【土木建筑】第6章管网水力计算

【土木建筑】第6章管网水力计算

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1、第6章管网水力计算6.1树状管网计算计算步骤:确定各管段的流量;根据经济流速选取标准管径;计算各管段的水头损失;确定控制点;计算控制线路的总水头损失,确定水泵扬程或水塔高度;确定各支管可利用的剩余水头;计算各支管的平均水力坡度,选定管径。某城市供水区用水人口5万人,最高日用水量定额为150L/(人·d),要求最小服务水头为16m。节点4接某工厂,工业用水量为400m3/d,两班制,均匀使用。城市地形平坦,地面标高为5.OOm。水泵水塔0123485672504503006002301902056501501.总用水量设计最高日生活用水量:50000×0.15=75

2、00m3/d=86.81L/s工业用水量:400÷16=25m3/h=6.94L/s总水量为:ΣQ=86.81+6.94=93.75L/s2.管线总长度:ΣL=2425m,其中水塔到节点0的管段两侧无用户不计入。3.比流量:(93.75-6.94)÷2425=0.0358L/s4.沿线流量:管段管段长度(m)沿线流量(L/s)0~11~22~31~44~84~55~66~7300150250450650230190205300×0.0358=10.74150×0.0358=5.37250×0.0358=8.95450×0.0358=16.11650×0.0358=

3、23.27230×0.0358=8.23190×0.0358=6.80205×0.0358=7.34合计242586.815.节点流量:节点节点流量(L/s)0123456780.5×10.74=5.370.5×(10.74+5.37+16.11)=16.110.5×(5.37+8.95)=7.160.5×8.95=4.480.5×(16.11+23.27+8.23)=23.800.5×(8.23+6.80)=7.520.5×(6.80+7.34)=7.070.5×7.34=3.670.5×23.27=11.63合计86.8193.7588.3860.6311.6

4、34.4811.643.6710.7418.26水泵水塔0123485672504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.376.干管水力计算:管段流量(L/s)流速(m/s)管径(mm)水头损失(m)水塔~00~11~44~893.7588.3860.6311.630.750.700.860.664004003001001.270.561.753.95Σh=7.53选定节点8为控制点,按经济流速确定管径。7.支管水力计算:管段起端水位(m)终端水位(m)允许水头损失(m)管

5、长(m)平均水力坡度1~34~726.7024.9521.0021.005.703.954006250.014250.00632管段流量(L/s)管径(mm)水力坡度水头损失(m)1~22~34~55~66~711.644.4818.2610.743.67150(100)100200(150)1501000.006170.008290.003370.006310.005811.85(16.8)2.070.64(3.46)1.451.198.确定水塔高度和水泵扬程水泵扬程需要根据水塔的水深、吸水井最低水位标高、水泵吸水管路和压水管水头损失计算确定。6.2环状网计算原

6、理环方程组解法原理:在初步分配流量的基础上,逐步调整管段流量以满足能量方程。L个非线形的能量方程:初步分配的流量一般不满足能量方程:初步分配流量与实际流量的的差额为Δq,实际流量应满足能量方程:将函数在分配流量上展开,并忽略高阶微量:方程组的第一部分称为闭合差:将闭合差项移到方程组的左边,得到关于流量误差(校正流量)的线性方程组:利用线性代数的多种方法可求解出校正流量。因为忽略了高阶项,得到的解仍然不能满足能量方程,需要反复迭代求解,直到误差小于允许误差值。节点方程组解法原理:在初步拟订压力的基础上,逐步调整节点水压以满足连续性方程。节点流量应该满足连续性方程:J

7、-S个连续性方程:一般表达式:初步拟定的水压一般不满足连续性方程:初步拟定水压与实际水压的差额为ΔH,实际水压应满足连续性方程:将函数在分配流量上展开,并忽略高阶微量:方程组的第一部分称为闭合差:将闭合差项移到方程组的右边,得到关于水压误差(校正压力)的线性方程组:求解步骤:根据已知节点(控制点和泵站)的水压,初步确定其他各节点的水压;根据流量与水头损失的关系求出各管段的流量;计算各节点的不平衡流量;计算各节点的校正压力;重复第2~4步直到校正压力符合要求为止。管段方程组解法原理:直接联立求解J-S个连续性方程和L个能量方程,求出P=L+J-S个管段流量。具体步骤

8、:对能量方

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