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管网水力计算(精)


例题:某城市供水区总用水量93.75L/s.节点4接某工 厂,工业用水量为6.94L/s 。节点0-8都是两边供水。 求比流量
水塔
3 2
水泵
600 0 300 1 450 4
650
8
5
6
7
1.管线总长度:ΣL=2425m,其中水塔到
205
节点0的管段两侧无用户不计入。
2.比流量:
(93.75-6.94)÷2425=0.0358L/s
4.5.2 管网图形及简化
1.管网设计图中的元素 (1)节点:有集中流量进出、管道合并或分叉以 及边界条件发生变化的地点 (2)管段:两个相邻节点之间的管道管线:顺序 相连的若干管段 (3)环:起点与终点重合的管线 ①基环:不包含其它环的环 ②大环:包含两个或两个以上基环的环
③虚环:多水源的管网,为了计算方便,有时将两 个或多个水压已定的水源节点(泵站、水塔等) 用虚线和虚节点0连接起来,也形成环,因实际上 并不存在,所以叫做虚环。
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
4400
比流量 (L/s.m) 0.03182
沿线流量 (L/s)
25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91
(1)消防时:假设在泵房供水区、水塔供水区各又 一着火点,每个消防用水额定(20L/S)
泵房节点流量为 237.5+20=257.5 水塔节点流量为54.2+20=74.2
(2)最大转输时:假定最大转输量按30%Qd (87.5L/S)、水塔所需转输水量为58.3L/S,
泵房节点流量为 87.5+58.3=145.8L/S 水塔节点流量为58.3 (3)事故时:应满足设计用水量的70%(204.2L/S)
650
8
5
6
7
1.管线总长度:
205
ΣL=2225m,其中水塔到节点0的管段两侧
无用户不计入。
2.比流量:
(93.75-6.94)÷2225=0.039L/s
▪ 沿线按照用水量全部均匀分布在干管上的假定以求出比流量的 方法,存在一定的缺陷。因为它忽视了沿线供水人数和用水量 的差别,所以与各管段的实际配水量并不一致。为此提出另一 种按该管段的供水面积决定比流量的计算方法。
居住区 居住区
800
800 800
57.5
62.28
57.5
2
600
工厂
3
600
工厂
4
2、比例法:根据小区用水量,节点的服务范 围,按相应比例将总水量分配到各节点。
三、管网校核计算时节点流量的确定:
①管网进行消防水校核时,仅仅考虑设定着火点节点处在 原节点流量的基础上增加消防水量,其余节点流量不变。
①城市管网中,工业企业等大用户所需流量,可直接 作为接入大用户节点的节点流量。 ②工业企业内的生产用水管网,水量大的车间用水量 也可直接作为节点流量。
1
Qj 2 Qjy qi q j j点大用户用水量( l / s)
例:
1
2
沿线流量60(L/S)
24
3
57 4
24 5
13
9
96
30 7
Qi L
Qz 管网输水的总量( m3 / s)
Qi 大用户用水量( m3 / s)
L 配水管段的长度(m)
对于计算长度要注意: ①对不配水的管段(穿越广场、公园等)计算长度为零 ②一边配水的 按1/2计算 ③两边配水按实际长度计算
沿线流量的计算:
q1 qcbl q1 — —沿线流量,L / s; L — —该管段的计算长度,m。
1、步骤: (1)绘制计算草图,对节点和管段顺序编号,
标明管段长度和节点地形标高; (2)按最高日最高时计算比流量、沿线流量
和节点流量; (3)对各管段拟定水流方向,进行流量分配; (4)初步确定各管段的管径和水头损失; (5)进行管网水力计算和技术经济计算; (6)确定水塔高度和水泵扬程;
2、管网设计计算
②进行最大转输校核时,对所需转输进水电的流量等于最 大转输时的用水量加上输入管网中调节构筑物的最大转输 量,其余节点不变。(当无条件确定最大转输量时可考虑 最高日最高时用水量乘一个系数)
③管网进行校核时,对城镇供水管网,通常将其所有节点 流量按事故(70%)进行校核。
书例题4-1已知某城镇供水管网为水泵、水塔双 向供水,最高日最高时用水量为291.7L/S,其 中水厂泵房节点供水量为237.5L/S,水塔节点 供水量为54.2L/S,试确定在管网消防、最大转 输及事故校核时的泵房节点及水塔节点的流量
10 8
11
5
89
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 集中供应的工业用水量120 L/s(分别在节点2、 3、4集中出流40 L/s)。各管段长度(单位为m) 和节点编号见图。试求:(1)比流量;(2) 各管段的沿线流量;(3)各节点流量。
140.00
4.节点流量计算:
Q j 0.5qy qi (l / s)
各管段节点流量计算
节 点
节点连的管段
沿线流量转化的节点流量(L/s)
1 1-2 , 1-5 2 1-2 , 2-3 3 2-3 , 3-4 , 3-5 4 3-4 , 4-6 5 1-5 , 3-5 , 5-6 6 4-6 , 5-6 , 7-6 7 6-7
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。
重要性:管道工程的建设投资占整个给 水系统总投资的 60%~80%,输配水所需的 动力费用占给水系统运行总费用的40%~ 70%。
4.5.1 管网的设计内容和步骤
泵房节点流量为 237.5×70%=166.3(L/S) 水塔节点流量为54.2×70%=37.9(L/S)
四、 管段计算流量
▪ 沿线任一管段的计算流量实际上包括该管段两侧 的沿线流量和通过该管段输送到以后管段的转输 流量。为了初步确定管段计算流量,必须按最大 时用水量进行流量分配,得出各管段流量后,才 能据此流量确定管径和进行水力计算。
④确定水塔高度、水泵扬程和水泵台数
(2)供水点水压已知:已知水泵扬程或水塔高度,要求 复核计算各管段节点压力值是否满足。适用改建工程、 扩建工程。设计步骤如下:
①利用起点水压选经济管径
②计算各管段的水头损失
③由起点现有的水压条件求各节点水压
④复核计算出的水压是否大于控制点水压。
如何来进行设计、简化?
(2)按面积
q
A

Q A
q
qA — —比流量,L(/ s m2);
A 计算管段的面积( m2)
①在街区长边上的管段、其两侧供水面 积为梯形
②在街区短边上的管段、两侧供水面积 为三角形
4、注 意 事 项
(1)比较:面积比流量因考虑了管线供水面积(人数) 多少对管线配水流量的影响,故计算结果更接近实际配 水情况,但计算复杂。 当供水区域的干管分布比较均 匀,管距大致相同时,两者计算结果相差很小。采用长 度比流量简便。
集中 流量 (L/s)
40 40 40
节点总 流量 (L/s)
17.50 57.50 62.28 57.50 27.05 30.22
7.95
合 计
140.00
120.00 260.00
Q=260L/s
1
绿地
17.50 600 5
居住区 居住区
7
居住区
27.05 600 6
500
7.95 30.22
(4)环与节点、管段关系:P=J+L-1(P管段、L 环、J 节点)
节点
大环
管段
基环 管线
2.管网简化
▪ 在管网计算中,城市管网的现状核算以及现有管网 的扩建计算最为常见。
▪ 除了新设计的管网,因定线和计算仅限于干管而不 是全管,略去 一些次要的、水力条件影响较小的管线。
ql qt
qt
ql qs l
二、节点流量的计算:
沿线流量只有概念上的意义,在水力计算时应将沿 线流量按适当比例分配到两各节点,成为节点流量。 沿线流量转换成节点流量的原则是管段的水头损失相 同。
沿线流量
节点流量
如何将沿线流量转化成节点流量?
1、比流量法:
Qj

1 2
Qjy
Qjy 与j点两连管段的用水量( l / s)
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。
管段合 并
节 点 合 并
分解


管网图形及简化
4.5.3 管段设计流量
沿线流量:是指供给该管段两侧用户所需流 量。
节点流量:是从沿线流量折算得出的并且假 设是在节点集中流出的流量。
一、沿线流量的计算
▪ 工业企业给水管网,大量用水集中在少数车间, 配水情况比较简单。
▪ 城市给水管线,沿管线配水,情况比较复杂。 ▪ 假定用水量均匀分布在全部干管上。 ▪ 比流量:干管线单位长度的流量。
1 比流量计算
(1)按长度
qcb Qz
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