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第5章 管段流量、管径和水头损失 宫建龙 安徽工程大学 环境工程教研室 5.1 管网计算的课题 5.2 管网图形及简化 5.2 管网图形及简化 5.2 管网图形及简化 5.3 沿线流量和节点流量 5.3 沿线流量和节点流量 5.3 沿线流量和节点流量 5.3 沿线流量和节点流量 5.3 沿线流量和节点流量 5.3 沿线流量和节点流量 5.3 沿线流量和节点流量 5.3 沿线流量和节点流量 5.3 沿线流量和节点流量 5.4 管段计算流量 5.4 管段计算流量 5.4 管段计算流量 5.4 管段计算流量 5.5 管径计算 5.5 管径计算 5.5 管径计算 5.6 水头损失计算 5.6 水头损失计算 5.6 水头损失计算 5.6 水头损失计算 5.6 水头损失计算 5.6 水头损失计算 5.7 管网计算基础方程 5.7 管网计算基础方程 5.7 管网计算基础方程 5.7 管网计算基础方程 5.8 管网计算方法分类 5.8 管网计算方法分类 5.8 管网计算方法分类 压降方程 管段流量与水头损失之间的关系 离开节点流量为正，流向节点流量为负。 Hi,Hj:节点i,j对某一基准点的水压; sij:管段摩阻; N:连接该节点的管段数。 Water Pollution Control Engineering * * 计算步骤 求沿线流量和节点流量； 求管段计算流量； 确定各管段的管径和水头损失； 进行管网水力计算或技术经济计算； 确定水塔高度和水泵扬程。 给水管线遍布在街道下，管线多、管径差别大，将全部管线一律加以计算，实际上没有必要，也不可能。 新设计管网的定线和计算仅限于干管而不是全部管线。 改建和扩建管网的计算可对实际管网适当简化，保留主要的干管，略去一些次要的、水力条件影响较小的管线。 管网图形简化 管网图形简化就是在保证计算结果接近实际情况，对管线进行简化，以减轻计算工作量。 管网分解：两管网由一条或两条管线连接，可把连接线断开，分解成两个管网。 管线合并：管径较小、相互平行且靠近的管线。 管线省略：水力条件影响较小、管径相对较小的管线。 管网简化方法 管线简化示意 600 400 300 300 100 100 250 250 250 250 250 250 300 300 300 300 300 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 250 300 300 400 400 300 250 250 250 200 200 200 200 150 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 200 200 200 200 200 250 100 100 100 100 100 150 150 150 150 150 150 150 100 100 150 150 100 100 100 100 150 分解 分解 分解 分解 合并 合并 合并 省略 省略 合并 节点合并 省略 合并 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。 管网计算术语 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,包括水源节点(泵站、水塔)、管线交接点、两管段交点。 管段 两个相邻节点之间的管道 顺序相连的若干管段 管线 环 起点与终点重合的管线 基环 不包含其它环的环 大环 包含两个或两个以上基环的环 沿线流量 节点流量 指供给该管段两侧用户所需流量 工业企业的给水管网，大量用水集中在少数车间，配水情况简单。 城市给水管线的干管和分配管上接出许多用户，沿管线配水，有数量少但用水量大的工厂、机关、旅馆等单位用水，也有数量多但水量少的居民用水，情况复杂。 沿线有数量较多的用户用水q1，q2，……等，也有分配管的流量Q1，Q2，……等。 沿线流量 沿线流量分布情况 Q2 q1 q2 q3 q4 q5 Q3 Q4 q6 q7 干管 Q1 分配管 因用户用水量经常变化，按照实际用水情况来计算管网，没有必要也少有可能，因此，计算时往往加以简化。 比流量(qs)是假定用水量均匀分布在全部干管上，由此算出干管线单位长度的流量。 比流量 qs: 比流量; Q : 管网总用水量; Σq : 大用户集中用水量总和; Σl : 干管总长度; ql: 沿线流量; l : 管段长度。 沿线流量 干管的总长度一定时，比流量随用水量增减而变化，最高用水时和最大转输时的比流量不同，所以在管网计算时须分别计算。