第五章 有压管道恒定流zhu(2014)

1、HydraulicsSteady flow in pipe5 有压管道中的恒定流有压管道中的恒定流简单管道简单管道串联管道串联管道并联管道并联管道自由出流自由出流淹没出流淹没出流有压管道恒定流的分类有压管道恒定流的分类有压管道简单管路复杂管路串联管道并联管道管 网枝状管网环状管网2、按局部水头损失和流速水头之和在总水头损失中所占的比重，管道可分为有压管道长管：指管道中以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比重小于（5%10%）的沿程水头损失，可予以忽略 的管道。短管：局部水头损失和流速水头不能忽略的管道需要同时计算 的管道。gjfhh22,简单管路：是指管径、流速、流量沿程不变，且无分

2、支的单线管道。复杂管路：是指由两根以上管道所组成的管路系统。1、有压管道根据布置的不同，可分为：管道恒定流的分类管道恒定流的分类局部水头损失和流速水头所占比重小于（5%10%）的沿程水头损失5.1 简单管道水力计算的基本公式简单管道水力计算的基本公式一、简单管道自由出流一、简单管道自由出流1122HOO02cQvAAgH以管道出口中心为基准面，对1-1断面和2-2断面建立能量方程 1 22221022wvvHhgg02012HgvH令：代入上式得22222202222fjivvl vvHhhggdgg2022ilvHdg0212ivgHld11cild令：5.1 简单管道水力计算的基本公式简单

3、管道水力计算的基本公式二、简单管道淹没出流二、简单管道淹没出流2cQvAAgz以00为基准面，对1-1断面和2-2断面建立能量方程 1 22222101222wvvHHhgg222210120,0,22vvzHHgg上下游过水断面远大于管道，故：wfjhhhz22ilvzdg12ivgzld1cild令：淹没出流淹没出流2211ZOOH1H2淹没出流时，作用水头z全部消耗于水头损失NoImagec自dl1淹dl比较比较流量流量水头水头 自由出流自由出流H淹没出流淹没出流ZgHAQc2gzAQc21自淹注：三、测压管水头线的绘制任选一断面i，列11与ii断面的能量方程可得iizipi/1202i

4、iiiwpvzHhg或22iiiipvzHg管径相等管径相等 管径不等时，各管段流速水头也不相等，测压管水头线与总水头线间距反映了流速水头的沿程变化。管径不等管径不等定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。v0=0v0=0V00202Vg22Vg前进2211V00V下022Vg当下游流速水头等于0时，管道出口测压管水头线即为下游水池水面。由动量方程，管道出口为突然放大，测压管水头差为：1221212()()()ppVV Vzzg20v 1212()()ppzz2211V00V下022Vg当下游流速水头不等于0时，管道出口测压管水头线将低于下游水池水面。由动量方程，管道出口为突然放大

5、，测压管水头差为：1221212()()()ppVV Vzzg21vv1212()()ppzz例例8 ：有一等直：有一等直 径径 的的 虹虹 吸吸 管：管：（1） 试定性会试定性会 出出 当当 通通 过过 实实 际际 水水 流流 时时 的的 总总 水水 头头 线线 和和 测测 管管 水水 头头 线；线；（2） 在图上在图上 标标 出出 可可 能能 产产 生生 的的 负负 压压 区；区；（3） 在在 图图 上上 标标 出出 真真 空空 值值 最最 大大 的的 断断 面。面。例题：试例题：试 定定 性性 绘绘 出出 当当 实实 际际 水水 流流 通通 过过 图图 示示 管管 道道 时时 的的 总总

6、 水水 头头 线和线和 测测 压压 管管 水水 头头 线线 5.25.2 简单管道简单管道长管的水力计算长管的水力计算u管道的流速水头和局部水头损失的总和与沿程水头损失比较管道的流速水头和局部水头损失的总和与沿程水头损失比较起来很小，将局部水头损失按沿程水头损失的一定比例估算或起来很小，将局部水头损失按沿程水头损失的一定比例估算或完全忽略不计完全忽略不计 u简单管道的水力计算是长管水力计算的基础。简单管道的水力计算是长管水力计算的基础。列断面列断面1 11 1、2 22 2的能量的能量方程得方程得 221 12200 022 fjHhhgg忽略局部水头损失和流速水头可忽略局部水头损失和流速水头

7、可得得fHh谢才公式RJCV AR lhJf流量模数KAC R5.25.2 长管的水力计算长管的水力计算fhQAVAC RJKJKL由连续性方程及谢才公式可得：由连续性方程及谢才公式可得：上式即长管水力计算的基本公式，它表明管道出口中心到上上式即长管水力计算的基本公式，它表明管道出口中心到上游水位的高差，全部消耗于管道的沿程水头损失。游水位的高差，全部消耗于管道的沿程水头损失。lKQhHf22则则NoImage（1）计算出流量计算出流量。已知管道布置、管道材料、管道直径和作。已知管道布置、管道材料、管道直径和作用水头。用水头。（2）计算管道内径尺寸计算管道内径尺寸。已知管道布置、管道材料、作用

8、水头。已知管道布置、管道材料、作用水头和管道计划通过的流量一定。和管道计划通过的流量一定。 5.2 简单管道水力计算的类型及实例简单管道水力计算的类型及实例一、水力计算的类型一、水力计算的类型（3）计算管道的水头损失计算管道的水头损失。已知管道布置、管道材料、管道直。已知管道布置、管道材料、管道直径和管道的流量一定。径和管道的流量一定。（5）计算管道进口处的作用水头、水塔高度或水泵扬程计算管道进口处的作用水头、水塔高度或水泵扬程。已知：管道布置、管道材料、管道直径、管道要求的出流量和已知：管道布置、管道材料、管道直径、管道要求的出流量和管道出口要求的工作水头，管道出口要求的工作水头，（4）计算

9、并绘制管道的测压管水头线和总水头线计算并绘制管道的测压管水头线和总水头线。 已知：管道布置、管道材料、管道直径、作用水头和管道的流量。已知：管道布置、管道材料、管道直径、作用水头和管道的流量。 ZZs 虹吸管是一种压力管，顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。其顶部的虹吸管是一种压力管，顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。其顶部的允许真空值一般不大于允许真空值一般不大于78m水柱高。虹吸管水柱高。虹吸管安装高度安装高度Zs越大，顶部真空值越越大，顶部真空值越大。大。 虹吸管的优点在于能跨越高地，减少挖方。虹吸管的优点在于能跨越高地，减少挖方。 虹吸管长度一般不长，故按短管计算。虹吸管长度一般不长，故

10、按短管计算。1122安装高度安装高度安装高度安装高度返回1. 虹吸管水力计算虹吸管水力计算二、水力计算实例二、水力计算实例21 NoImage例例 有一渠道用直径d为0.40m的混凝土虹吸管来跨过山丘（见图），渠道上游水面高程1为100.0m，下游水面高程2为99.0m，虹吸管长度L1为12m，L2为8m，L3为15m，中间有600的折角弯头两个，进口安装率水网，无底阀。试确定： (1) 虹吸管的流量 (2) 当吸虹管中的 最大允许真空值 hv为7m时，确定虹吸管的最高安装高程是多少？ 2cQAgz网出口折12cld22 NoImage 解：解： (1) 计算虹吸管的流量计算虹吸管的流量上下游

11、水头差为上下游水头差为: mz19910021111266110.4()48.664/0.0144CRmsn确定沿程阻力系数和局部阻力系数确定沿程阻力系数和局部阻力系数:22889.80.033148.664gC23 NoImage233.140.420.365229.8 10.2032/4cQAgzms虹吸管的输水能力：管道各部位的局部阻力系数为：无底阀滤水网网 = 2.5，60折角弯管折弯 = 0.55，管道出口出口 = 1.0。因此，管道的流量系数为1210.3652812150.03312.520.5510.4cld网出口折24 NoImage虹吸管的流速为虹吸管的流速为 240.20

12、321.6169m/s3.140.4QvA流速大于流速大于1.2m/s，属于紊流粗糙区，即阻力平方区，满足，属于紊流粗糙区，即阻力平方区，满足谢才公式的应用条件。谢才公式的应用条件。(2) 计算虹吸管的最大安装高度计算虹吸管的最大安装高度最大真空发生在第二个弯头前，即最大真空发生在第二个弯头前，即B-B断面。具体分析如下：断面。具体分析如下： 以上游渠道自由面为基准面，令以上游渠道自由面为基准面，令B-B断面中心至上游渠道水面高差为断面中心至上游渠道水面高差为zs，对，对上游断面上游断面0-0及断面及断面B-B列能量方程列能量方程 式中，式中，lB为从虹吸管进口至为从虹吸管进口至B-B断面的长

13、度。断面的长度。222100(2)222aBBsebpa vplavvzggdg25 NoImage 2100;1.02a vg取取 2(1)2aBBsebpplvzdg则则 若要求管内真空值不大于某一允许，即若要求管内真空值不大于某一允许，即 式中式中hv为为允许真空值，允许真空值， hv7m。则。则aBvpph2(12)2Bsebvlvzhdg2(2)2Bsveblvzhadg即虹吸管安装高程应满足：即虹吸管安装高程应满足：NoImage2(12)2Bveblvhdg21281.61697(10.03312.520.55)6.240.429.8m计算得计算得:故虹吸管最高点与上游水面高差应

14、满足zs6.24m。简单管道水力计算实例简单管道水力计算实例返回2. 倒虹吸管水力计算倒虹吸管水力计算n倒虹吸管是穿过河流、道路、渠道等障碍物的一种输水管道倒虹吸管是穿过河流、道路、渠道等障碍物的一种输水管道n是压力管流，无虹吸现象是压力管流，无虹吸现象n水力计算主要是计算管径、流量以及水头损失。水力计算主要是计算管径、流量以及水头损失。 例例: 一横穿河道的钢筋混凝土倒虹吸管。已知通过流量一横穿河道的钢筋混凝土倒虹吸管。已知通过流量Q为为3m3/s，倒虹吸管上下游渠中水位差倒虹吸管上下游渠中水位差z为为3m，倒虹吸管长，倒虹吸管长L为为50m，其中经过，其中经过两个两个300的折角转弯，其局

15、部水头损失系数的折角转弯，其局部水头损失系数b为为0.20；进口局部水头；进口局部水头损失系数损失系数e为为0.5，出口局部水头损失系数，出口局部水头损失系数0为为1.0，上下游渠中流速，上下游渠中流速v1 及及v2为为1.5m/s，管壁粗糙系数，管壁粗糙系数n0.014。试确定倒虹吸管直径。试确定倒虹吸管直径d。 NoImage 解：倒虹吸管一般作短管计算。本题管道出口淹没在水下；且上下游渠道中流速相同，可消去流速水头。 因 所以 其中流量系数 gzdgzAQcc2422gzQdc24dlc1NoImage 因为沿程阻力系数或谢才系数C都是d 的复杂函数，因此需用试算法。先假设管径d0.8m

16、，用谢才公式计算沿程阻力系数： ,/62.54)48 . 0(014. 011216161smRnC0263. 062.548 . 98822Cg流量系数流量系数12 . 025 . 08 . 0500263. 01210becdl531. 054. 31NoImage计算出管径与假设不符，故再假设计算出管径与假设不符，故再假设d=0.95m，重新计算：，重新计算： md97. 038 . 9214. 3531. 034可求得管径：可求得管径：smC/21.56)495. 0(014. 0121610248. 021.568 . 98214 . 05 . 095. 0500248. 01c55

17、8. 020. 31md945. 038 . 9214. 3558. 034所得直径和第二次假设值非常接近，故设计管径取d=0.95米。简单管道水力计算实例简单管道水力计算实例 通过水泵转轮的转动作用，通过水泵转轮的转动作用，在水泵吸水管端形成真空，使在水泵吸水管端形成真空，使水流在池面大气压作用下沿吸水流在池面大气压作用下沿吸水管上升，流经水泵时从水泵水管上升，流经水泵时从水泵获得新的能量，从而将水流从获得新的能量，从而将水流从低处通过压力管输送到高出。低处通过压力管输送到高出。提水高度提水高度ZZs吸水管吸水管压水管压水管水泵向单位重量液体所提供的机械能，称为水泵的扬程twwHZhh吸水管

18、压水管返回3. 水泵装置的水力计算水泵装置的水力计算水泵装置是包括水泵装置是包括吸水管吸水管和和压水管压水管的一个管道系统，其水力计的一个管道系统，其水力计算包括吸水管和压水管水力计算以及水泵需要输入的机械能算包括吸水管和压水管水力计算以及水泵需要输入的机械能计算等内容。计算等内容。NoImage1)吸水管的水力计算吸水管的水力计算 主要任务是确定吸水管的管径管径及水泵的最大允许安装高程。 吸水管的允许流速为0.81.25m/s，根据流速确定管径。 最大允许安装高程zs决定于水泵的最大允许真空值hv和吸水管的水头损失。gvlhzvs2)(2222222222222221 22222aaswsp

19、vppvvvplzhzggdgg水泵的最大允许安装高程列1-1和2-2断面能量方程有：NoImage2)压力水管的水力计算压力水管的水力计算 水力计算任务：水力计算任务：管径及水泵的扬程。管径及水泵的扬程。扬程：扬程：指水泵向单位重量液体所提供的机械能，一方面指水泵向单位重量液体所提供的机械能，一方面是用来将水流提高一个几何高度，另一方面是用来克服水是用来将水流提高一个几何高度，另一方面是用来克服水头损失：头损失：4321wwthhzHNoImage3）水泵的配用动力机械功率 1 4()wppPPQ zhQhN式中：式中：Np为动力机械的功率（为动力机械的功率（kw）；）；Q为流量（为流量（m

20、3/s）；）；hp为水泵扬程为水泵扬程(m)； 为水的容重为水的容重(kN/m3)； 为水泵和动力机械的为水泵和动力机械的总效率。总效率。NoImage例例 水泵抽水，H = 10 m，l = 10 m， L = 150 m，D = 0.2m，Q = 0.036 m3/s， = 0.03，不计局部损失。要求水泵进口截面2-2的真空压强不超过58 kPa， 求水泵安装高度和水泵的功率。hHlL112233水泵解解 gVdlgVph2202222mwlL VHHhH20 72d2g.gVdlgVph22222smDQV/15. 142(1)对 1-1 和 2-2 截面列伯努利方程mgVdlgVph

21、v75. 522222(2)对 1-1 和 3-3 截面列伯努利方程wgQHPm4095NoImage例例 用离心泵将湖水抽到水池，流量Q为0.2m3/s，湖面高程1为85.0m，水池水面高程3为105.0m，吸水管长L1为10m，水泵的允许真空值hv为4.5m，吸水管底阀局部水头损失系数e2.5，900弯头局部水头损失系数b0.3，水泵入口前的渐变收缩段局部水头损失系数g=0.1，吸水管沿程阻力系数0.022，压力管道采用铸铁管，其直径d2为500mm, 长度L2为1000m，n0.013（见图）。试确定： (1) 吸水管的直径d1； (2) 水泵的安装高度2； (3) 带动水泵的动力 机械

22、功率。 38 NoImage解解： 确定吸水管的直径： 吸水管允许流速为0.81.25m/s，取设计流速v=1.0m/s，则 选用标准直径d1500mm。 mvQd505. 0114. 32 . 0441 水泵安装高程的确定： 水泵吸水管流速： 22440.21.02/3.140.5Qvm sd39 NoImagegvdlahzvs2)(2112101.024.5(10.0222.50.30.1)0.59.82m28. 422. 05 . 4安装高程是以水泵的允许真空值来控制的。令水泵轴中心线距湖面高差为zs，则21zs。计算zs值水泵轴最大允许安装高程285+4.28=89.28m。其中吸水

23、管水头损失为：其中吸水管水头损失为：2211101.02()0.0222.90.1820.519.6wlvhmdg吸40 NoImagemz208510513 带动水泵的动力机械功率 因 为吸水管及压力管水头损失之和。已求得吸水管水头损失为0.18m，当压力管按长管计算时，整个管道的水头损失为PwphzvQN1000)(4141wh1 4220.18wQhlK压力管的流量模数 2232223 140 510 5KA CR40 0134.().sm /77. 33水泵提水高度：水泵提水高度：NoImage动力机械的效率P为0.7，水的重率为9800N/m3；即可求得所需动力机械功率 mhw03.

24、 3100077. 32 . 022. 022417 . 01000)03. 320(2 . 098001000)(41PwPhzgQPkW48.64则42 NoImage 例例 一简单管道，如图4-3所示。长为800m，管径为0.1m，水头为20m，管道中间有二个弯头，每个弯头的局部水头损失系数为0.3，已知沿程阻力系数0.025，试求通过管道的流量。 43 NoImage（一）先将管道作为短管，求通过管道流量。根据（4-4）式并且不考虑行近流速水头，则 局部损失共包括进口损失和弯头损失。进口局部损失系数 gHAQc2dlc115 . 0e3.025.01.0800025.011c0703.

25、 010.2021smQ/01093. 0206 .1941 . 014. 30703. 02244 NoImage (二)计算沿程损失及局部损失 管中流速 流速水头 沿程损失 局部损失 故沿程水头损失占总水头的百分数为 所以该管道按长管计算就可以了。 smAQv/39.141 .014.301093.02mgv0989. 06 .1939. 1222mgvdlhf79.190989. 01 . 0800025. 0222(0.520.3) 0.09890.1092jvhmg%9 .98989. 02079.19HhfNoImagelHKQ （三）按长管计算管道所通过的流量 根据 故按长管计算

26、与短管计算所得流量相差0.00004m3/s，相对误差为 。由此可见，将上述管道按长管计算，误差很小。 RACK smgC/9 .55025. 08 . 98821smQ/01097. 08002041 . 09 .5541 . 014. 332%36.001093.00004.046 NoImage一、串联管道一、串联管道 由直径不同的几段管道依次连接而成的管道，称为串联管道。给水工程中串联管道常按长管计算。设任一管段的直径为di，管长为Li，流量为Qi两管段连接点称为节点，节点分出流量为qi,且满足连续性方程。 1、按长管计算：、按长管计算：321fffhhhH32323222221212

27、1lKQlKQlKQ232121qQQqQQ5.4 串联、分叉与并联管道的水力计算串联、分叉与并联管道的水力计算一、串联管道一、串联管道 由直径不同的几段管道依次连接而成的管道，为串联管道。 Qi=Qi+1+qi1、按长管计算、按长管计算47 NoImage2、按短管计算、按短管计算 gvgvgvdlHiiiiii2222220222i0iiiiilAAvH1dAA2g当管道长度不是当管道长度不是很大，局部损失很大，局部损失不能略去时，应不能略去时，应按短管计算。按短管计算。48 NoImage二、二、 分叉管道的水力计算分叉管道的水力计算 分叉管道：分叉后不再汇合的管道121212211lK

28、QlKQhhHff222222222lKQlKQhhHff222222121221lKlKQHlKlKQHQ由连续性方程可得：对管道ABD：对管道ABC：49 NoImage例题例题 连接水池ABC的分叉管道，管径、管长分别为d1=60cm,L1=900m,d2=45cm,L2=300m,d3=40cm,L3=1200m,AB水池水位差为12m，AC水池水位差为30m。管材为新钢管，计算各管流量Q1、Q2、Q3。 831653232211114444ddKAC RdRRdnnn解：查新钢管糙率n=0.011，计算流量模数：50 NoImage222112122212ABQQHhhllKK313

29、2337.257/3.369/2.461/KmsKmsKmsd1=60cm,L1=900m,d2=45cm,L2=300m,d3=40cm,L3=1200m, HAB=h1+h2=12mHAC=h1+h2=30m 水头损失公式水头损失公式代入数据并计算得代入数据并计算得2212221317.08926.431217.089198.1330QQQQ代入数据得流量模数2122131217.08926.433017.089198.13QQQQ223113132213ACQQHhhllKK代入数据并计算求解得代入数据并计算求解得51 NoImage3331230.701/ ,0.37/ ,0.33/Q

30、msQmsQms计算得计算得12322111217.0893017.08926.43198.13QQQQQ由连续性方程由连续性方程例2 管道长度l和直径以及水面标高如图所示，设粗糙系数n=0.0125，试求各管段的流量Q。 解：为方便起见，设AC段为段，CB段为段，CD段为段。 31.58)(6/146 . 00125. 016/1111RCn50.54)(6/144 . 00125. 016/1212RCn95.51)(6/143 . 00125. 016/1313RCnsmdRCAKd/38. 631.586 . 031.58346 . 02414. 3421411111smK/16. 2

31、5 .544 . 0344 . 0242smK/01. 195.513 . 0343 . 0243ABm0 .190m7 .196m6 .162CD2440m600mm300mm400mm1220m1220m首先判别各管中水流的方向，假设C点的测压管水头为190.0m，即Q2=0， smKQL/334. 038. 6324407 . 60 .1907 .196111smKQ/151. 001. 1312204 .2712206 .1621902221QQ 故 水流由C点流向D点，同时还流向B水池，则管、管为管的分支管、设C点测压管水头为 。 1E312QQQ11244038. 6117 .19

32、6129. 07 .1967 .19611EEEQlK190062. 019019011122016. 21222EEEQlK6 .162029. 06 .1626 .16211122001. 11333EEEQlK联解以上四个方程即可求得Ej，Q1，Q2及Q3 smQ/261. 031smQ/100. 032smQ/160. 03355 NoImage三、三、 并联管道的水力计算并联管道的水力计算 并联管道：从同一点分叉而又在另一点汇合组成的管道。一般按长管计算。通过每段管道的流量可能不同，但每段管道的水头差相等。节点流量满足连续性条件。56 NoImageffffhhhh321233221

33、12lKlKlKQhf并联的两个节点之间的各管段水头损失相同各支管水头损失各支管流量与干管流量间应满足连续性方程：QQ1Q2Q3222312123222123QQQlllKKK或或则各支管流量111222333fffKQhLKQhLKQhL323233222222121211lKQhlKQhlKQhfff231123fKKKQhLLL1235H4例题例题 已知已知 H=10m,H=10m,025. 0各管长度直径已知各管长度直径已知, ,求各管流量求各管流量1235H4解解521fffhhhH432fffhhh54321QQQQQ 1 2 324444423333322222244421dQd

34、ldQdldQgdl542444532333522222dQldQldQl069. 1524442224ddllQQ661. 0523332223ddllQQ由（由（2 2）式）式由（由（3 3）式）式25173. 2QQQ由（由（1 1）式）式521fffhhhH25555522222221111144421dQdldQdldQgdl2225555222222111173. 24473. 2421Qddlddldgdl smQ/01356. 032smQ/03702. 031smQ/00896. 033smQ/01450. 03412343QQQQ003702ms./60 NoImage5.

35、5 沿程均匀泄流管道的水力计算沿程均匀泄流管道的水力计算 沿程连续不断分泄出的流量称为沿程泄出流量，若管段各单位长度上的沿程泄出流量相等，这种管道称为沿程均匀泄流管道。 如图所示管道AB长为L，水头为H，管道末端流出的流量为qout=0，管道单位长度上沿程泄出流量为q。 qoutNoImage()moutQqlx q221foutdhqlx qdxK2201lfABoutHhqlxqdxK22 221()3outoutlqqq lq lK 2222(0.55)rABoutQlHqqllKK在离起点距离为在离起点距离为x的点断面处流量为的点断面处流量为在在dx管段内沿程水头损失管段内沿程水头损失

36、积分得总水头为积分得总水头为可近似的写为可近似的写为Qrqout0.55ql，Qr称为折算流量。引入折算流量引入折算流量后后可把沿程均匀泄流的管道按照只有一种流量可把沿程均匀泄流的管道按照只有一种流量通过的管道进行计算。通过的管道进行计算。1、利用折算流量计算沿程水头损失、利用折算流量计算沿程水头损失当管道出口流量当管道出口流量 qout0 时，时， 沿程均匀泄流的水头损失为沿程均匀泄流的水头损失为 lqlKhHfABAB22131)( 上式表明，当流量全部沿程均匀泄出时，其水头上式表明，当流量全部沿程均匀泄出时，其水头损失只等于全部流量集中在末端泄出时的水头损失的损失只等于全部流量集中在末端

37、泄出时的水头损失的三分之一。三分之一。 (1)iQq ni 1nf nfiihhfnfHFh管段流量：2.沿程水头损失逐段试算法沿程水头损失逐段试算法1lxl水头损失：3.沿程水头损失的多口系数法沿程水头损失的多口系数法2111() 11261mNxmNnFNx (1)ixQq nlmf xxdhSQ dx1100()1(1)1mxxmmmmmf xxxSq lxhSQ dxSq ndxnnlml 管段流量：4.沿程均匀泄流沿程均匀泄流管管的压力分布的压力分布微小流段上的水头损失：Lnl枝状管网Branching system 环状管网Pipe networks 5.6 管网的水力计算管网的水

38、力计算一、概述一、概述为了满足不同供水要求，在给水工程中往往将许多管路组合成为了满足不同供水要求，在给水工程中往往将许多管路组合成为管网。管网按其布置形式可分为树状及环状两种。为管网。管网按其布置形式可分为树状及环状两种。树状管网树状管网环状管网环状管网u检修方便，供水可靠性较高。检修方便，供水可靠性较高。u减轻水击的破坏。减轻水击的破坏。u造价较高。造价较高。 环状管网环状管网(Networks of pipes)枝状管网枝状管网(Branching system)u造价较低造价较低u供水可靠性较差供水可靠性较差u末端管道由于逐级分流，流量和流速较低，水质容易变坏。末端管道由于逐级分流，流量

39、和流速较低，水质容易变坏。 221nifiiiQhlK10tEfiHzzhh 一、树状管网一、树状管网(Branching system)n各末梢管路末端保持一定的工作水头各末梢管路末端保持一定的工作水头hE和流量和流量qe。n选择从水源点到最远、最高、供水流量最大的管线为设计管线。选择从水源点到最远、最高、供水流量最大的管线为设计管线。e4Qdvl直径直径D=100-400mm ve=0.5 - 1.0m/sl直径直径D400mm ve=1.0 - 1.4m/s则水源供水所需水头为:适宜流速取适宜流速取1.5m/s 环状管网水力计算的基本原则环状管网水力计算的基本原则1、在节点上应满足连续性方程，即： 0iQ（3）2、在管网的任一闭合环路中，以顺时针方向的水流所引起的水头损失（正）与逆时针方向的水流所引起的水头损失的代数和应等于零，即：0ih（4）3、在环路中，任一根简单管道都根据长管计算，则：22ifiiQhlK（5）二、环状管网环状管网的计算步骤环状管网的计算步骤1、根据各节点供水流量，假设各管段的水流方向，并对各管道的流量进行初步分配，并使各节点满足节点流量 的要求。iQ0eq2、依据初步分配的流量，确定各管段的管