低压管道环状管网水力计算(精)
低压燃气管道水力计算公式
低压燃气管道水力计算公式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1燃气管道输送水力计算一、适用公式燃气的管道输配起点压力为10KPa，按《城镇燃气设计规范》，应纳入中压燃气管道的范围。
但本设计认为，虽然成套设备的输出压力为10KPa，出站后，压力即降至10KPa以下。
整个管网系统都在10KPa以下的压力状态下工作，因此，在混空轻烃管道燃气输配过程的水力计算，应采取低压水力计算公式为宜。
二、低压燃气管道水力计算公式：1、层流状态 R e≤2100λ＝64/R e R e＝dv/γΔP/L＝×1010（Q0/d4）γρ0（T/T0）2、临界状态 R e＝2100~3500λ＝＋（R e－2100）/（65 R e－1×105）ΔP/L＝×106［1＋（ Q0－7×104dγ）/（－1×105dγ）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）3、紊流状态 R e≥35001）钢管λ＝［（Δ/d）＋（68/ R e）］ΔP/L＝×106［（Δ/d）＋（dγ/ Q0）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）2）铸铁管λ＝［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］ΔP/L＝×106［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）注：ΔP——燃气管道的沿程压力降（Pa） L——管道计算长度（m）λ——燃气管道的摩阻系数 Q0——燃气流量（Nm3/h）d——管道内径（mm）ρ0——燃气密度（kg/Nm3）γ——0℃和时的燃气运动粘度（m2/s）Δ——管壁内表面的绝对当量粗糙度（mm） R e——雷诺数T——燃气绝对温度（K） T0——273Kv——管内燃气流动的平均速度（m/s）（摘自姜正侯教授主编的《燃气工程技术手册》——同济大学出版社1993版P551）二、燃气的输配工况条件起点压力——10KPa 最大流速——10m/s燃气密度——Nm3（20℃和浓度20%时）纯轻烃燃气运动粘度——×10－6m2/s（0℃和时）燃气运动粘度——×10－6m2/s（0℃和时）三、钢管阻力降的计算与查表结果注：1、——*因计算数据与实际数据误差过大，已无计算、列表的必要。
环状网计算精选文档
• （3）最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求
管网损坏时，允许在检修时段内供水量减少，事故时的流量按照设计水量的70% 计算。
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课后作业
• 教材《给水工程》严煦世主编，55页，将节点1和 节点9的节点水量互换，可选管径为 DN150,200,250,300，水力坡度采用舍维列夫公式， 重新进行水力平差计算，每环闭合差要求小于 0.5m，大环闭合差小于1.0m。
hij 0
l1
3
Ⅱ4
5
△hⅡ
△hⅣ
Ⅳ
△qⅡ
△qⅣ
2
Ⅰ9
8
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Ⅲ
△qⅠ
△qⅢ
1
6
7
2
第二节 环状管网的水力计算
• 给水管网计算实质上是联立求解连续性方程（节 点）、能量方程（环）和管段压降（管段）方程， 基本原理是基于质量守恒和能量守恒。
• 连续性方程：对于任一节点来说，流向该节点的 流量必须等于从该节点流出的流量，如管网有J个 节点，则：
• 三、环状网计算（管网平差）
– 5. 管网的核算条件
• （1）消防时的流量和水压要求
以最高时用水量确定的管径为基础，然后按最高用水时另增加消防时的流量 进行流量分配，求出消防时的管段流量和水头损失；
• （2）最大转输时的流量和水压要求
设置水塔的管网，在最高用水时，由泵站和水塔同时向管网供水，但在一天内 抽水量大于用水量的一段时间里，多余的水经过管网送入水塔储存，这种管网 还需用最大转输时流量来核算。
• 相邻环闭合差同号，对大环进行平差 • 相邻两环闭合差异号，对闭合差数值大的环进行平差
环状管网水力计算
环状管网水力环状管网水力计算计算前述水力计算基础工作完成后，环状网设计还需哪些计算?★★★回顾求管段的设计流量（也即管段计算流量)的流程:管网总供水量管网总供水量Q Q各个大用户的集中流量之和Σq各段干管长度之和ΣL比流量qs 沿线流量q l折算部分集中集中流量流量节点流量qi管段计算流量q ij枝状网时，各管段的设计流量是唯一确定的（准确的）环状网时，各管段的满足一定的关系，但不能准确确定，只能粗略的预估（初步大致分配)。
环状管网水力计算全过程管网总供水量管网总供水量Q Q各个大用户的集中流量之和Σq各段干管长度之和ΣL比流量qs 沿线流量ql折算部分集中集中流量流量节点流量qi初步分配的非准确的管段计算流量q ij二泵扬程、水塔高度寻找控制点寻找控制点C C准确的管段水头损失准确的管段计算流量管网平差水厂供来100L/sq A=30L/sq C=50L/sq B=20L/s123-100+30+q 1-2+q 1-3=0……①-q 1-2+20+q 2-3=0……②q1-2、q1-3、q2-3这几个流量的准确值，还需满足什么关系?环的能量方程:Z1+H1-s 1-2q 1-2-s 2-3q 2-3=Z1+H1-s 1-3q 1-31.8521.8521.85255%30%10%5%水厂供来100L/sq A=30L/sq C=50L/sq B=20L/s123-100+30+q 1-2+q 1-3=0……①-q 1-2+20+q 2-3=0……②-s 1-2q 1-2-s 2-3q 2-3+s 1-3q 1-3=0……③接下来要来求解这个方程组的数学方法，即为平差。
或者说，求得这3个管段设计流量的准确值的过程，即为平差。
1.852 1.852 1.85255%30%10%5%水厂供来100L/sq A=30L/sq C=50L/sq B=20L/s123-100+30+q 1-2+q 1-3=0……①-q 1-2+20+q 2-3=0……②-s 1-2q 1-2-s 2-3q 2-3+s 1-3q 1-3=0……③1、这个方程组叫“环方程组”，以“管段设计流量”为未知数。
管网水力计算(精)
例题：某城市供水区总用水量93.75L/s.节点４接某工 厂，工业用水量为6.94L/s 。节点0-8都是两边供水。 求比流量
水塔
3 2
水泵
600 0 300 1 450 4
650
8
5
6
7
1.管线总长度：ΣL＝2425m，其中水塔到
205
节点0的管段两侧无用户不计入。
2.比流量：
(93.75－6.94)÷2425＝0.0358L/s
4.5.2 管网图形及简化
1.管网设计图中的元素 (1)节点：有集中流量进出、管道合并或分叉以 及边界条件发生变化的地点 (2)管段：两个相邻节点之间的管道管线：顺序 相连的若干管段 (3)环：起点与终点重合的管线 ①基环：不包含其它环的环 ②大环：包含两个或两个以上基环的环
③虚环：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。
管段编号
1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7
合计
管段计算总长度 （m）
800 0.5×600=300
0.5×600=300 0.5×600=300
800 800 600 500
4400
比流量 (L/s.m) 0.03182
沿线流量 (L/s)
25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91
（1）消防时：假设在泵房供水区、水塔供水区各又 一着火点，每个消防用水额定（20L/S）
泵房节点流量为 237.5+20=257.5 水塔节点流量为54.2+20=74.2
2、低压煤层气环状集输管网的管径计算讲解
低压煤层气环状集输管网的管径计算中国石油工程设计有限公司华北分公司李树清中国石油工程设计有限公司北京分公司李轲摘要：本文通过对低压煤层气环状集输管网管径计算的基本原理介绍和计算示例，阐述了如何运用这些理论和公式来解决实际问题，提供了如何进行低压煤层气复杂环状集输管网管径计算的方法，以供今后类似工程设计参考借鉴。
低压煤层气的集输，采用环状集输管网工艺，在国内属于首创，是一种新的尝试和创新。
关键词：低压煤层气环状集输管网管径计算1 前言随着常规天然气资源不断减少，能源需求不断增加,特别是对环境保护要求的日趋严格，煤层气作为巨大的潜在资源在能源消费中的地位也逐步提高。
世界已有17个国家在开展煤层气勘探，美、加、澳、印等国已形成工业化规模，俄罗斯、捷克、波兰等国都在积极勘探。
美国是煤层气开采最早最成功的国家，在研究、勘探、开发利用煤层气方面处于世界领先地位，尤其是圣胡安和黑勇士两个煤田的集输系统已经相当成熟。
在我国，当前煤层气的勘探开发工作正在日新月异的发展，山西沁水、晋城、大宁、保德等地的煤层气勘探与开发都取得了可喜的进展，并正在逐步进行工业化开采。
因此，探讨研究煤层气集输管网的水力计算方法已迫在眉睫。
煤层气矿场集输管道的起点是各个井场，终点为集气站，它是由许许多多的单井管线、集气支线、集气支干线、集气主干线等组成的一个非常复杂的管网系统。
矿场集输管网从形式上分主要有直线式、放射式、环状式三种。
从形状上讲主要有枝状、环状、放射状三种。
煤层气管道水力计算的任务是：根据计算流量和规定的压力损失来计算管径，进而决定管道的投资和金属耗量；或是对已有管道演算流量和压力损失，以充分发挥管道的输送能力。
因此，能否正确的进行水力计算，直接影响到输配系统的经济性和可靠性。
在管线的设计过程从中，从工艺上如何计算和确定管径是每个设计工程师首先要做的工作和必须要解决的问题。
对于集输气管道，关于管径计算的基础理论和公式，在相关的专业书籍或规范中都有详尽的叙述和推导，本文在此不再复述和重复其推演过程。
环状供水管网水力计算Excel算法
浅析环状供水管网水力计算的Excel算法【论文摘要】环状供水管网属于复杂供水管网,其水力计算过程比树状管网复杂得多,但供水的可靠性也较后者高,而且可以大大减轻水击对管道系统产生的危害，因此,在大、中型供水工程中采用较多。
本文介绍了环状供水管网水力计算方法、步骤以及特点，并对两种方法进行了对比分析。
【关键词】供水管网水力计算经济流速流量模数一、水力计算方法综述环状管网的设计，应根据用水的要求及地形条件布置管网，确定各管段长度及各节点需要向外供应的流量，然后进行计算。
树状管网只要知道各节点的供水量便可定出各管段的流量，并由此确定出相应的管径和水头损失（根据经济流速）；而对于环状管网来说，虽然各节点的流量也已知，但各管段中的流量却无法一次确定下来，甚至管段中水流的方向都无法一下子确定下来，如管段中的流量定不下来，那么，与其相应的管径、水头损失也就不能确定。
如图1所示,水从节点1流入,又分别流入管段1-2和1-4,两管段的流量分配一时难以确定,各管段中的水流方向也是假设的。
同时,管径又直接影响管道的水头损失和过水能力,它们之间是相互影响、相互制约的，要直接求解这类问题比较困难，因此，在工程设计中，常采用渐近分析法求解，渐近分析法可分为传统的手工算法和excel算法两种。
不管采用哪种方法计算，环状管网中的水流都具有以下两个基本特点：图1不同的管线所计算的水头损失必然相等。
在进行闭合环路的计算时，规定顺时针方向计算的水头损失为正，如a环中的hf1-2和hf2-4；逆时针方向计算的水头损失为负，如b环中的hf2-4和hf4-3，沿同一方向转一周，计算的水头损失之和应为零，即hfi=0二、环状管网的渐近分析法（手工算法）。
有一管系如图1所示，在管网中取闭合环路1-2-4-1（a环）进行分析。
流入节点1的流量q可沿两个方向流动，一支沿1-2方向流动，假设流量为q1-2；另一支沿1-4方向流动，假设流量为q1-4，q1-2+q1-4= q1=80l/s。
低压天然气环状管网计算
qⅠ m3/(h.m) qⅡ m3/(h.m) qT21 m3/h qT25Ⅰ qT56 qT16 qT23 qT34 qT54 qT25Ⅱ m /h m /h m /h m /h m /h m /h m /h
3 3 3 3 3 3 3
18 19 20 21 计 算 22 值 23 24 25 26
Δ Pd 0.7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱpn+150 低压管道允许压力降 拟定的气流流向见下图，其零点为节点④和节点⑥
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
低压干管允许压力降 灶具前压力波动范围 取800 Lpj lⅠ/2 850 m 调压站到零点的平均距离 0.94 800/850 单位长度管道允许压力降 δ p Pa/m 根据气流流向拟定各管段的计算流量 由拟定的流量和参考压力降查图得：各管段的管径和该管径下得单位压力降 修正管段单位压力降，并且计算各管段的压力降 计算各环顺时针于逆时针方向的压力降，求出闭合差，该差应符合各设计阶段的要 求算调压站至各零点的管道压力降，一般为允许压力降的70%~80% 计 检查各管段的管径选取是否合理，气流流向是否顺畅 当各环闭合差与允许压力降符合要求，管径选取合理，气流流向合理，则结果满意 调压站出口压力按p=1.5pn+150Pa进行计算，即：2850Pa 以上各步计算见下图——水力计算图
每一管段途泄总流量可均等地分配于管段两端，其流量均为0.5qT,计算结果见上 Q1 0.5(qT21+qT16) 163 节点①流量 m3图 /h 节点②流量 节点③流量 节点④流量 节点⑤流量 节点⑥流量 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h Pa 0.5(qT21+qT23+qT25Ⅰ +qT25Ⅱ) 0.5(qT23+qT34) 0.5(qT34+qT45) 0.5(qT45+qT56+qT25Ⅰ +qT25Ⅱ) 0.5(qT56+qT16) 343 180 180 342.5 162.5 1500
管网水力计算
水头损失的定义： 水流在管道中流 动时，由于摩擦、 阻力等因素造成 的能量损失
水头损失的类型： 沿程水头损失、 局部水头损失、 水头损失系数
水头损失的计算 方法：采用伯努 利方程进行计算
水头损失的影响 因素：管道直径 、粗糙度、流速 、流体密度等
流量：单位时间内通过管道的流 体量
流量和流速的关系：流量=流速× 管道截面积
收集数据：收集管网系统的相关数据，如水压、流量等
建立模型：建立管网系统的水力模型，如水力平衡方程等
求解模型：利用数值方法求解水力模型，如迭代法、有限 元法等
分析结果：分析计算结果，如压力分布、流量分布等
优化设计：根据计算结果对管网系统进行优化设计，如调 整管径、调整泵站等
水力计算软件：如Hydrulic Toolbox、WterCD等 水力计算工具：如流量计、压力表、水泵等 水力计算模型：如管网水力模型、水力平衡模型等 水力计算方法：如伯努利方程、连续方程、能量守恒方程等
管道阻力系数的 取值范围一般为 0.01-0.05
连续方程：描述管道中水流的连续性 伯努利方程：描述管道中水流的能量守恒 雷诺数：描述管道中水流的湍流特性 摩阻系数：描述管道中水流的阻力特性 流量公式：结合以上公式，计算管道中的流量
公式：Hf = K * (Q^2 /
D^5) * L
其中，Hf为 管道水头损 失，K为管道 水头损失系 数，Q为管 道流量，D为 管道直径，L 为管道长度
某大型住宅小区给排水管网水力 计算
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某工业园区排水管网水力计算
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某城市污水处理厂排水管网水力 计算
计算方法：采用水力计算软件进行模拟计算
计算结果：得到管网水力计算结果，包括流量、压力、流速等参数