枝状管网水力计算
流体输配管网水力计算的基本原理和方法
采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的流量去 查出阻力.
返回
一、开式枝状气体输配管网水力计算
3. 风管局部阻力计算 公式： p 2
2
确定局部阻力系数及其对应的特征速度 代入 p 2 式计算局部阻力
2
各管件的局部阻力系数查设计手册
返回
一、开式枝状气体输配管网水力计算
4. 并联管路的阻力平衡
2. 风管摩擦阻力计算
阻力计算应从最不利环路开始
通风空调管段：
先求阻力系数：
1
2lg K 3.71d
2.51
Re
再求比摩阻：
2
Rm d 2
根据上两式绘制出的的线算图进行计算（图2-3-1）
如对于参数L、d、υ、Rm，主要知道其中任意两个，
即可利用线算图求出其它参数.
注意：实际条件与线算图计算条件不符时应进行修正
返回
线算图绘制条件
1.按紊流过渡区的λ 值绘制. 2.压力： Bo 101.3 kPa
3.温度： to 20C
4.空气密度： o 1.204 kg / m3
5.运动粘度： o 15.06 10 6 m / s
6.管壁粗糙度： K 0.15 mm
7.圆形风管、气流与 管壁间无热量交换.
返回
二、均匀送风管道计算
均匀送风管道计算原理 实现均匀送风的基本条件 侧送风时的通路局部阻力系数和侧孔局部
阻力系数 均匀送风管道的计算方法
返回
三、中、低压燃气管网水力计算
低压燃气管道摩擦阻 力计算公式及计算表
中压燃气管道摩擦阻 力计算公式及计算表
返回
目的：保证各管路都达到预期的风量
使各并联支路的计算阻力相等
要求：
园林给水工程树枝状管网水力计算
2021/8/17
15
《园林工程》
【例1】某公园大众餐厅（二层楼房，见图示），其设 计接待能力为1500人次/日，引水点A处的自由水头为 37.40mH2O，用水点①位置见图，标高为50.50m
试计算该餐厅①的用水 量、引水管管径、水头 损失及其水压线标高， 并复核A点的自由水头是 否能满足餐厅的要求。
水头损失 (mH2O)
1.7 3.1 0.8 2.1 2.3
表2：干管水力计算表
2021/8/17
24
《园林工程》
最后复核最不利点的水压是否得以满足，若 满足，则全园其余各点均可满足。
2021/8/17
25
课后作业
某段管网布置如下图：
已知各节点地面高程如下表所示，0点的地面高程为 42.08m，管网中最不利点为4点（用水处为三楼），其自 由水头是16m，试计算最高日最高时引入点的水压大小， 并绘图表示。
1 餐厅
A
城市给 水干管
引水点
2021/8/17
16
《园林工程》
解：
1、求①点的最高日用水量
Q d q N 1 5 0 0 1 5 2 2 5 0 0 ( l/d )
2、求最高日最高时用水量
Q hQ 2 4 dK h2 2 2 5 4 0 0 65 6 2 5 (l/d)
3、求设计秒流量
2021/8/17
5
《园林工程》
②布置管网
在公园设计平面图上，定出给水干管的位置、 走向、并对节点进行编号，量出节点间的长度。 （遵循前述管网的布置要点）。
2021/8/17
6
枝状管网水力计算
枝状管网水力计算枝状管中的计算比较简单，因为水从供水起点到任一节点的水流路线只有一个，每一管段也只有唯一确定的计算流量。
因此，在枝状管计算中，应首先计算对供水经济性影响最大的干管，即管起点到控制点的管线，然后再计算支管。
当管起点水压未知时，应先计算干管，按经济流速和流量选定管径，并求得水头损失；再计算支管，此时支管起点及终点水压均为已知，支管计算应按充分利用起端的现有水压条件选定管径，经济流速不起主导作用，但需考虑技术上对流速的要求，若支管负担消防任务，其管径还应满足消防要求。
当管起点水压已知时，仍先计算干管，再计算支管，但注意此时干管和支管的计算方法均与管起点水压未知时的支管相同。
枝状管水力计算步骤：（1）按城镇管布置图，绘制计算草图，对节点和管段顺序编号，并标明管段长度和节点地形标高。
（2）按最高日最高时用水量计算节点流量，并在节点旁引出箭头，注明节点流量。
大用户的集中流量也标注在相应节点上。
（3）在管计算草图上，从距二级泵站最远的管末梢的节点开始，按照任一管段中的流量等于其下游所有节点流量之和的关系，逐个向二级泵站推算每个管段的流量。
（4）确定管的最不利点（控制点），选定泵房到控制点的管线为干线。
有时控制点不明显，可初选几个点作为管的控制点。
（5）根据管段流量和经济流速求出干线上各管段的管径和水头损失。
（6）按控制点要求的最小服务水头和从水泵到控制点管线的总水头损失，求出水塔高度和水泵扬程。
（若初选了几个点作为控制点，则使二级泵站所需扬程最大的管路为干线，相应的点为控制点）。
（7）支管管径参照支管的水力坡度选定，即按充分利用起点水压的条件来确定。
（8）根据管各节点的压力和地形标高，绘制等水压线和自由水压线图。
枝状管网水力计算步骤
枝状管网水力计算步骤
枝状管网水力计算是一种利用枝状管网来解决水力学问题套用模式求解的技术。
它是研究和设计水力设备的基础，是计算各个管段流量以及水力设备效率的重要工具。
它也备受工程界重视，是论文研究中最基本的理论和技术构架范畴之一。
枝状管网水力计算一般包括以下几步：
第一步，构建枝状管网水力模型，是指要确定管道网络的几何尺寸、流量及管
道网中涉及的无力设备的参数等；
第二步，建立方程组，是指将网络分解为若干个模块，然后分别建立模块的传
输方程；
第三步，求解方程或解得枝状管网水力模型的解；
第四步，计算各枝状管网水力参数如流量、压力等；
第五步，进行验证，如果实际值与计算值有差距，还需要进行反复调整，直至
二者趋于一致。
总之，枝状管网水力计算是涉及水力学的一个技术，能够为论文提供可靠的理
论和技术构成，步骤也使得它变得更有利于扩展、可靠性较强。
所以，枝状管网水力计算受到了广泛的重视及应用。
管网水力计算
1 2
2-5 5-3 3-2 1-2 2-3 3-4 4-1
220 210 90 270 90 80 260
200 200 150 200 150 200 250
解: (1)初拟各管段流量 (1)初拟各管段流量
(2）计算各段水头损失，求闭合差。 (2）计算各段水头损失，求闭合差。
∑ h f 1 = 1.84 − 1.17 − 0.17 = 0.5m
H t = Z 0 + H z + ∑ h f − Zt
取 之和最大的那一条管道为控制点. z0 , H z , ∑ h f 之和最大的那一条管道为控制点.
（2）扩建工程 条件:水塔高度或干管节点压头已知, 条件:水塔高度或干管节点压头已知,即 已经确定，设计管线管径。 Q, H z , Z 0 , ∑ h f 已经确定，设计管线管径。
2. 环状管网水力计算 规律: 规律: 管段数 n ，节点数 nP ，
g
环数 nk 未知量:(管径) 未知量:(管径) ng :(管径
ng = nk + n p − 1
,(各管中流量) ,(各管中流量) ng 各管中流量
共计:2 共计:2 ng 个。 可列方程：依连续性原理， 可列， 可列方程：依连续性原理，对于各节点 ∑ Q = 0 可列， 个有效方程。 (nP − 1) 个有效方程。各环水头损失闭合差
7.6.4 水击压强的计算
●关闭阀门时间
Ts
●水击相长
●水击周期 T = 4l c ●直接水击
2l T= c
Ts < T
（效果与 Ts = 0 相同
）
●间接水击
Ts > T
●间接水击压强计算公式
cv 0 ∆p = ρg g
6、树枝状管网和喷灌系统水力计算(4.27)
He=16m），尽量利用可用的水头值来选择较小管径，
降低管网造价。
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
节点编号
1 2 3 4 5 6
地面高程(m) 水压高程(m) 自由水头(m)
42.95 43.81 43.88 44.69 44.24 44.67 78.65 72.29 70.19 60.69 66.43 67.61 35.70 28.48 26.31 16 22.19 22.94
H H1 H2 H3 H4 (mH2O)
式中： H—引水管处所需的总压力（mH2O) H1—引水点和用水点之间的地面高程差（m)；
H2—用水点与建筑进水管的高差（m)；
H3—用水点所需的工作水头（mH2O)；
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
LANDSCAPE ENGINEERING
H2+H3值可依建筑不同层数按有关规定采用。 平房： 二层： 10mH2O 12mH2O
三层 ： 16mH2O 以后每增加一层增加4mH2O
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
H4—沿程水头损失和局部水头损失之和（mH2O)
6、树枝状管网和喷灌系统水力计算(4.27)
高位水池
外露式喷头 地埋式喷头
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
喷头
1．按非工作状态分类 (1)外露式喷头： 指非工作状态下暴露在地面以上的喷头。这类喷头构造简 单、价格便宜使用方便，对供水压力要求不高，但其射程、射 角及覆盖角度不便调节，且有碍园林景观。因此般用在资金不 足或喷灌技术要求不高的场合。
H2+H3值可依建筑不同层数按有关规定采用。 平房： 二层： 10mH2O 12mH2O
三层 ： 16mH2O 以后每增加一层增加4mH2O
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
H4—沿程水头损失和局部水头损失之和（mH2O)
H 4 hy h j hj i L
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
⑤ 水头计算
水头损失值 必须考虑 用水点与引水点的高程差 用水点建筑的高低及用水点的水压要求
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
公园给水管段所需水压计算式：
用水量（Q)：以秒流量表示
管径（DN）：以mm为单位；
水头（H）：水压(以kg/cm为单位）；米水柱高度 （100KPa=1kg/cm2=10米水柱）
LANDSCAPE ENGINEERING
临沂师范学院生命科学学院园林专业
《 园 林 工 程 》
2、管网计算目的
根据最高时用水量作为设计用水量求出各段管 线的直径和水头损失。 对于引用式给水方式：确定城市给水管网的水 压是否能满足公园用水的要求； 对于自给式给水方式：主要确定水泵所需扬程 及水塔（或高位水池）所需高度，以保证各用水点 有足够的水量和水压。
枝状管网水力计算
9）4.103.88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=（流量单位：m 3/S ，水头单位：m ），h e1=，n=。
根据清水池高程设计，节点(1)水头为H1=，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。
解：第一步：逆推法求管段流量 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。
量，即：q 1+Q 1=0，所以，Q 1=- q 1=(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）600300150250450230190205650管段直径（mm)400400150100300200150100150管段流量（L/s）管段流速(m/s）管段摩阻系数水头损失（m）泵站扬程(m)00000000管段压降（m）第二步：求节点水头以定压节点（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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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：m3/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。
解：第一步：逆推法求管段流量
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。
量，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）
9）
4.10 3.88
单定压节点树状管网水力分析
管道摩阻系数s f1=
10.67
C w1.852
D4.87
l1=
10.67
1001.852
(400
1000
)
4.87
×600=109.72
管段水头损失ℎf1=s f1q1.852=109.72×(93.21
1000)
1.852
=1.35m
泵站扬程按水力特性公式计算：
ℎp1=ℎe1−s p1q1n=42.6−311.1×(93.21
1000
)
1.852
=38.76
第二步：求节点水头
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。