第2讲管网设计基本理论要点解析.pptVIP

§2-1 管网水流特征 一、管网水流特征：属于紊流 二、管网水流均处于非恒定流,但为了计算简化，按恒定流计算 三、管网水流一般为非均匀流 四、给水管网基本上用压力流,而厂内排水和城市污水管渠采用重力流 , 五、在给水管网中一般只计算沿程水头损失 §2-2 水头损失计算 1. 水头损失计算公式一般形式 S—摩阻; a—比阻 （1）海曾-威廉公式(任何管材):指数n=1.852 S=10.67*L/D4.87/C1.852 其中 C为海曾-威廉粗糙系数: 塑料150,混凝土120,水泥衬里,120 ,陶土110,旧铸铁90~110 （2）舍维列夫公式(钢管,铸铁管):指数n=2 当V≥1.2m/s时: S=1.7346*10-3L/D5.3 当V1.2m/s时: S=1.478* (1+0.867/V)0.3*10-3L/D5.3 §2-3 非满流管渠水力计算 在实际工程中,给水远距离输水渠,厂内排水和城市污水管渠需要进行非满流水利计算; 非满流管渠的计算实质是从以下5个水力参数中的3个,计算其他两个: 流量(Q) ﹑ 流速(v) ﹑ 过水断面积(A) ﹑ 充满度(h/D) ﹑坡度(I). 一般采用以下公式进行计算: §2-4 管道的水力等效简化 一、串联管道的简化 两条以上管道串联使用,设长度和直径分别为L1 d1;L2 d2;……LN dN,如果将它们等效为直径为d,长度为L,根据水力等效原则： 原来管网的水头损失: 新管道的水头损失: 水力等效即： 二、并联管道简化 §2-6 管网的模型化 将大规模﹑变化复杂的管网简化和抽象为便于用图形和数据表达和分析的系统,此系统就是给水管网模型 管网模型化是为了方便规划﹑设计和运行管理 一.进行给排水管网模型化的步骤 1、给排水管网的简化 (1)简化原则 (2)简化方法 (3)附属设施简化 二.给排水管网的抽象 1.管段 2.节点 3.管段和节点的属性 构造属性,拓扑属性,水力属性 §2-8 管网模型的矩阵表示 一.管网图的矩阵表示 在管网图中,节点和管段的关系用矩阵表示, 规定： 1 若管段j与节点i关联, 且节点i为管段j的起点 aij= -1 若管段j与节点i关联, 且节点i为管段j的终点 0 若管段j与节点i不关联 则由元素aij(i=1,2,……N, j=1,2,3……M)构成的一个N×M 阶矩阵,称为管网图的关联矩阵,记做A A= §2-9 管网水力分析基础 一 管网的两类方程 1 基本方程 节点流量方程: 管段能量方程: 2 管段的水力特性―水头损失计算公式 一般公式: 3 定压节点，定流节点 二.管网计算基础方程 1.管网计算基础方程 (1)节点流量方程 对于树枝管网，要求管段的设计流量只要对于每个节点满足 2.解节点水压方程（节点方程） 是在某一设定水压的条件下，应用连续方程以及流量与水头损失的关系，求出其他节点的水压，称为解节点水压的水压方程 二.管径计算 给水管道中，一般采用圆管，从水力学公式知 (2)计算各管径 (3)计算各管段的水头损失 1)海曾-威廉公式 (4)求各节点水压 水压标高(节点水头)＝地形标高＋服务水头 (5)求各节点的服务水头 服务水头＝水压标高－地形标高 §2-11 解环方程水力分析方法(Hardy Cross法) 什么叫管网平差呢? 在环网计算时，先假定各管段的流量分配，并使得满足连续方程 可是初步分配的流量不可能同时满足L环的能量方程 的条件， 为此管段流量必须校正。使之在环内 渐进于零。但管段中增减校正流量不应破坏节点流量平衡条件。这种消除水头损失闭合差所进行的流量调整计算，称为管网平差 . 一.环网平差计算步骤和方法 （以下面的单环管网为例） 1.按以最短路线 向大用户送水的 原则，假定各管 段内水流方向（如图）并按初拟各管段的 流量 2.根据第1步，初拟流量，考虑经济流速，试算各管段的管径 3.由管段的管径d查出a值，根据管长L，流量Q计算各管段的水头损失，并按水头损失正负号的规定求出环的闭合差（用巴氏公式） 4.流量校正 5.重复第