第6章 水力计算及管径的确定
第6章给水管网的设计计算
ql
qx
qt
1 ql
q
L
ql
qt
ql
L
dx
ql qt
x
qt
qx
qt
ql
L L
x
ql
L L
x
qt / ql
dh
dx qx2
dx
ql2
L L
x
2
h
L 0
dh
L
ql
2
2
1 3
hij
Hi
H
j
L d
2
2g
8
2D5g
LQ 2
LQ2 SQ2
6.2 管网图形及简化
➢管网计算中，城市管网现状核算、现有管网扩建计 算最为常见。
➢除新设计管网，定线和计算仅限于干管，对改建和 扩建管网往往适当简化，保留主要干管，略去次要、 水力条件影响较小的管线。
➢管网图形简化是在保证计算结果接近实际情况的前 提下对管线进行的简化，这样能减轻计算工作量。
节点：有集中流量进出、管道合并或 环：起点与终点重合的管线 分叉以及边界条件发生变化的地点
忽略：管网中主要起联络作 用的管段，由于正常运行时 流量很小，对水力条件影响 很小，计算时可忽略。
分解
忽略
管段合并：长度近似相等、 彼此几乎平行且相距很近的 两条管段计算时可合并。
节点合并：距离很近的两个节 点计算时可视为一个节点。
管网图形及简化
经分解、合并和省略 等，管网由原来42个
环减少到21环。
使环状网某些管段流量为零，即将环状网改成树状 网，才能得到最经济的流量分配，但树状网并不能 保证可靠供水。
环状网流量分配时，应同时照顾经济性和可靠性。
自动喷水灭火系统水力计算及配水管径分析
自动喷水灭火系统水力计算及配水管径分析现如今，自动喷水灭火系统越来越广泛的被用于各种大型建筑中。
而对于自动喷水灭火系统水力计算的方法和步聚及配水管径的确定是走关系到整个系统能否有效运行的关键环节，本文我们将结合《自动喷水灭火系统设计规范》和《给水排水设计手册》，并通过实例对中危Ⅱ级管网水力计算进行对比，就自动喷水灭火系统水力计算的原则和管网配水管径的确定方法展开分析。
标签自动喷水灭火系统；水力计算；配水管径自动喷水灭火系统，是当今世界上公认的最为有效的自救灭火设施，是应用最广泛、用量最大的自动灭火系统。
国内外应用实践证明：该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。
在自动喷水灭火系统设计中，力求遵循系统基本原理和技术特点，使系统充分发挥自动扑救初期火灾的作用。
自动喷水灭火系统的水力计算和配水管径的确定是自喷系统设计的灵魂，是关系到系统可靠性、合理性和经济性的一项重要设计内容。
一、系统水量、水力计算设计人员针对系统设计流量的计算，通常做法：依据《喷规》首先判定设置场所火灾危险等级，根据系统设计的基本参数，即喷水强度（L/min·m2）×作用面积（m2）确定喷淋系统设计流量，该设计流量是假定作用面积内所有喷头的工作压力和流量等于最不利点喷头的工作压力和流量，忽略管道阻力损失对喷头工作压力的影响，导致系统设计流量小于实际流量。
在系统设计流量计算时，为了确保喷头的计算出水量与实际水力条件相符，《给水排水设计手册》第 2 册《建筑给水排水》第2.3.5 节，详细介绍了自动喷水灭火系统水力计算方法：根据设置场所火灾危险等级，作用面积、喷水强度和最不利点处喷头工作压力，首先选定最不利作用面积在管网中的位置，此作用面积的形状宜采用正方形或长方形，当采用长方形布置时，其长边应平行于配水支管，边长宜为作用面积平方根的1.2倍，从系统最不利作用面积内最不利点喷头开始，沿程计算各喷头的水压力、流量和管段的累计流量、水头损失，直到管段累计流量达到设计流量为止；在此后的管段中流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失。
给排水系统中的水力计算与管径选择
给排水系统中的水力计算与管径选择水力计算是设计给排水系统中不可或缺的一项工作。
通过合理的水力计算，可以确定给排水管道的管径大小，以确保系统正常运行并满足设计要求。
本文将介绍给排水系统中的水力计算方法和管径选择准则。
一、给排水系统的水力计算方法在给排水系统中，水力计算通常包括两个关键参数：流量和水力损失。
流量是指液体在管道中的体积流动率，而水力损失则是液体在流动过程中由于阻力而损失的能量。
下面是一些常用的水力计算方法：1. Manning公式Manning公式是用于计算开放渠道中流速和水深之间的关系的经验公式。
在给排水系统中，这个公式可以用于计算自由涌流的流速，从而确定水流在管道中的流量。
2. Hazen-Williams公式Hazen-Williams公式是一种常用的计算给排水系统中水力损失的公式。
它通过管道材料的粗糙度系数、管道长度和流量来估算水力损失。
这个公式适用于中小口径管道和常规流量条件下的水力计算。
3. Darcy-Weisbach公式Darcy-Weisbach公式是一种基于雷诺数的计算方法，更适用于大口径管道和复杂流量条件下的水力计算。
该公式考虑了液体的粘度和摩擦阻力，可以更准确地计算水力损失。
二、管径选择准则正确的管径选择对于给排水系统的正常运行至关重要。
通常情况下，管径的选择应满足以下准则：1. 最小速度准则为了避免给排水系统中的沉积物沉淀，需要保证流速不低于一定的限制值。
通常情况下，给水系统的最小速度为0.6 m/s，排水系统的最小速度为0.9 m/s。
2. 最大速度准则过高的流速会导致水流对管道产生冲击和噪声，并增加管道的磨损和压力损失。
因此，给排水系统的设计速度应控制在一定的范围内，一般为1.5-3 m/s。
3. 总阻力准则给排水系统中的管道总阻力应小于一定的限制值，以确保系统能够正常运行。
总阻力包括管道阻力和局部阻力。
管道阻力可以通过水力计算得出，而局部阻力则包括弯头、三通、阀门等附件带来的额外阻力。
燃气工程-第6章燃气管网水力计算
环状管网的计算步骤
5)根据管网允许压力降和供气点至零点的管 道计算长度(局部阻力通常取沿程损失的 5%-10%)，求得单位长度允许压力降，根 据流量和单位长度允许压力降查附图即可 选择管径。
(一)燃气分配管网供气方式
(3)最常见的分配管段供气情况。
(二)燃气分配管段途泄流量的确定
▪ 在城镇燃气管网计算中可以认为，途泄流 量是沿管段均匀输出的。管段单位长度途 泄流量为：
管段途泄流量计算
计算管段途泄流量
▪ 1-2管段
▪ 1-6管段
(三)燃气分配管段计算流量确定
▪ 管段上既有途泄流量又有转输流量的变负 荷管段，其计算流量可按下式求得：
Q 2 -30 .5 5 1 8 05 0 1 4 9
Q 1 -4 0 .5 5 3 9 5 2 8 4 5 0 2
Q 4-30 .559050100
(4)求计算流量
▪ 对于Ⅱ环：
Q 1 -6 0 .5 5 2 9 4 4 9 8 6 6 0
Q 6-50.55216083
Q 4-50.55144079
(1)环状管网的计算特点 (2)环状管网的计算步骤
(1)环状管网的计算特点
(2)环状管网的计算步骤
1)绘制管网平面示意图，管网布置应使管道 负荷较为均匀。然后对节点、环网、管段 进行编号，标明管道长度、燃气负荷、气 源或调用站位置等。
2)计算各管段的途泄流量。
环状管网的计算步骤
3)按气流沿着最短路径从供气点流向零点(零 点是指各环中燃气沿顺时针流动与逆时针 流动的交汇点，此点为各环压力的最低点) 的原则，拟定环状管网燃气流动方向。但 在同一环内，必须有两个相反的流向。
雨水排水系统的水力计算
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6.3 雨水排水系统的水力计算
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5．径流系数
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.2 系统计算原理与参数
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１．雨水斗泄流量
重力流状态下，雨水斗的排水状况是自由堰流，通过雨水斗
的泄流量与雨水斗进水口直径和斗前水深有关，可按环形溢
流堰公式计算：
6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.3 设计计算步骤
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２．天沟外排水 天沟布置 即确定天沟的分水线及每条天沟的汇水面积；按照屋面的
构造一般应在伸缩缝或沉降缝作为天沟分水线，单坡的排泄长 度不宜大于 50m。天沟较长时，坡度不能太大，但最小坡度不 得小于0.003。
确定天沟断面 天沟形状：矩形、梯形、半圆形、三角形等。 天沟尺寸：根据排水量、天沟汇水面积计算，根据每一条天沟
管径 I
0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07
75mm
3.07 3.77 4.35 4.86 5.33 5.75
100mm 150mm 200mm 250mm
6.63 8.12 9.38 10.49 11.49 12.41
19.55 23.94 27.65 30.91 33.86 36.57
211(110.85lgP) q
(t8)0.70
后退
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.1 屋面雨水设计流量计算
屋面雨水排水管道的设计降雨历时可按5min计算， 居住小区的雨水管道设计降雨历时应按下式计算：
t t1M2t
燃气基础知识 第六章 燃气管网水力计算
家用燃气表及灶具安装规定及要求
1）燃气用户应单独设置燃气表；燃气表应根据燃气的工作 压力、温度、流量和允许的压力降等条件选择； 2）燃气表宜安装在不燃或难燃结构的室内通风良好和便于 查表、检修的地方； 3）严禁安装在下列场所：卧室、卫生间及更衣室内；设备 的管道井内，或有可能滞留泄漏燃气的隐蔽场所；环境温度 高于45℃的地方；经常潮湿的地方，堆放易燃易爆、易腐蚀 或有放射性物质等危险的地方；有变、配电等电气设备的地 方；有明显振动影响的地方；高层建筑中的避难层及安全疏 散楼梯间内。 4）使用人工煤气和天然气时，燃气表的环境温度应高于0℃； 使用液化石油气时，应高于其露点5℃以上；高位安装燃气 表，表底距地面不宜小于1.4m；低位安装时，表底距地面不 得小于10cm。
式中 Q—计算流量，m3/h Q1—途泄流量，m3/h； Q2—转输流量，m3/h；
节点流量
节点流量等于流入节点所有管段途泄流量 的0.55Q1、流出节点所有管段途泄流量的 0.45Q1以及与该节点的集中流量三者之和
节点1
q1 0.55Q1 61 0.45Q1 12
节点2
q2 0.55Q1 12 0.55Q1 52 0.45Q1 23
（1）补偿高层建筑的沉降。 （2）克服高程差引起的附加压头的影响：增加阻力；高低层系 统分设；用户调压器；专用灶具。 （3）补偿温差产生的变形。
武汉大学水力学教材答案第六章
武汉大学水力学教材答案第六章第六章恒定管流1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。
( )2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。
( )( )4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。
( )5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。
( )( )( ) 8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。
设管 1 的沿程水头损失为h f1 ,管 2 的沿程水头损失为h f2。
则h f1与h f2 的关系为（）（1）h h（2）h＜h f2；（3）h f1 = h f2；（4）无法确定。
c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。
b管；（3）c管；（4）无法确定。
________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。
11、图示为一串联管段恒定流。
各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为______________________。
各管段流速 v1、v、v的关系为____________________________________________________________。
_________________________________________________；出口为淹没出流时，若下游水池中流速v2=0,测压管水头线终点在____________________________，若v2≠0，测压管水头线应____________________________________________________________________下游水面。
13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。
M、N 两点的压强高度p m/ g 及p n/ρg。
第六章 燃气管网的水力计算(二)
居民生活用燃具的同时工作系数k
同类型燃 具数目N 1 2 燃气双眼灶 1.00 1.00 燃气双眼灶和 快速热水器 1.00 0.56 同类型燃 具数目N 40 50 燃气双眼灶 0.39 0.38 燃气双眼灶和 快速热水器 0.18 0.178
3
4 5 6 7 8
0.85
0.75 0.68 0.64 0.60 0.58
枝状管网水力计算表
管 段 号
4-5 3-4 管径 额定流 用户 同时 计算流 d 量q 数N 工作 量Q （m （m3/h）（户） 系数k （m3/h） m） 2.4 50 0.178 21.36 81.36 50 80 实际 ΔP/l （Pa/ m） 1.83 2.40
管段 摩擦阻力 总阻力 长度l 损失ΔP1 损失ΔP （m） （Pa） （Pa）
Pa/M
由Q=1.7 m3/h，在 P 6.52 Pa/m附近查得管径 L 0 1 d=15mm（天然气支管管径不得小于15mm），
P 6.50 L 0 1
Pa/m；
对应实际密度下 的 P
L
6.50 0.73 4.75
300
400 500 700
0.30
0.29 0.28 0.26
0.15
0.14 0.138 0.134
25
30
0.43
0.40
0.20
0.19
1000
2000
0.25
0.24
0.13
0.12
然后选取枝状管网的干管，根据给定的允许压 力降及由高程差而产生的附加压头来确定管道 的单位长度允许压力降； 根据管段的计算流量及单位长度允许压力降来 选择标准管径； 根据所选的标准管径，求出各管段实际阻力损 失（摩擦阻力损失和局部阻力损失），进而求 得干管总的阻力损失。
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第6章 水力计算及管径的确定
1、画出水力计算简图，进行管段编号，立管编号并注明各管段的热负荷和管长，如附录3所示。
2、选择最不利环路
本系统为单管异程式系统，取最远立管的环路作为最不利环路。
由附录中水力简图可见，水力计算分为两部分分别计算，左半部分和右半部分，其中左半部分的最不利环路是从入口到立管6的环路。
这个环路包括管段1、2、3、4、5、6、7、8、9，10, 11, 12, 13, 14, 15；右半部分的最不利环路是从入口到立管11的环路，这个环路包括管段1、20、21、22、23、24、25、26、27、36、9。
3、计算各管段流量
G=0.86∑Q/(t g ′-t h ′)
Q ——管段的热负荷，W
'g
t ——系统的设计供水温度，℃ 'h t ——系统的设计回水温度，℃
4、计算最不利环路各管段管径
虽本设计中引入口处外网的供回水压差较大，但考虑系统中各环路的压力损失易于平衡，采用推荐的平均比摩阻R pj 大致为60~120Pa/m 来确定最不利环路各管段的管径。
首先根据上式确定各管段的流量，根据G 和选用的R pj 值，查出各管段d 、R 、v 值，填入表中，然后计算沿程压力损失，局部压力损失，各管段的压力损失，最后算出最不利环路的总压力损失，并将不平衡率控制在15%以内，若有剩余循环压力，用调节阀消耗掉。
本系统有左右两部分，故需要计算两部分的最不利环路的阻力。
5、同上述方法，以左半部为例，计算通过除最不利环路立管外离供水立管最远的立管5的环路，从而确定出立管16,17的管径及其压力损失。
如计算立管5的管径：
根据并联环路节点压力平衡原理，立管3的资用压力△P IV =△P 7~10=Pa
立管5包括,管16和17，分别根据G 值确定，查出各管段d,R,v 值，方法如第4步所说，计算出两管路的压力总损失后，与资用压力相比，将不平衡率控制在15%以内，，并校验不平衡率，多余的循环压力用调节阀调节。
6、计算其余各管段管径
与上述方法类似继续计算剩余立管的压力损失，根据各立管的资用压力和立管各管段的流量，选用合适的立管管径，计算压力损失并校验。