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。