管网平差计算
管网平差新法课件
水、气管网输配计算计算机在专业中应用蔡建安安徽工业大学2012年5月◆ 节点数量：J 个； 环数量： L 个 管段数量：P 个 ； P=J-1+L ◆自变量：P 个管段流量 q i ； q ˊ=(q 1，q 2， …，q p ) 因变量：P 个水头损失h i ；h ˊ=(h 1，h 2， …，h p ) 由管段 性质和自变量流量确定◆①连续性（节点）方程 J-1 个： qi+Σqij=0 ②能量（环）方程 L 个： Σh ij =0管网系统的节点、管段和环 任意管网系统数量关系 变量 独立方程数管网不平差新法•衔接矩阵 连续方程•水损计算 •闭合差 能量方程 规划求解新算法不预分，不平差Excel 平台 应用技法某树状网最高用水时流量分配图对节点、管段编号，进行几何关系认定预判流向和标记1.登录原始资料 “节点编号”， “节点流量(L/s)”， “管段编号”； “管段长度（m ）”2.建立和选择DN 管径清单 建立DN 管径清单，位于“C3：Q3”区域，使用下拉箭头在提供的清单内选择适当数值的DN 管径（mm ）；位于“B101：R101”输入函数“=SUMIF(C3:Q3,D100:R100,C2:Q2) ”，可以在选择DN 管径的同时完成对应DN 管径 “累计长度”的统计。
给水管网模板建设“节点编号”和“节点流量” 以节点进行“管段编号”和“管段次序编号”“下拉箭头”和“管径选择” 自动统计给水管网模板建设 流速(m/s)管段的摩擦比阻 管段水头损失(m) 自变量：P 个管段流量 q i ；变量水力计算 3.5001736.0d =α4/2d q A q u π==2lq h α=“C4” 公式“=10*C7/(0.25*PI()*(C3/10)^2)” “C5”键入公式“=0.001736/((C3/1000)^5.3)”“C6”键入公式“= SIGN(C7)*C5*C2*C7^2/1000000”给水管网模板建设___衔接矩阵 •具有J 个节点J 个连续方程，但其中只有J-1个方程是相互独立的。
环状管网平差计算习题
环状管网平差计算习题
一、基本资料
某市环网布置如图1示，各管段管长(m)—管径(mm)均标于图上。
管网设计供水压力按五层建筑物标准设计，最高日用水量为10000m 3，设计q=208 l/s （最高日最高时，k=1.8）。
着火点为最远处，流量25 l/s 。
二、要求
1. 手工平差计算最高日最高时的流量、压力分布；
2.电算最高日最高时、最高日最高时加消防、A 管故障时的管网流量、压力分布；
三、水力计算公式与参数
1．程水头损失按《喷灌工程技术规范》中规定，计算公式为：
b
m f d LQ f F h ⋅
⋅=
式中 h f ——沿程水损失，m ；
F ——多口系数，对等距多出口支管，F 可采用公式计算。
当计算管段内流量不变时，F = 1；
f ——与摩阻损失有关的摩阻系数； L ——管段长，m ； Q ——管段流量，m 3/h ； d ——管内径，mm ；
m 、b ——分别为流量、管径指数，与摩阻损失有关。
各种管材的f 、m 及b 值，见下表。
表7-10 管道沿程水头损失公式中f、m、b值表
2. 局部水头损失按沿程水头损失的15％计。
图1 某市供水管网布置图四、图例
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鸿业软件解环状管网平差计算
解课本55页最下面的例题
1
步骤
1． 设置－出图比例20000，设置－文字大小－2.0
2． 设置一个tempt（图名，可随便定）图层，颜色为紫色，线
宽为0.3（这些可以随便定，主要为了确定给水管道位置，但这个步
骤最好有）
3． 在这个图层上画出课本中的框框，。
4． 给水－交互布管－新建工程名（名称随意）－确定－管代号
•
4-1 150 400.0 6.817 0.357 1.466 0.587
•
4-7 150 350.0 5.304 0.278 0.922 0.323
•
5-4 250 700.0 32.604 0.619 2.269 1.588
•
5-2 150 400.0 2.441 0.128 0.219 0.088
•
11 8.687 0.000 29.684 29.684
34
• 三、管道参数
• 管道编号 管径(mm) 管长(m) 流量(L/s) 流速(m/s) 千米损失(m) 管道损失(m)
•
2-1 150 760.0 9.569 0.501 2.746 2.087
管网平差全过程计算机自动化实践——从数据收集到成果完成
管网平差全过程计算机自动化实践——从数据收集到成果完成摘要：本文结合实例，论述了计算机自动实现管网平差从数据收集到成果完成。
大大提高了设计效率和质量，优化了管网规划方案。
同时也探索下一阶段结合人工智能设计、大数据应用，使管网规划在城市发展建设中具有更强的适应性和指导性。
关键词：管网平差软件实践一、前言管网平差是管网计算中较复杂、工作量较大的一项工作，是给排水工程师进行管网规划设计中必须进行的一项重要工作。
其主要内容是对城市或者区域的管网进行优化计算，从而使管网的布置建设最合理、经济、安全。
二、管网平差的基本计算方法目前管网平差基本计算方法有：哈代·克罗斯法（Hardy-cross），牛顿·菜福逊（Newton -Raphson）法，线性理论法（Linear Theroy），有限元法（Finite- Element）和图论法等。
哈代·克罗斯法应用的时间比较长，有大量开放代码的计算程序可以选用，本文中在计算阶段也采用了该方法。
三、存在问题及分析1、工作量大的问题管网平差是基于试算，通过不断优化管径、平衡管网水头损失，最终到达合理布置泵房、管道以及选择管径、管材等。
这一过程中，随着计算机的在设计计算里的应用，管网平差计算软件也越来越多，计算方面的工作量有所减轻。
但在实际工作中，管网平差需要大量管道数据的整理输入，并不断修改管径数据以及调整泵站位置，然后再进行管网平差计算，不断重复这一过程，最终得到合理、经济、安全的管网、泵站布置方案。
除了计算方面的工作量外，其它数据整理、输入以及绘图、修改等工作量也很大。
按照经验，这些工作占到整个管网平差工作的80%以上。
并且在调整修改数据过程中容易出错，一旦出现错误，检查和调整的工作量也比较大，直接影响平差计算及其成果输出的质量。
2、管网设计不合理的问题目前在管网设计的实际工作中，很少进行详细的管网平差计算和方案比较，一般是根据预测流量的情况，依经验确定管径分布。
山区城市供水管网平差计算方法及应用
各节 点流 量值 作为 已知设 计参 数输入 平差 程序 中 。
网在 串联 运行 时 ， 节 点 的 流量 和压 力 ， 各 从设 计 上保
７ 啼 投术 ２１Ｎ． ａ） ｏ ０ ６ ０ １ ｎ Ｖ１ ２ ｏ（ ． ． Ｊ ３
管 线 工 程 器
ｉ ｌ ｌ 驻 ｌ 婚ｉ
１ 平 差 原 理
１ 对 整个 区域 进行 管 网 布置 和用 水 量 计算 ， 最 ） 并 ２ 根据 管 网最不 利点 的Ｔ作 压力 推算 出水 厂二 级 ） ３ 根据用 户 的用水 压 力和设 计 管材所 能承受 的Ｔ ） ４ 对 整个 区域 进行 管 网平 差 计算 ， 核水 厂 二 级 ） 校 划分 出第一 压力 分 区后 。 算第 一压 力分 区 的用 水量 。 计
Ｍ ｏ ｎ ａｎ ｕ ｔ ｕ ｔ ｉ ｏ ｓＣｉｙ
Ｌｕ Ｙａ ｎｇ， ａ ｇＺｈ ｎ ＬｉｎｇＬ ｉ Ｗ ｎ ｅ ｇ， ａ ｅ
随着 我 国城 市 化 进 程 的不 断 推 进 ， 来 越 多 的 山 扩 建及 其运 行 提供 更优 化 的方 案 。管 网平差 作 为供 水 越 是 区城 市 不 断新 建 、 建 或 扩建 供 水 管 网 系统 。但 由于 管 网规 划设 计 和运 行 管理 的依据 。 给 水 系统 技 术 管 改 山 区城 市 地势 高 差 大 ， 尤其 是 高 海 拔地 区 向低 海 拔 地 理 的一项 重 要工 作 ， 计 算结 果 直接 指 导着 该 区域供 其
管网平差计算
环号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
表十一 第二次校正环状网平差计算表
管段
管长 管径 L(m) d(mm
比阻a
摩阻S
第二次校正后 流量q(L/s)
h(m)
1—2 2—5 1—4 4—5
2—5 2—3 5—6 3—6
4—5 5—9
685 600 0.026 17.8237
281.54
630 600 0.026 16.3926
24.1
630 700 0.0115
7.245
-441.11
△q2=-1.87/(2X114.09)=-8.2(L/s)
685 250 2.752 1885.12
31.7
920 450 0.1195 109.94
-170.9
1.41 -2.15 2.31 -1.89 -0.31 2.15 -1.33 2.46 -1.41 1.87 1.89 -3.21
-362.06
630 500 0.0684 43.0857
231.74
685 250 2.752 1885.12
-31.7
△q1=0.31/(2X80.7)=1.9(L/s)
630 600 0.026 16.3926
362.06
470 700 0.0115
5.405
-496.12
470 200 9.029 4243.63
-166.6 -3.05 183.25 2.11
8—9 5—9
685 300 1.025 702.125 △q3=-1.4/(2X107.66)=-6.5(L/s) 920 450 0.1195 109.94
30 166.6
0.63 1.40 3.05
给水管网平差自动计算表V1 (自动保存的)
q(L/s)
-277.14 2.02 174.06
0.1453 -0.3701
0.0241 0.1338 0.0131 0.1265 0.2975 -0.3171 0.0616 0.2349 0.0428 0.1338
0.4732 -0.1262
0.0428 0.3498 0.0400 0.0285
-0.3171 2.1325 1.0353 -2.7436 -0.3048
0.1194 -0.1262
2.7436 2.2210 -2.3606 -2.5883
0.0157 -0.0170
△q
#DIV/0!
∑
0.0000
△q
#DIV/0!
∣h/q∣
#NAME? #NAME? #NAME?
第6次校正
1000i h(m)
#NAME? #NAME? #NAME?
-2.1217 0.2451 1.9366
∣h/q∣
0.0077 0.1211 0.0111
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
1000i h(m)
#NAME? #NAME? #NAME?
-2.1054 0.2943 1.9605
∣h/q∣
0.0076 0.1317 0.0112
q(L/s)
-276.48 2.13 174.72
第4次校正
v(m/s) 1000i h(m)
#NAME? #NAME? #NAME?
#NAME? #NAME? #NAME?
0.0076 0.1265 0.0112
q(L/s)
-276.85 2.08 174.35
鸿业软件计算管网平差教程
上点击－输入节点其始编号1，然后回车，全部按主结点编号，回
车，全部自动编号，回车，如果出现有些节点未标注，是否自动标
注，输Y，回车。（节点编号与所要求的不一致没关系，在下一步
中更改）
精品
7． 给水－编辑标注－查询－用鼠标点选节点，修改节点编号， 输入地面标高。或者采用工具－编辑查询。 8． 平差－定义管长－点击管段J10－J11，J11－J1，输205（这是 为了使输水管总长为410） 9． 平差－定节点流量－定管供水类型 10． 平差－定节点流量－定集中流量－输入求得的水源流量，前 面加负号 11． 平差－定节点流量－按管长分配流量－输H 12． 平差－定义管径－定义管线直径。 13． 平差－选择反算水源压力，自由水头24，计算公式：海曾威 廉，计算温度：20，管道局部损失系数：1.05,球墨铸铁管。点击图 面提取，全选图形，回车，输入h，回车，点击节点参数，在控制 水压下面，第10个节点处输入根据泵的特性曲线方程求得的水压。 点击计算。赋回图面，编写计算书。 14． 平差－管段标注－输s，回车，再回车 15． 平差－节点标注－输s，回车，再回车 16． 平差－管标注图例，平差－井标注图
•
5-4 250 700.0 32.604 0.619 2.269 1.588
•
5-2 150 400.0 2.441 0.128 0.219 0.088
•
6-5 300 850.0 68.028 0.896 3.642 3.096
•
6-3 300 400.0 53.178 0.700 2.309 0.924
（输J），选球墨铸铁管－确定－用鼠标点击节点布置管线，顺序可
随意，布完一个环用回车键布其余管段。6和10节点间有两条管线
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5.35 5.74 10.77 65.51 87.37 5.74 2.65 127.31 3.15 138.85 65.51 16.49 13.32 41.07 136.40 16.49 127.31 10.99 107.38 262.17 107.38 3.36
2.11 31.21
-3.61 15.87 2.05 157.81
5.29 6.32 10.19 52.63 74.43 6.32 2.96 63.31 3.53 76.13 52.63 21.65
Ⅲ 4—8 920 500 0.0684 62.9188 8—9 685 300 1.025 702.125 △h3=-0.33m 5—9 920 450 0.1195 109.94 5—6 470 200 9.029 4243.63
104.75
920 250 2.752 2531.840
-42.41
△q4=4.75/(2X262.17)=9.1(L/s)
920 250 2.752 2531.840
42.41
430 600 0.026 11.189
-300.00
450 300 1.025 461.250
67.66
1020 500 0.0684 69.758
︱sq︱
5.02 5.94 9.98 59.76 80.70 5.94 2.68 102.27 3.20 114.09 59.76 18.79
Ⅲ 4—8 920 500 0.0684 62.9188
190.45 2.28 11.98
8—9 685 300 1.025 702.125
37.2 0.97 26.12
5.405
-489.91
470 200 9.029 4243.630
30.00
630 700 0.0115
7.245
-434.91
△q2=-3.16/(2X138.85)=-11.4(L/s)
685 250 2.752 1885.120
34.75
920 450 0.1195 109.940
-150.00
25.58
16.27 139.33
表十七 消防校核第一次校正环状网平差计算表
环号
管段
管长 管径 L(m) d(mm
比阻a
摩阻S
第一次校正后 流量q(L/s)
h(m)
︱sq︱
1—2 2—5 Ⅰ 1—4 4—5
2—5 2—3 Ⅱ 5—6 3—6
4—5 5—9 Ⅲ
685 600 0.026 17.8237
4—5 2—5
685 250 2.752 1885.12 △q1=0.29/(2X77.36)=1.9(L/s)
630 600 0.026 16.3926
-30.1 -1.71 -0.29
362.06 2.15
2—3 5—6
470 700 0.0115
5.405
470 200 9.029 4243.63
920 500 0.0684 62.919
211.75
685 300 1.025 702.125
58.50
△q3=-5.03/(2X136.40)=-18.4(L/s)
920 450 0.1195 109.940
150.00
470 200 9.029 4243.630
-30.00
470 400 0.2232 104.904
环号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
表十一 第二次校正环状网平差计算表
管段
管长 管径 L(m) d(mm
比阻a
摩阻S
第二次校正后 流量q(L/s)
h(m)
1—2 2—5 1—4 4—5
2—5 2—3 5—6 3—6
4—5 5—9
685 600 0.026 17.8237
281.54
630 600 0.026 16.3926
-362.06
630 500 0.0684 43.0857
231.74
685 250 2.752 1885.12
-31.7
△q1=0.31/(2X80.7)=1.9(L/s)
630 600 0.026 16.3926
362.06
470 700 0.0115
5.405
-496.12
470 200 9.029 4243.63
-166.6 -3.05 183.25 2.11
8—9 5—9
685 300 1.025 702.125 △q3=-1.4/(2X107.66)=-6.5(L/s) 920 450 0.1195 109.94
30 166.6
0.63 1.40 3.05
5—6 470 200 9.029 4243.63 9—10 470 400 0.2232 104.904
△h2=0.04m
685 250 2.752 1885.12
920 450 0.1195 109.94
296.82 -385.71 236.49 -27.92
385.71 -547.18
14.92 -487.82
27.92 -196.97
1.57 -2.44 2.41 -1.47 0.07 2.44 -1.62 0.94 -1.72 0.04 1.47 -4.27
-30.3 -3.90 92.95 0.91
6—10 6—10
920 250 2.752 2531.84 △q4=6.42/(2X284.79)=11.3(L/s) 920 250 2.752 2531.84
-50.61 30.51
-6.48 -6.42 2.36
6—7 10— 11 7—11
430 600 0.026 11.1886
104.45 1.14 10.96
6—10 920 250 2.752 2531.84
-41.91 -4.45 106.11
△q4=2.55/(2X238.13)=5.4(L/s)
-2.55 238.13
6—10 920 250 2.752 2531.84
41.91 4.45 106.11
6—7 430 600 0.026 11.1886
-227.50
△q5=-2.05/(2X157.81)=-6.5(L/s)
h(m) ︱sq︱
1.60 -2.01 2.69 -2.28 0.01 2.01 -1.30 3.82 -1.37 3.16 2.28 -2.47 2.82 2.40 5.03 2.47 -3.82 1.15 -4.55 -4.75 4.55 -1.01
-501.42 -1.36 30.3 3.90
3—6 4—5
630 700 0.0115
7.245
-446.41 -1.44
△q2=-3.24/(2X140.46)=-11.5(L/s)
3.24
685 250 2.752 1885.12
30.1 1.71
5—9 4—8
920 450 0.1195 109.94 920 500 0.0684 62.9188
6—10 6—7 10— 11 7—11
685 630 630 685
630 470 470 630
685 920 920 685
920 470 470 920
920 430
450
1020
600 0.026 17.8237
600 0.026 16.3926
500 0.0684 43.0857
250 2.752 1885.12
26.55
16.12 123.32
环号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
表十五 第六次校正环状网平差计算表
管段
管长 管径 L(m) d(mm
比阻a
摩阻S
第六次校正后 流量q(L/s)
h(m)
1—2 2—5 1—4 4—5
2—5 2—3 5—6 3—6
4—5 5—9 4—8 8—9
5—9 5—6 9—10 6—10
△h3=0.35m
450 0.1195 109.94
200 9.029 4243.63
400 0.2232 104.904
250 2.752 2531.84
△h4=0.25m
250 2.752 2531.84
600 0.026 11.1886
300 1.025 461.25
500 0.0684 69.7578 △h5=0.07m
300.00
630 600 0.026 16.393
-350.00
630 500 0.0684 43.086
250.00
685 250 2.752 1885.120
-34.75
△q1=-0.01/(2X87.37)=-0.06(L/s)
630 600 0.026 16.393
350.00
470 700 0.0115
表十三 第四次校正环状网平差计算表
管段
管长 管径 L(m) d(mm
比阻a
摩阻S
第四次校正后 流量q(L/s)
h(m)
1—2 685 600 0.026 17.8237
276.24 1.36
2—5 1—4
630 600 0.026 16.3926 630 500 0.0684 43.0857
-362.06 -2.15 226.44 2.21
24.1
630 700 0.0115
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.245
-441.11
△q2=-1.87/(2X114.09)=-8.2(L/s)
685 250 2.752 1885.12
31.7
920 450 0.1195 109.94