网时基本属于经验式管理，存在科学性差。随着测流点、测压点在市政给水管网中的设置，管网建模逐渐进入了实用化阶段。通过介绍给水管网模型，介绍管网水力计算方程的研究问题。 关键词：水力计算；市政给排水；建模 在市政给水管网的设计中，水力计算是管网设计的计算基础。根据管网形状和管材不同，采用的参数或公式就不同。随着管材市场的不断发展，目前市场上出现的给水排水水管的规格和类别越来越多，这给水力计算带来了很大的麻烦。虽然有设计给水排水管道的相关设计手册中规定了针对各种管材的水力计算公式，但是还是不能够满足日益增多的管材规格，另外在查算时也非常不方便。在目前的管网设计中，通常通过建立微观管网模型来获取动态水力信息，进而进行水力计算，但是由于技术限制，这种方法在使用过程中受到限制。因此探究市政给水管网水力计算研究问题具有非常重要的意义。 供水管网模型 就目前研究的供水管网模型类型来看，管网模型的类型包括了宏观和微观两种管网模型。建立管网宏观模型时运用回归计算的方法，运用此方法的前提是基于大量的运行数据以及模型服从管网流量“比例负荷”。通过这种计算方法，能够建立控制点压力分布以及在管网中各个水厂的供水压力的函数关系。由于建立宏观模型是建立在统计的回归模型上，它的计算速度非常快，所以这种建模方法通常用在给水系统模块调度中，而在扩建、改建或者新建给水管网模块中并不适合。根据实际的管网情况，管网中的管段、水泵以及阀门等全部的元素，不通过简化处理而建立的模型即为微观模型。通过解环方程、解节点方程以及解管段方程能够将管网中节点以及管段的信息。通过建立微观模型能够将给水管网中水力的全部运行状态准确表达出来，其重点表达的是水力实时状态和信息。由于受到技术限制，一些管道的基础参数和拓扑关系的完整性很难获取，尤其是受到设备的限制，不能准确地将管网节点流量的动态数据准确获取。所以不能直接建立微观模型，必须将管网通过简化处理，利用简化后的管网进行水利计算。 管网水力计算方程 在管网设计中，水力计算是基础，也是分析管网中动态工况以及模拟管网系统的基础。进行管网水力计算的基础任务是在已知管网管径以及水管流量的前提下，求出各个管段的流量，用qij表示，并计算出水压（H）、流量（Q），同时各个节点的水压也需要计算出来。计算管网的基础方程包括回路方程、压降方程以及节点方程等。
给水管网水力计算基础
给水管网水力计算基础-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
给水管网水力计算基础 为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。 管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于 v d Av Q )4/(2π==所以管径v Q v Q d /13.1/4==π。但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。 图 1管网的形状 (a)枝状管网；(b)环状管网 因此，在确定管径时，应该作综合评价。在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。 应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为： ——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝-1.0ms ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=~1.4m/s 。 一、枝状管网 枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。 技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。 1．新建给水系统的设计 对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。 自由水头由用户提出需要，对于楼房建筑可参阅下表。 表 自由水头Hz 值
试卷及答案16
一. 填空（每空1分，共25分） 1. 通风、空调系统并联管路阻力平衡的方法和。 2.敞口的竖直管中的气体重力流，其流动动力的大小取决于 和之积，流动方向取决于 ，若管道内气体密度，则管道内气流向上。 3.建筑高度超过的公共建筑或工业建筑、楼层数在 的住宅建筑为高层建筑。 4.燃气管道的与其它管道相比，有特别严格的要求。 5.室内热水供应系统设置循环管的目的是。 6.蒸汽供暖系统水平失调具有和。 7.水封水量损失的主要原因为、和 。 8.设计室内排水系统横管时须满足的规定有、、 和。 9.泵、风机的能量损失包括、、和 。 10.泵、风机采用串联运行的条件是和 。 二．单项选择（每题1分，共5分） 1.对于压力和重力综合作用下的气体管流，压力和重力综合作用将 管内气体的流动。 A.增强 B.削弱 C.不一定 2.蒸汽管网比冷热水管网在设计和运行管理上较复杂的原因是。 A.蒸汽的比重小 B.蒸汽和凝水状态参数变化较大 C.蒸汽系统的压力大 3.欧拉方程的特点是流体经泵或风机所获得的理论扬程。 A.与流动过程有关 B.与流体进出口速度有关 C.与被输送流体的种类有关 4.两台性能相同的泵或风机并联运行时，总流量增量的大小与下列哪一项有关。 A.管网性能曲线形状 B.泵或风机性能曲线形状 C.前两者 5.随着并联泵或风机台数的增多，总流量增量的幅度越来。 A.越大 B.越小 C.不变 三．判断对错（每题1分，共10分） 1.当量直径就是与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管直径。
2.吸送式气力输送系统的风机安装在系统尾部，系统在负压下运行。 3.应使排水立管内的水流状态处于水塞流。 4.轴功率表示在单位时间内流体从离心式泵或风机中所获得的总能量。 5.风机的全压为单位体积的气体流经风机时所获得的总能量。 6.理想条件下，泵或风机的Q T-H T性能曲线为抛物线形状。 7.改变管网性能曲线最常用的方法是改变管网中阀门的开启度。 8.泵的调节阀安装在吸入管上时，技术和经济性较好。 9.对于具有驼峰形性能曲线的泵或风机，其在压头峰值点的左侧区域运行 时，设备的工作状态能自动地与管网的工作状态保持平衡，稳定工作。 10.系统效应反映的是泵或风机进出口与管网系统连接方式对泵或风机的性能产生的影响。 四．简答题（每题5分，共30分） 1.什么叫均匀送风﹖实现均匀送风的基本条件﹖ 2.阐述湿式自动喷水灭火系统的工作原理。 3.建筑给水系统所需压力的组成﹖如何根据所需压力及外网水压确定供水 方式﹖ 4.分析建筑内排水立管的压力变化。 5.试比较前向叶片、径向叶片和后向叶片。 6.什么叫泵或风机的喘振﹖其危害﹖防治的方法﹖ 五. 制图分析题（10分） 下图为热水网路平面示意图及干管在正常水力工况下的水压曲线,请绘出（1）关小阀门A（2）关小阀门B两种情况下的水压曲线,并分析各种用户的流量变化。 六.分析计算题（10分） 下图为某热水网路平面图,管线纵剖面图和水压图,网路供、回水温度130℃/70℃(130℃水汽化压力17.6mH2O),用户3为低温水供暖用户,压力损失为2mH2O,主干线长为1000m,试问 1。在图中标出定压点C的位置 2。确定网路循环水泵扬程 3。确定热源内部压力损失 4。网路主干线压力损失 5。回水主干线平均比压降 6。定性比较用户1和用户2供水支线压力损失大小 7。验证热水网路在用户3入口处压力工况是否满足技术要求 8。确定用户3连接方式 七.计算题（10分） 某厂区热水供热系统网路平面如图,供水温度t1=130℃,回水温度t2=70℃,用户流量及用户内部阻力损失如图所示,试进行热水网路水力计算。（ a j =0.6局部损失与沿程损失的估算比值）
02-4给水管网的水力计算
第2章建筑内部给水系统 2.4给水管网的水力计算
在求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式，即可求定管径： 给水管网水力计算的目的在于确定各管段管径、管网的水头损失和确定给水系统的所需压力。 υπ42d q g =πυg q d 4=式中 q g ——计算管段的设计秒流量，m 3/s ； d j ——计算管段的管内径，m ； υ——管道中的水流速，m/s 。 （2-12）
当计算管段的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，使建筑内给水系统所需压力增大。而流速过小，又将造成管材的浪费。 考虑以上因素，建筑物内的给水管道流速一般可按表2-12选取。但最大不超过2m/s。
工程设计中也可采用下列数值： DN15~DN20，V =0.6~1.0m/s ；DN25~DN40，V =0.8~1.2m/s 。 生活给水管道的水流速度 表2-12
2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算 2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算 给水管网水头损失的计算包括沿程水头损失和局部水头损失两部分内容。 １. 给水管道的沿程水头损失 （2-13）——沿程水头损失，kPa； 式中 h y L——管道计算长度，m； i——管道单位长度水头损失，kPa/m，按下式计算：
2.4 给水管网的水力计算 2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算 式中i——管道单位长度水头损失， kPa/m ； d j ——管道计算内径，m； q g——给水设计流量，m3/s； C h ——海澄-威廉系数： 塑料管、内衬（涂）塑管C h = 140； 铜管、不锈钢管C h = 130； 衬水泥、树脂的铸铁管C h = 130； 普通钢管、铸铁管C h = 100。 （2-14）
城给水管网水力计算程序及例题
给水排水管道工程
课程设计指导书 环境科学与工程学院 第一部分城市给水管网水力计算程序及习题一、程序 #define M 18 #define N 6
#define ep 0.01 #include
for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M -1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like; for(k=0;k<=M -1;k++) { p=abs(io[k]);q=abs(jo[k]); Q[k]=Q[k]+dq[p]+(dq[q]*sgn(jo[k])); } ko=ko+1; if(flag==0) goto loop; like: printf("\n\n"); for(i=1;i<=N;i++) {printf("%f\n",f[i]);} printf("ep=%f\n",0.01); printf("n=%d,m=%d,ko=%d\n",N,M,ko); for(k=0;k<=M -1;k++) { printf("%d)",k+1); printf("k=%d, l=%f, h=%f, ",k+1,l[k],h[k]); printf("Q=%f, ",Q[k]*1000); printf("v=%f\n",4*Q[k]/(3.1416*pow(D[k],2))); } } int sgn(doublex) { if(x>0)return 1; elseif(x==0) return 0; elsereturn -1;
专题二建筑给排水水力计算
专题二建筑给水工程 2.1 建筑给水系统设计实例 1. 建筑给水系统设计的步骤 (1) 根据给水管网平面布置绘制给水系统图，确定管网中最不利配水点(一般为距引入管起端最远最高，要求的流出压力最大的配水点)，再根据最不利配水点，选定最不利管路(通常为最不利配水点至引入管起端间的管路)作为计算管路，并绘制计算简图。 (2) 由最不利点起，按流量变化对计算管段进行节点编号，并标注在计算简图上。 (3) 根据建筑物的类型及性质，正确地选用设计流量计算公式，并计算出各设计管段的给水设计流量。 (4) 根据各设计管段的设计流量并选定设计流速，查水力计算表确定出各管段的管径和管段单位长度的压力损失，并计算管段的沿程压力损失值。 (5) 计算管段的局部压力损失，以及管路的总压力损失。 (6) 确定建筑物室内给水系统所需的总压力。系统中设有水表时，还需选用水表。并计算水表压力损失值。 (7) 将室内管网所需的总压力及室外管网提供的压力进行比较。比较结果按2.3.1节处理。 (8) 设有水箱和水泵的给水系统，还应计算水箱的容积；计算从水箱出口至最不利配点间的压力损失值，以确定水箱的安装高度；计算从引入管起端至水箱进口间所需压力来校核水泵压力等。 2. 建筑给水系统设计实例 图2.1为某办公楼女卫生间平面图。办公楼共2层，层高3.6m，室内外地面高差为0.6m。每层盥洗间设有淋浴器2个，洗手盆2个，污水池1个；厕所设有冲洗阀式大便器6套。室外给水管道位置如图2.1所示，管径为100mm，管中心标高为–1.5m(以室内一层地面为±0.000m)，室外给水管道的供水压力为250kPa，镀锌钢管，排水管道采用塑料管材。
市政给水管网水力计算问题
科技信息2012年第33期 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 0引言 给水管网系统是一个拓扑结构复杂、规模庞大、用水变化随机性强、运行控制为多目标的网络结构。以往的给水管网管理多属经验式的管理，存在科学性差的缺点。上世纪80年代随着计算机及相应技术的发展、遥测远传设备价格的下降，各国开始着力开展管网建模理论与实践的研究。 1供水管网模型的类型 从目前对管网模型的研究来看，管网模型包括管网宏观模型和管网微观模型。管网宏观模型是在管网流量服从“比例负荷”的前提下，在管网系统的大量实际运行数据基础上，运用回归计算的方法，建立管网中各水厂供水压力和控制点压力分布的函数关系。由于宏观模型是基于统计的回归模型，计算速度快，多用于给水系统的调度建模，不宜用于给水系统新建、改建和扩建的建模。按管网实际情况，包括管网所有元素（管段、阀门、水泵等），不做简化所建立的模型称之为微观模型。通过求解节点方程、解环方程或管段方程可以求得所有节点和管段的全部信息。微观模型详细地表达给水管网内部水力运行状态，着重于水力信息和实时状态的表达。但限于我国现有的基础条件，有些管网的拓扑关系及基础参数很难完全取得，特别是由于设备条件等因素的限制，管网的节点流量无法动态准确得到，因此完全采用微观模型的方法不适应于给水系统优化调度的要求。所以对管网进行水力计算一般要对管网进行简化，通过对实际的复杂管网进行简化，使简化后的管网模型与原管网具有相同或近似的特性，然后再进行水力计算。 2管网水力计算方程 管网水力计算是给水管网设计的基础，是进行管网系统模拟和各种动态工况分析的基础，也是加强给水管网系统优化管理运行的基础。管网水力计算的任务是，在流量已分配和管径已定的基础上，求出各管段的实际流量q ij，确定配水源的流量Q和水压H，以及各节点的水压。管网计算的基础方程组有节点方程、压降方程、回路方程等。2.1节点方程 从任一节点流出和流入的流量，其代数和等于零，以满足节点流量平衡的条件，又称为连续性方程，即∑±q ij+Q i=0，其中Q i为节点i的 流量；q ij表示与节点i相连接的各管段流量，i，j为其起、止节点编号。 2.2压降方程 又称为水头损失方程，是管段水头损失与其两端节点水压以及流量的关系式。如仅考虑沿程水头损失时，流量q和水头损失h的关系可表示为h ij=H i-H j=s ij q ij n，其中H i、H j分别为管段两端节点i和j的水压高程；h ij为管段水头损失，m；s ij为管段摩阻；q ij n为管段流量m3/s；n= 1.852-2，根据所采用的水头公式不同而定。方程数等于管段数。 2.3回路方程 回路方程是闭合环的能量平衡方程，表示在管网的任一闭和环内，各管段的水头损失代数和等于零，又称为能量方程，可写成 L 1 ∑h ij- ΔH k=0，其中h ij为属于基环k的管段的水头损失；ΔH k为基环k的闭合差或增压和减压装置产生的水压差。 每一环有一个能量方程。管段水头损失的正负号规定如下：当管段流向与环的方向（常规定为顺时针方向）一致时为正，反之为负;即顺时针流向的管段水头损失为正，逆时针方向为负。ΔH k是环k内增压（如泵站）或减压装置（如减压阀）产生的水压差。 3管网水力简化的原则3.1对管段的简化 为降低管网的复杂程度，城市给水管网模型往往限制在某一确定管径以上的规模。对于管网中小于该管径的管段在管网模型中则进行合并或者删减。但是，当某个小管径管道对于下游压力分布存在重要影响（例如当该管段上的水力压降很大）时，对该管段的不合理简化同样会造成模型对管网内水压分布的错误估计。 对管段的简化，可以对节点流量分配的准确程度产生影响。除由于管网简化引起的节点流量的错误估计外，对于简化后管网中的节点流量，由于分配方法不同也将造成管网模型中节点流量的不同。事实上，任何一种节点流量分配方案都需要根据管网情况不断做出符合实际的调整，以便能使管网模型计算结果与管网实际情况达到最大程度的吻合。 3.2对流量的简化处理 因管网水力模拟计算的需要，管网中的流量被集中在连接管段的节点上，这种简化对于模拟管网运行水力状态是合理而且必要的，但也带来一定程度上的主观性和不确定性：例如某个大用户流量被分配到错误的节点上，则将使得管网模型对整个管网压力的分布造成错误估计。 实际中，确定每个节点的供水范围是一项十分复杂而细致的工作。由于大多数用户的接入管管径是在简化的管径以下，这样他们在管网中的位置无法显示出来，就产生了节点的供水范围与正常情况可能有很大不同。对于管网的设计与调度都造成了错误的估计。所以在条件允许的情况下，我们应该尽量减少这种简化，至少在简化时进行方案比较，选择与实际比较接近的作为最终方案。 3.3对局部阻力系数的简化处理 在给水管道中，局部水头损失和沿程水头损失相比，其值很小，在目前的管网分析计算中，局部水头损失常忽略不计。 4管网水力计算的一般方法 管网水力计算是给水管网设计的基础，是进行管网系统模拟和各种动态工况分析的基础，也是加强给水管网系统优化管理运行的基础。根据环状管网平差时的未知量是流量还是水压，可将管网的水力计算方法分为两种：流量法和水压法。 4.1流量法 流量法的基础方程：压降方程、节点连续性方程和能量方程。 将压降方程代入回路方程中可以得到式子∑S ij q ij n-1q ij-ΔH k=0，该式与连续性方程联立可以得到与管段数相同的方程组，解方程后得到各管段的流量，这就是流量法的原理。但是，当n≠1时，式λl/d≥19∑ζ是流量的非线性方程。一般情况下，不能用直接法求解，而需要用逐步近似法求解。 环状网在初分流量后，已满足连续性方程的条件，但是还不能满足能量方程的要求，因此需要联立求解J－l个线性连续性方程和L个非线性能量方程，来求出既满足连续性方程又满足能量方程的管段流量。常用的求解方法有哈代-克罗斯法和牛顿-拉夫森法。 4.2水压法 水压法是用水头损失表示流量的管网计算方法。基础方程有： （l）P个用水头损失h表示管段流量q称为压降方程的关系式， （2）J－S个连续性方程，J为节点数，S为配水源数。 （3）L个能量方程，L为环数。 j ∑R ij H i-H jα-1(H i-H j)+Q i=0 上式即为水压法求解的方程，以节点水压拭为未（下转第87页） 市政给水管网水力计算问题探析 许余亮叶跃忠 (上海自来水投资建设有限公司中国上海200063) 【摘要】随着测压点、测流点、水质点在管网中的设置，这些测点的运行数据可及时传送至公司供水调度中心，管网建模开始进入实用化阶段，部分城市也相继建立了管网的计算机管理系统，并不断的进行系统的完善。到目前为止，管网建模是仿真给水管网系统动态工况的最有效的方法。 【关键词】市政给排水；水力计算；数学建模；水头损失；局部阻力；运行控制 ○科教前沿○ 107