给水管网管网平差水力计算表(哈代·克罗斯法)资料
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。
给水管网水力分析
27.65
管网水力分析
解：该管网为两个环，管段初流量已经完成，根据管段流量qi、 管径Di和管长Li，计算出： 各管段阻力系数Si 各管段压降hi （0） 各管段系数z i(0)
kli si m Di hi si qi
n
zi nsi qi n 1
管段2： 海曾 威廉公式： 0.001768 650 10.67 404.4 k 1.852 0.001768 s2 4.87 0 .3 Cw
不满足要求，需进行流量校正，
q1(1) h1( 0)
iRk
ns q
( 0 ) n 1Байду номын сангаас
i
3.35 0.00845 96.21 156.9 57.38 48.82
得环流量：Δq1=-0.00845 m3/s Δq2=0.00200 m3/s
计算第1次校正后流量
节点编号
(1)
(2) 11.5
(3) 11.8
(4) 15.2
(5） 17.4
（6） （7） （8） （9） （10） 13.3 12.8 13.7 12.5 15
地面标高(m) 9.8
节点地面标高
解：1、逆推法求管段流量
对节点（5）列流量方程：-q4+Q5=0 q4= Q5=4.48 对于管段数不多的管网，可直接求解管 段流量，不必列方程。 q3=Q4+Q5=7.16+4.48=11.64 … q1=93.75
第五章 给水管网水力分析
5.1 给水管网水力特性分析
一、管网水力分析条件和目的
1、管网水力分析目的－满足安全供水目标： 设计工况：最高日最高时设计用水量 需对管网事故、消防、转输流量工况校核。 2、水力分析的工程意义就是已知给水管网部分水力学参 数，求其余水力参数。 3、水力分析的数学含义就是解恒定流方程组。
给排水工程室内给水管网水力计算
对于居住建筑，在进行方案设计时，所需水压可 根据建筑层数查表估算自室外地面算起的最小水 压值。
当按（1）式算得的H与室外提供的水压Ho有较 大差别时，应对管网的某些管径作适当调整。
八、给水管网的具体计算步骤如下：P42
1、绘出计算管网的轴测图，选择最不利配水点，定出计算 管路。
7、计算室外管道中的压力Ho：
如H≤Ho（相差约5～10％），可以认为满足要求；如 H<<Ho，则在流速允许范围内缩小管径，以节约管材；如 H>>Ho，则应设增压设备，如水泵、水箱等。
2、将计算管路以节点分段并进行编号，统计出各管段所负 担的当量总数。
3、计算每个管段的设计秒流量。P.35。
4、根据流速要求（P.39）及设计秒流量计算管径和管道单 位长度水头损失i。P.423 水力计算表。
5、计算各管段和整个计算管路的水头损失（包括沿程和局 部水头损失）。
6、按设计秒流量选择水表，并计算水表的水头损失。P.42
给排水工程室内给水管网水力计算
（二）、局部水头损失hj
计算较为复杂，为简化计算，管网局部水 头损失之和hj一般可以根据经验采用沿程 水头损失的百分数进行估算，不同用途的 室内给水管网，其局部水头损失占沿程水 头损失的百分数如下：P41表2-14。1、生 活给水管网25～30％ ； 2、生产给水管网 20％；3、消防给水管网10％； 4、生 活、消防共用给水管网25％；5、生活、生 产、消防共用给水管网20％。
节点流量计算管网平差
节点流量计算（1）沿线流量·以单位面积用水定额指标法计的比流量计算方法：根据地块的规划用地性质，采用单位面积用水定额指标法计算地块用水量，再采用对角线法将地块用水量分配至地块周边的配水管道。
则计算管段的沿线流量为:式中：qm 为单位面积用水定额指标；f 为计算管段的划分地块面积。
管段沿线流量计算有多种方式，主要有以单位长度管段计的比流量计算方法和以单位面积用水定额指标法计的比流量计算方法：·单位长度管段计的比流量计算方法:q=式中：q 为比流量；Qb 为管网输出的除大用水户用水外的总用水量；∑L 为配水管段的总长度。
Q=qL式中：Q 为计算管段沿线流量；L 为计算管段的长度。
以单位面积用水定额指标法计的比流量计算方法较为准确，但其计算过程过于繁琐。
单位长度管段计的比流量计算方法忽视沿线供水人数和用水量的差别，与各管段的实际配水量不一致。
单位长度管段计的比流量计算方法的结果虽然较为粗糙，但其计算精度在专项规划和工程可行性研究阶段可以满足要求。
因此，本次规划采用单位长度管段计的比流量计算方法计算管段沿线流量。
（2）节点流量式中：qn 为大用户用水量；qi 为节点流量。
6）、管段流量计算根据节点流量平衡原则，考虑管网的经济性和可靠性，按照最大时用水量对管网的流量进行分配，管段的流量主要按照下列原则进行分配：（1）按照管网的主要供水方向，初步拟定供水方向，并确定管网的控制点，控制点一般选择在管网的最远点或最高点；（2）从水源点到控制点之间选择主要平行干管线路，按照节点流量平衡原则，尽可能均匀分配流量，保证事故时其他干管可以满足转输要求。
（3）与干管垂直的连接管，主要作用为平衡干管之间的流量和就近供水，可分配的较少的流量。
7）、管径拟定根据目前市面上的标准管径，计算每个标准管径的经济界限流量范围，再根据管段的计算流量选定管径，在保证供水所需的水量和水压，水质的安全和可靠性的前提下，使管网的建造费用和管理费用经济合理。
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
第5章_给水管网水力分析
7．支管水力计算：
管段 起端水位 终端水位 允许水头损失 管长 平均水 （ m） （ m） （ m） （m） 力坡度 21.00 5.70 400 0.01425 1～3 26.70 21.00 3.95 625 0.00632 4～7 24.95
管段 流量(L/s) 管径(mm) 水力坡度 水头损失(m) 11.64 150(100) 0.00617 1.85(16.8) 1～2 4.48 100 0.00829 2.07 2～3 18.26 200(150) 0.00337 0.64(3.46) 4～5 10.74 150 0.00631 1.45 5～6 3.67 100 0.00581 1.19 6～7
（7）
（8）
线性变换
Q7
[1]
[4]
q1,h1
Q1
求出包括节点（5） 和（6）的大节点连 续性方程。
（1）
[2]
（2）
[3]
（3）
Q q4,h4 8
q2,h2 Q2
[6] q6,h6 [8] （5）
q3,h3
Q3
[7] q7,h7
[5] q5,h5 （4）
[9]
（ 6）
Q4
q8,h8
Q5
q9,h9
q6 Q5 0 q7 Q6 0 q1 Q7 0 q4 Q8 0
节点流量方程组经过线形变化，可得到：
给水排水管道系统第五章给水管网水力分析
第十四页，共六十一页。
5.3 环状管网的流量初分配
三，流量分配的步骤： 1，定出管网的控制点；
2，从配水源到控制点之间选定主要的平行供水线路。
3，分配主要干管的流量，平行的管线中应尽可能的分配相似的 流量，分配时应满足节点连续性方程。
4，环流量（校正流量）直接按下式求解：
5，将环流量施加到环内的所有管段，得到新的管道流量，作为新的初值，转第 2步重新计算，管段流量流量迭代公式为：
6，计算压管压降、流速、用顺推法求各节点水头，最后计算节点自由水压，结束计 算。
第四十一页，共六十一页。
哈代-克罗斯法
二，例题： 和前一个例题相同，要求用哈代克罗斯法求解
第二十七页，共六十一页。
四种初分配流量方法的比较
均匀法
预先确定 流向
是
考虑管长 否
节点累计法
是
否
最短树法
是
是
最小平方和法
否
否
截面法
否
否
求解节点 方程 是
是
是
是 是
其他操作
无
无
求最短树，预赋 支管流量 无 无
第二十八页，共六十一页。
5.4 单定压节点树状管网水力分析
定压节点：已经知道节点水头而不知道节点流 量的节点称为定压节点。 定压节点水力分析的步骤： 1，用流量连续性方程计算管段流量，并计算 出管段压降。 2，根据管段能量方程和管段压降方程，从定 压节点出发推求各节点水头
因为节点流量方程是线性相关的，所以其独立的方程个 数为J-1个。所以可列出独立方程J+L-1，即P个。通过联 立求解这两个方程组即可求得管段流量。但管网节点的
给水管网课设
一、设计任务华北地区某城镇给水管道初步设计与计算，并绘制该区的给水管道总平面图和纵剖面图。
要求居住区采用环状网供水，工厂设一条给水管即可。
(1)城镇给水管网规划；(2)城镇输水管和给水管网初步设计（只设计水塔以后部分，包括确定水塔高程）；二、已知条件（1）该区总平面图（含地形标高，管道长度、面积根据比例尺测量）。
（2）居住区用水总人口为50000+学号*300人。
（3）某工厂用水量1000m3/d，三班制，K h=1.3（111）；1.4（L101）；1.5（L102）。
（4）最小服务水头230kPa。
（5）用水量变化情况见下表三、最高日用水量城市最高日用水量计算时，应包括设计年限内给水系统所供应的全部用水：居住区综合生活用水，工业企业生产用水和职工生活用水，消防用水，浇洒道路和绿地用水以及未预见的水量和管网漏失水量，但不包括工业自备水源所需水量。
该城市总人口57800人，查《给水排水设计手册.第02册.建筑给水排水》P6表居住区综合用水定额得生活用水定额采用上限170-260L/cap d，本设计取用水定额200 L/cap d最高日综合生活用水量Q1 ：QqNf1Q1―—城市最高日综合生活用水，dm/3；q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ／（cap.d）；Ｎ――城市计划用水人口数；f――城市自来水普及率，采用f=100%所以最高日综合生活用水为：Q1=qNf=200*57800*100%=11560d工业用水量为：Q2=1000*1.5=1500m³/d浇洒道路用水量及绿化用水量Q3 =2.0%*Q1 =231.2/d城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的25%计算：选自《给水排水管网系统》中国建筑工业出版社P116（6.5）Q4 =20%*( Q1+Q2+Q3)=2658.24最高日设计流量Q d：Q d=Q1+Q2+Q3+Q4=15949.44时变化系数为：Kh=24*5.11/100=1.23最高时用水量为：Qh=1000*Kh*Qd/(24*3600)=206L/S四、管网布置1.根据设计资料给出的地形图，从供水可靠性角度出发，拟采用环状网供水系统。
给水管网水力计算139页PPT
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如Βιβλιοθήκη 之者，好之者不如乐之者。——孔子▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
139
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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环号初始给定流向后管段编号管段编号统计各环中管段重复情况管段长度L(m)预分管段流量Q0(l/s)预设经济流速V(m/s)选定管径下的流速Vt
(m/s)
111
400.0034.321.000.70
221
600.0026.421.000.84
-10102
400.0055.001.000.78
-13131
600.00100.001.000.80
10102
400.0055.001.000.78
882
300.0050.001.000.71
-11112
400.0011.001.000.62
-14141
300.0034.731.000.71
11112
400.0011.001.000.62
992
500.0025.001.000.80
-12121
600.005.561.000.71
-15151
500.0014.251.000.81
331
500.0017.201.000.97
441
700.007.721.000.98
-662
500.0022.571.000.72
-882
300.0050.001.000.71
662
500.0022.571.000.72
551
500.0016.871.000.95
-771
500.0017.921.001.01
-992
500.0025.001.000.80
5
4
1
给
3
2
上次平差后管段流量Q01(l/s)本管段其他环调整流量本次平差后管段流量Q1计算管径取计算管径相近的标准管径d1选定管径
D
(mm)
环路各管段摩阻
S
28.760.0028.760.210.20250.00604.78
20.860.0020.860.180.20200.002689.31
-63.080.00-63.080.260.25300.00248.88
-105.570.00-105.570.360.35400.0091.97
0.00
63.080.0063.080.260.25300.00248.88
57.710.0057.710.250.25300.00186.66
-10.790.00-10.790.120.10150.007277.81
-32.220.00-32.210.210.20250.00453.58
0.00
10.790.0010.790.120.10150.007277.81
26.980.0026.980.180.20200.002241.09
-3.250.00-3.250.080.10100.0078642.34
-11.940.00-11.940.130.15150.009097.26
0.00
12.010.0012.010.150.15150.009097.26
2.530.002.530.100.10100.0091749.39
-28.090.00-28.090.170.15200.002241.09
-57.710.00-57.710.250.25300.00186.66
0.00
28.090.0028.090.170.15200.002241.09
17.190.0017.190.150.15150.009097.26
-17.600.00-17.600.150.15150.009097.26
-26.980.00-26.980.180.20200.002241.09
给水管网管网平差水力计算表（哈代·克罗斯法）
环路各管段水头损失h(m)S*Q01环路闭合差Δh(m)ΣS*Q01环路校正流量Δq(L/s)环路校正流
量
Δq
(L/s)
0.8529.411.000.00
2.0799.462.000.00
-1.4923.63-10.000.00
-1.4313.54-13.000.00
1.4923.6310.000.00
0.9516.438.000.00
-1.66153.55-11.000.00
-0.7824.30-14.000.00
1.66153.5511.000.00
2.78103.219.000.00
-1.94597.38-12.000.00
-2.50209.23-15.000.00
2.52210.223.000.00
1.42562.544.000.00
-3.00106.81-6.000.00
-0.9516.43-8.000.00
3.00106.816.000.00
4.91285.365.000.00
-5.12291.09-7.000.00
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