管网水力计算
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热水管网的水力计算
内容：确定DN及 h（系统所需总水压）
方法：同冷水，但因水温高， 和粘滞系数小 于冷水，且考虑结垢等因素，水力计算采用热 水水力计算表
二、回水管网的计算 (1) 管网循环流量 管段的热损失：
Ws
DLK (1h)(tc
tz 2
tj)
Ws——计算管段热损失,kJ/h； K——无保温时管道的传热系数， kJ/(m2•h•℃) ；
2 采用蒸汽间接加热：
Gmh
1.1
~
1.2 3.6Qh
h
Gmh——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；
——蒸汽的气化热，可查表决定；
Qh——设计小时耗热量，W。 3 采用热水间接加热
Gms
1.1
~
1.2
C
B
3.6Qh
tmc t
mz
Gms——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，W； tmc——热媒热水供应温度，℃； tmz——热媒热水回水温度，℃；
Q、CB同上。
8-3 加热器及贮存设备的选择计算
一、局部加热设备计算 二、集中热水供应加热设备选择计算 1. 传热面积的计算
Fp——水加热器的传热面积，m2； Qz——制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，W； ε——传热效率的修正系数， α——热损失附加系数，一般取α＝1.1～1.2 ；
具体算法
6）计算配水管网的热损失，求总循环流量。 将∑Ws代入下式求解热水系统的总循环流量Qx ：
7）复核各管段终点的水温
8）计算循环管网的总水头损失 H——循环管网的总水头损失，kPa； 损Hp失—，—k循Pa环；流量通过配水计算管路的沿程、局部 H损x—失—，循kP环a；流量通过回水计算管路的沿程、局部
定时供应旅馆、住宅、医院、集体宿 舍、工业企业卫生间、浴室
方法：同冷水，但因水温高， 和粘滞系数小 于冷水，且考虑结垢等因素，水力计算采用热 水水力计算表
二、回水管网的计算 (1) 管网循环流量 管段的热损失：
Ws
DLK (1h)(tc
tz 2
tj)
Ws——计算管段热损失,kJ/h； K——无保温时管道的传热系数， kJ/(m2•h•℃) ；
2 采用蒸汽间接加热：
Gmh
1.1
~
1.2 3.6Qh
h
Gmh——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；
——蒸汽的气化热，可查表决定；
Qh——设计小时耗热量，W。 3 采用热水间接加热
Gms
1.1
~
1.2
C
B
3.6Qh
tmc t
mz
Gms——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，W； tmc——热媒热水供应温度，℃； tmz——热媒热水回水温度，℃；
Q、CB同上。
8-3 加热器及贮存设备的选择计算
一、局部加热设备计算 二、集中热水供应加热设备选择计算 1. 传热面积的计算
Fp——水加热器的传热面积，m2； Qz——制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，W； ε——传热效率的修正系数， α——热损失附加系数，一般取α＝1.1～1.2 ；
具体算法
6）计算配水管网的热损失，求总循环流量。 将∑Ws代入下式求解热水系统的总循环流量Qx ：
7）复核各管段终点的水温
8）计算循环管网的总水头损失 H——循环管网的总水头损失，kPa； 损Hp失—，—k循Pa环；流量通过配水计算管路的沿程、局部 H损x—失—，循kP环a；流量通过回水计算管路的沿程、局部
定时供应旅馆、住宅、医院、集体宿 舍、工业企业卫生间、浴室
管网系统水力计算与仿真分析
管网系统水力计算与仿真分析一、管网系统水力计算与仿真分析概述管网系统是城市基础设施的重要组成部分，负责将水资源从源头输送到各个用户，同时收集和处理污水。
随着城市化进程的加快，管网系统的规模和复杂性不断增加，对水力计算和仿真分析的需求也日益突出。
水力计算与仿真分析是确保管网系统高效、安全运行的关键技术手段。
1.1 管网系统水力计算的重要性管网系统的水力计算是评估系统性能、优化设计和运行管理的基础。
通过水力计算，可以预测水流在管网中的分布、速度和压力，从而为管网的设计、扩建和维护提供科学依据。
1.2 管网系统仿真分析的作用仿真分析是利用计算机技术模拟管网系统的实际运行情况，通过模拟可以发现潜在的问题，优化系统设计，提高运行效率，降低能耗和成本。
二、管网系统水力计算与仿真分析的关键技术管网系统的水力计算与仿真分析涉及到多个关键技术，这些技术是确保计算准确性和仿真效果的关键。
2.1 水力模型的建立水力模型是仿真分析的基础，需要根据管网系统的实际情况建立相应的数学模型。
模型的建立包括确定管网的拓扑结构、节点特性和管道参数等。
2.2 计算流体动力学(CFD)的应用计算流体动力学是一种数值模拟技术，用于模拟流体在管网中的流动。
CFD可以提供详细的水流速度、压力和温度分布等信息，对于分析复杂管网系统的水力特性至关重要。
2.3 管网系统的动态模拟管网系统是一个动态变化的系统，需要考虑时间因素对水流的影响。
动态模拟可以预测管网系统在不同工况下的响应，为系统的实时控制和调度提供支持。
2.4 优化算法的应用在管网系统设计和运行中，优化算法可以帮助找到最优的设计方案或运行策略，以达到提高效率、降低成本和满足环境要求等目标。
三、管网系统水力计算与仿真分析的实施途径实施管网系统的水力计算与仿真分析需要遵循一定的步骤和方法，以确保分析的准确性和有效性。
3.1 数据收集与处理在进行水力计算和仿真分析之前，需要收集管网系统的详细数据，包括管道尺寸、材质、坡度、节点类型等。
给排水管网水力计算方法
F1(q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) h1 F2 (q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) h2
FL (q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) hL
将闭合差项移到方程组的左边，得到关 于流量误差（校正流量）的线性方程组：
F1 q1
q1
F1 q2
q2
F1 qP
水塔 600
水泵
0 300 1
2 450 4
3
650
8
5
6
7
205
1．总用水量 设计最高日生活用水量：
50000×0.15＝7500m3/d＝86.81L/s 工业用水量：
400÷16＝25m3/h＝6.94L/s 总水量为：
ΣQ＝86.81＋6.94＝93.75L/s 2．管线总长度：ΣL＝2425m，其中水塔 到节点0的管段两侧无用户不计入。 3．比流量：
（m） （m） （m） （m） 力坡度
1～3 26.70 21.00
5.70
400 0.01425
4～7 24.95 21.00
3.95
625 0.00632
管段 流量(L/s) 管径(mm) 水力坡度 水头损失(m)
1～2 11.64 150(100) 0.00617 1.85(16.8)
2～3 4.48
FL (q1, q2 , q3,, qP ) 0
初步分配的流量一般不满足能量方程：
F1(q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) 0 F2 (q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) 0
FL (q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) 0
初步分配流量与实际流量的的差额为 Δq，实际流量应满足能量方程：
FL (q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) hL
将闭合差项移到方程组的左边，得到关 于流量误差（校正流量）的线性方程组：
F1 q1
q1
F1 q2
q2
F1 qP
水塔 600
水泵
0 300 1
2 450 4
3
650
8
5
6
7
205
1．总用水量 设计最高日生活用水量：
50000×0.15＝7500m3/d＝86.81L/s 工业用水量：
400÷16＝25m3/h＝6.94L/s 总水量为：
ΣQ＝86.81＋6.94＝93.75L/s 2．管线总长度：ΣL＝2425m，其中水塔 到节点0的管段两侧无用户不计入。 3．比流量：
（m） （m） （m） （m） 力坡度
1～3 26.70 21.00
5.70
400 0.01425
4～7 24.95 21.00
3.95
625 0.00632
管段 流量(L/s) 管径(mm) 水力坡度 水头损失(m)
1～2 11.64 150(100) 0.00617 1.85(16.8)
2～3 4.48
FL (q1, q2 , q3,, qP ) 0
初步分配的流量一般不满足能量方程：
F1(q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) 0 F2 (q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) 0
FL (q10 , q20 , q30 ,, qP0 ) 0
初步分配流量与实际流量的的差额为 Δq，实际流量应满足能量方程：
管网水力计算
1 Q j Q j y qi 2 q j j点大用户用水量（ l / s）
例：
57
1
沿线流量60（L/S）
2
24
3
4
13
24
5
9
9
6
30
7
11
10
8
5
8
9
试计算各点的节点流量. 5点的节点流量:1/2(24+13+9+10)=28(L/S)
【例题】某城市最高时总用水量为260L/s，其中
2．配水干管比流量
qcb Qh qi
l
260 120 4400 0.03182 l / s m
3．沿线流量：
qy qcb li
(l / s)
各 管 段 沿 线 流 量 计 算
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
(1)管网图形简化可分为分解、合并、省略 ①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。 ②合并：管径较小、相互平行且靠近的管线可考虑 合并。 ③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。
4.5 管段流量、管径和水头损失
内 容：求出所有管道的直径、水头损 失、水泵扬程和水塔高度。并对事故时、消 防时、最大转输时的水泵扬程进行较核。
给水管网的水力计算
查表2-1得：坐便器N=0.5，浴盆水嘴N=1.0，洗脸盆水嘴N=0.75， 洗涤盆水嘴N=1.0。
根据公式(gōngshì)（2-7）先求出平均出流概率U0，查表找 出对应的αc值代入公式(gōngshì)（2-6）求出同时出流概率U，再 代入公式(gōngshì)（2-5）就可求得该管段的设计秒流量qg，重复 上述步骤可求出所有管段的
第十三页，共30页。
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2.4 给水管网的水力计算 2.4.3 水表和特殊附件的局部(júbù)水头损失
水表口径 当用水较均匀时水表口径应以安装水表管段(ɡuǎn
duàn)的设计秒流量不大于水表的常用流量来确定，因为常用 流量是水表允许在相当长的时间内通过的流量。
当用水不均匀，且连续高峰负荷每昼夜不超过2~3h时， 螺翼式水表可按设计秒流量不大于水表的过载(guòzài)流量 确定水表口径，因为过载(guòzài)流量是水表允许在短时间 内通过的流量。
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2.4 给水管网的水力(shuǐlì)计算
2.4.4 求定给水系统(xìtǒng)所需压力
确定给水计算 管路水头损失、 水表和特殊附 件的水头损失 之后，
即可根据公式 （2-1）求得 建筑内部给水 系统所需压力。
公式(gōngshì)（2-1）：
第十九页，共30页。
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表2-
14
第十一页，共30页。
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2.4 给水管网的水力计算(jì suàn) 2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算(jì suàn)
三通分水与分水器分水的局部(júbù)水头损失估算值 表 2-15
* 此表只适用于配水管,不适(bùshì)用于给水干管.
根据公式(gōngshì)（2-7）先求出平均出流概率U0，查表找 出对应的αc值代入公式(gōngshì)（2-6）求出同时出流概率U，再 代入公式(gōngshì)（2-5）就可求得该管段的设计秒流量qg，重复 上述步骤可求出所有管段的
第十三页，共30页。
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2.4 给水管网的水力计算 2.4.3 水表和特殊附件的局部(júbù)水头损失
水表口径 当用水较均匀时水表口径应以安装水表管段(ɡuǎn
duàn)的设计秒流量不大于水表的常用流量来确定，因为常用 流量是水表允许在相当长的时间内通过的流量。
当用水不均匀，且连续高峰负荷每昼夜不超过2~3h时， 螺翼式水表可按设计秒流量不大于水表的过载(guòzài)流量 确定水表口径，因为过载(guòzài)流量是水表允许在短时间 内通过的流量。
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2.4 给水管网的水力(shuǐlì)计算
2.4.4 求定给水系统(xìtǒng)所需压力
确定给水计算 管路水头损失、 水表和特殊附 件的水头损失 之后，
即可根据公式 （2-1）求得 建筑内部给水 系统所需压力。
公式(gōngshì)（2-1）：
第十九页，共30页。
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表2-
14
第十一页，共30页。
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2.4 给水管网的水力计算(jì suàn) 2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算(jì suàn)
三通分水与分水器分水的局部(júbù)水头损失估算值 表 2-15
* 此表只适用于配水管,不适(bùshì)用于给水干管.
给水管网水力计算-给水管网水力计算
不同材质管道的局部水头损失估算值表和 三通分水与分水器分水的局部水头损失估算值表
点击查看
1.７ 给水管网的水力计算
1.7.3 水表和特殊附件的局部水头 损失
（一） 水表的分类及比较 1. 水表的分类 (１)按计量元件运动原理分类：
a. 容积式水表 b．速度式水表
速 度 旋翼式 式 水 螺翼式 表
单流束 多流束 水平螺翼式 垂直螺翼式
阀门和螺纹管件的摩阻损失的 当量长度表点击查看
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
按管网沿程水头损失的百分数取值法 不同材质管道、三通分水与分水器分水管内径大小的局
部水头损失占沿程水头损失百分数的经验取值，分别见不同 材质管道的局部水头损失估算值表和三通分水与分水器分水 的局部水头损失估算值表。
qg 0.2 U Ng
[解]
配水最不利点为低水箱坐便器，故计算管路为0、1、 2、……9。该建筑为普通住宅Ⅱ类，
选用公式 qg 0.2 U 计 N算g 各管段设计秒流量。
由住宅最高日生活用水定额及小时变化表查：
用 按
水
定
额
q0=
2
0
0
L/
（
人
·d
）
，小时变
化
系
数
K
h=
2.
5
，
每
户
3.5人计。
1.７ 给水管网的水力计算
1.7.4 求给水系统所需压力
确定
给水计算管路水头损之失后 水表和特殊附件的水头损失
根据公式
H H1 H2 H3 H4 H5 求得建筑内部给水系统所需压力 H
1.７ 给水管网的水力计算
首 先1根. 据7 .建5 筑 平水面力图 和计初算定的的 给方水法方步式 ，骤绘 给 水 管 道 平
点击查看
1.７ 给水管网的水力计算
1.7.3 水表和特殊附件的局部水头 损失
（一） 水表的分类及比较 1. 水表的分类 (１)按计量元件运动原理分类：
a. 容积式水表 b．速度式水表
速 度 旋翼式 式 水 螺翼式 表
单流束 多流束 水平螺翼式 垂直螺翼式
阀门和螺纹管件的摩阻损失的 当量长度表点击查看
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
按管网沿程水头损失的百分数取值法 不同材质管道、三通分水与分水器分水管内径大小的局
部水头损失占沿程水头损失百分数的经验取值，分别见不同 材质管道的局部水头损失估算值表和三通分水与分水器分水 的局部水头损失估算值表。
qg 0.2 U Ng
[解]
配水最不利点为低水箱坐便器，故计算管路为0、1、 2、……9。该建筑为普通住宅Ⅱ类，
选用公式 qg 0.2 U 计 N算g 各管段设计秒流量。
由住宅最高日生活用水定额及小时变化表查：
用 按
水
定
额
q0=
2
0
0
L/
（
人
·d
）
，小时变
化
系
数
K
h=
2.
5
，
每
户
3.5人计。
1.７ 给水管网的水力计算
1.7.4 求给水系统所需压力
确定
给水计算管路水头损之失后 水表和特殊附件的水头损失
根据公式
H H1 H2 H3 H4 H5 求得建筑内部给水系统所需压力 H
1.７ 给水管网的水力计算
首 先1根. 据7 .建5 筑 平水面力图 和计初算定的的 给方水法方步式 ，骤绘 给 水 管 道 平
管网水力计算
n
s s
s1 sd 2
2 s 1 p d
0.96s1 sd s s p sd
2010/4/14
16
6.5 应用计算机解管网问题
2010/4/14
10
正常工作时：
Q
正常工作时水头损失为:
3 2 Q h 2 1 sQ 4 2
2
事故时:
Q
损坏段
2010/4/14
11
一段损坏时水头损失为: 2 2 Q Q h s 2 s 2 2 1
s 2 3 2 s Q sQ 2 2
Qa
Hb H0 1 s s p sd ( s1 sd ) n
事故和正常时的流量比例:
Qa Q
s s p sd 1 s s p sd ( s1 sd ) n
按事故用水量为设计用水量的70%，即α=0.7的要求， 所需分段数等于:
2010/4/14 15
2010/4/14
6
73.20 73 1 74.50 4
73.20 2 75.30 5
75.80
76.10 3 76.70 6
72
77.30 8 9 77 76
7
74 75
管网等压水线
2010/4/14 7
1
Ⅰ
2
Ⅱ
3
Ⅲ
4
hI
5
Ⅳ
hII
6 7
hIII
Ⅵ 8
hIV
9 10
hV
Ⅴ
hVI
11
2010/4/14
3
6.2.2 节点方程组解法 节点方程是用节点水压H（或管段水头损失）表示管段 流量q的管网计算方法。在计算之前，先拟定各节点的水压、 此时已经满足能量方程∑hij=0的条件。管网平差时，是使 连接在节点i的各管段流量满足连续性方程，即J-1个
管网水力计算
• 解环方程有多种方法，现在最常用的解法是哈代—克罗斯 法。
环方程组解法
L个非线性能量方程的求解
F1q1,q2,,qh0
F2 qg,qg1,,qj 0
FL qm,qm1,,qp 0
方程数等于环每 数环 ，一 即个方程，该 它环 包的 括各管段流程 量 组， 组方 包
了管网中的全部量 管。段 函流 F数有相同形式s的 i qi n-1qi项，两环公共管段
,
,
q
0
p
q p
0
环方程组解法
L个非线性能量方程的求解过程
将函数F展开，保留线性项得：
F1
q10
,
q
0
2
,
,
q
0
h
F1 q1
q1
F2 q 2
q 2
Fh q h
q h
0
F2
q 0 , q 0 , , q 0
g
g 1
j
Fg q g
q g
Fg1 q g1
q g1
Fj q j
q j
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
✓ 干管各管段管径D和流速v的确定
首先根据流量并参 准照 管标 径选定一个D， 管然 径后v由 4q 确定流v速 ，
D2
查表5—1，看v是否在经济流速范 ，围 如内 果是，则所选 D、 定v合 的理； 如果否，则重新D， 选在 定看一下新计算 的v所 是得 否符合5表 —1内的经济流速， 直至符合为止。这 们里 可我 以看出，对一 个每 管一 段，可能不止 D、 一v组 个合满足 表5—1中队经济流速的要求。 如管段 1—4，表6—3中所选管径 30为 0m， m如我们选择D管3径50m， m则此时 v 40.030630.63,v0.63m/s也符合5表—1对经济流速的要求。
环方程组解法
L个非线性能量方程的求解
F1q1,q2,,qh0
F2 qg,qg1,,qj 0
FL qm,qm1,,qp 0
方程数等于环每 数环 ，一 即个方程，该 它环 包的 括各管段流程 量 组， 组方 包
了管网中的全部量 管。段 函流 F数有相同形式s的 i qi n-1qi项，两环公共管段
,
,
q
0
p
q p
0
环方程组解法
L个非线性能量方程的求解过程
将函数F展开，保留线性项得：
F1
q10
,
q
0
2
,
,
q
0
h
F1 q1
q1
F2 q 2
q 2
Fh q h
q h
0
F2
q 0 , q 0 , , q 0
g
g 1
j
Fg q g
q g
Fg1 q g1
q g1
Fj q j
q j
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
✓ 干管各管段管径D和流速v的确定
首先根据流量并参 准照 管标 径选定一个D， 管然 径后v由 4q 确定流v速 ，
D2
查表5—1，看v是否在经济流速范 ，围 如内 果是，则所选 D、 定v合 的理； 如果否，则重新D， 选在 定看一下新计算 的v所 是得 否符合5表 —1内的经济流速， 直至符合为止。这 们里 可我 以看出，对一 个每 管一 段，可能不止 D、 一v组 个合满足 表5—1中队经济流速的要求。 如管段 1—4，表6—3中所选管径 30为 0m， m如我们选择D管3径50m， m则此时 v 40.030630.63,v0.63m/s也符合5表—1对经济流速的要求。
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我们近似采用16.00m）+5.00（地面标高） =21.00m ✓ 节点4：H4=H8+h4~8=21.00+3.95=24.95m; ✓ 节点1：H1=H4+h1~4=24.95+1.75=26.70m; ✓ 节点0：H0=H1+h0~1=26.70+0.56=27.26m； ✓ 水塔： H水塔=H0+h水塔~0=27.26+1.27=28.53m
∑L =2425m(其中水塔到0节点的管段两侧无用户，不 配水，因此未计入∑L )
✓ 比流量qs： qs=(Q－∑q)/∑L
其中， ∑q（集中流量）=6.94L/s, ∑L =2425m 则qs=(Q－∑q)/∑L =(93.75-6.94)/2425=0.0358L/(ms)
树状网计算例题
沿线流量
✓ 管段流量的确定
各管段的管段流量等于该管段后所有节点的节点流 量之和
• q水塔~0 • q0~1 • q1~4 • q4~8
q水塔~0=q0+q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8 =93.75L/s q0~1=q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8=88.38L/s q1~4=q4+q5+q6+q7+q8=60.63L/s q4~8=q8==11.63L/s
✓ 沿线流量q1=qsL：
树状网计算例题
节点流量
✓ 节点流量qi=0.5∑q1：
节点4除包括流量23.80L/s以外，还应 包括工业用水集中流量6.94L/s。
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
✓ 因城市用水区地形平坦，控制点选在离泵站最 远的干管线上的节点8。
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
3.14 0.352
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
✓ 干管各管段水头损失hij=aLijqij2的确定
以表6 — 3中管段0 — 1为例：
L0—1 300m，q0—1 0.08838m3 / s，v 0.70m / s； 若我们在计算的过程中采用的是舍维列夫公式，则：
v 0.70m / s 1.20m/ s，D 400mm，查表5 — 2则：a 0.2232，
树状网计算例题
• 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，管网布置见图。
树状网计算例题
总用水量
✓ 设计最高日生活用水量：
树状网计算例题
支管各管段的水力计算
✓ 各支线的允许水力坡度
i1—3
H1 H3 L1—3
H1 L1—2
H3 L2—3
26.70 16 5
150 250
v 0.70m / s，查表5 — 3则：a的修正系数K 1.085，则有：
h 0—1
aKL
0
—1q
2 0—1
0.22321.085 300 0.088382
0.56m
树状网计算例题
支管各管段的水力计算
✓ 干管上各支管接出处节点的水压标高 ✓ 节点8：H8=16.00（最小服务水头15.7m，这里
• 任损一失管hij段。的流量决定后，即可按经济流速ve求出管径D，并求得水头 • 选定一条干线，例如从二级泵站到控制点的任一条干管线，将此干线
上Z所c+各需H管扬c+段程h的或s+水水h头塔c+损所hn失需(m相 的)加 高和， 度式求。H出这t=干里H线，c+的控h总制n－水点（头的Z损选t－失择Z很，c）重即计要可算，按二如式级H果泵p控＝站制 点选择不当而出现某些地区水压不足时，应重行选定控制点进行计算。 • 干线计算后，得出干线上各节点包括接出支线处节点的水压标高(等 于节点处地面标高加服务水头)。因此在计算树状网的支线时，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面标高与最小 服务水头之和。从支线起点和终点的水压标高差除以支线长度，即得 支参线照的此水水力力坡坡度度（选定i=相（近Hi的－标Hj准）管/L径ij）。，再从支线每一管段的流量并
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
✓ 干管各管段管径D和流速v的确定
首先根据流量并参照标准管径选定一个管径D，然后由v 4q 确定流速v，
D 2
查表5 — 1，看v是否在经济流速范围内，如果是，则所选定的D、v合理； 如果否，则重新选定D，在看一下新计算所得的v是否符合表5 — 1内的经济流速， 直至符合为止。这里我们可以看出，对一每一个管段，可能不止一个D、v组合满足 表5 — 1中队经济流速的要求。 如管段1 — 4，表6 — 3中所选管径为300mm，如我们选择管径D 350mm，则此时 v 4 0.03063 0.63, v 0.63m / s也符合表5 — 1对经济流速的要求。
第一节 树状网计算
• 多数小型给水和工业企业给水在建设初期 往往采用树状网，以后随着城市和用水量 的发展，可根据需要逐步连接成为环状网。 村状网的计算比较简单，主要原因是树状 网中每一管段的流量容易确定，且可以得 到唯一的管段流量。
树状网计算
树状网计算步骤
• 在水流每方一节向点推算应或用从节控点流制量点起平向衡二条级件q泵i+站∑方qi向j＝推0，算无，只论能从得二出级唯泵一站的起顺管 段流量qij ，或者可以说树状网只有唯一的流量分配。
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
树状网计算例题
比流量
✓ 管线总长度∑L：管网水计算• 我们这里讨论的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。
∑L =2425m(其中水塔到0节点的管段两侧无用户，不 配水，因此未计入∑L )
✓ 比流量qs： qs=(Q－∑q)/∑L
其中， ∑q（集中流量）=6.94L/s, ∑L =2425m 则qs=(Q－∑q)/∑L =(93.75-6.94)/2425=0.0358L/(ms)
树状网计算例题
沿线流量
✓ 管段流量的确定
各管段的管段流量等于该管段后所有节点的节点流 量之和
• q水塔~0 • q0~1 • q1~4 • q4~8
q水塔~0=q0+q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8 =93.75L/s q0~1=q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8=88.38L/s q1~4=q4+q5+q6+q7+q8=60.63L/s q4~8=q8==11.63L/s
✓ 沿线流量q1=qsL：
树状网计算例题
节点流量
✓ 节点流量qi=0.5∑q1：
节点4除包括流量23.80L/s以外，还应 包括工业用水集中流量6.94L/s。
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
✓ 因城市用水区地形平坦，控制点选在离泵站最 远的干管线上的节点8。
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
3.14 0.352
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
✓ 干管各管段水头损失hij=aLijqij2的确定
以表6 — 3中管段0 — 1为例：
L0—1 300m，q0—1 0.08838m3 / s，v 0.70m / s； 若我们在计算的过程中采用的是舍维列夫公式，则：
v 0.70m / s 1.20m/ s，D 400mm，查表5 — 2则：a 0.2232，
树状网计算例题
• 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，管网布置见图。
树状网计算例题
总用水量
✓ 设计最高日生活用水量：
树状网计算例题
支管各管段的水力计算
✓ 各支线的允许水力坡度
i1—3
H1 H3 L1—3
H1 L1—2
H3 L2—3
26.70 16 5
150 250
v 0.70m / s，查表5 — 3则：a的修正系数K 1.085，则有：
h 0—1
aKL
0
—1q
2 0—1
0.22321.085 300 0.088382
0.56m
树状网计算例题
支管各管段的水力计算
✓ 干管上各支管接出处节点的水压标高 ✓ 节点8：H8=16.00（最小服务水头15.7m，这里
• 任损一失管hij段。的流量决定后，即可按经济流速ve求出管径D，并求得水头 • 选定一条干线，例如从二级泵站到控制点的任一条干管线，将此干线
上Z所c+各需H管扬c+段程h的或s+水水h头塔c+损所hn失需(m相 的)加 高和， 度式求。H出这t=干里H线，c+的控h总制n－水点（头的Z损选t－失择Z很，c）重即计要可算，按二如式级H果泵p控＝站制 点选择不当而出现某些地区水压不足时，应重行选定控制点进行计算。 • 干线计算后，得出干线上各节点包括接出支线处节点的水压标高(等 于节点处地面标高加服务水头)。因此在计算树状网的支线时，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面标高与最小 服务水头之和。从支线起点和终点的水压标高差除以支线长度，即得 支参线照的此水水力力坡坡度度（选定i=相（近Hi的－标Hj准）管/L径ij）。，再从支线每一管段的流量并
树状网计算例题
干管各管段的水力计算
✓ 干管各管段管径D和流速v的确定
首先根据流量并参照标准管径选定一个管径D，然后由v 4q 确定流速v，
D 2
查表5 — 1，看v是否在经济流速范围内，如果是，则所选定的D、v合理； 如果否，则重新选定D，在看一下新计算所得的v是否符合表5 — 1内的经济流速， 直至符合为止。这里我们可以看出，对一每一个管段，可能不止一个D、v组合满足 表5 — 1中队经济流速的要求。 如管段1 — 4，表6 — 3中所选管径为300mm，如我们选择管径D 350mm，则此时 v 4 0.03063 0.63, v 0.63m / s也符合表5 — 1对经济流速的要求。
第一节 树状网计算
• 多数小型给水和工业企业给水在建设初期 往往采用树状网，以后随着城市和用水量 的发展，可根据需要逐步连接成为环状网。 村状网的计算比较简单，主要原因是树状 网中每一管段的流量容易确定，且可以得 到唯一的管段流量。
树状网计算
树状网计算步骤
• 在水流每方一节向点推算应或用从节控点流制量点起平向衡二条级件q泵i+站∑方qi向j＝推0，算无，只论能从得二出级唯泵一站的起顺管 段流量qij ，或者可以说树状网只有唯一的流量分配。
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
树状网计算例题
比流量
✓ 管线总长度∑L：管网水计算• 我们这里讨论的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。