枝状网水力学计算

枝状网水力学计算第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第六节管段阻力的计算二、管段阻力计算公式（达西-韦伯公式，圆管满流）式中：q—管段流量；C-谢才系数

α—比阻管段沿程阻力计算一般公式：式中：k，n，m—常数和指数；

l—管段长度；

α—比阻；

s—管道摩阻（s=αl）第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第六节管段阻力的计算三、管道的计算内径钢管（mm)铸铁管(mm)中等管径大管径（壁厚10mm为例）公称直径DN外径D内径d计算内径Dj公称直径DN外径D计算内径Dj内径d计算内径Dj150168148147400426406150149175194174173450478458200199200219199198500529509250249225245225224600630610300300250273253252700700350350275299279278800800400400300325305305900900450450325351331331100010005005003503773573572000200015001500第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第六节管段阻力的计算四、给水管内水流流态（1）阻力平方区：Re>105,阻力系数λ仅与管壁粗糙度有关，与Re无关。旧钢管、旧铸铁管，v≥1.2m/s时，或金属管内壁无特殊防腐措施时管内水流流态。（2）过渡区：2320<Re<105,阻力系数λ与管径、管壁粗糙度及Re有关。旧钢管、旧铸铁管，v<1.2m/s时，石棉水泥管；（3）水力光滑区（层流区）：Re<2320，阻力系数λ与管径及Re有关，与管壁粗糙度无关。塑料管和玻璃钢管；第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第六节管段阻力的计算五、常用公式1.舍维列夫公式(3)旧钢管和旧铸铁管，水温10℃时的水力坡度：当时，当时，式中：v—流速，m/s；

Dj—管道的计算内径，m。第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第六节管段阻力的计算2.巴甫洛夫斯基公式适用于混凝土管、钢筋混凝土管和渠道的阻力计算谢才系数C的表达式：式中：y－指数，表达式：n—管壁粗糙系数，混凝土管和钢筋混凝土管n=0.013-0.014;R—水力半径，m。n=0.013时：n=0.014时：式中：Q—流量，m3/s。

Dj—计算内径，m。第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第六节管段阻力的计算3.海曾－威廉公式式中：C－系数

海曾－威廉公式的系数C值水管种类C值塑料管150新铸铁管，涂沥青或水泥的铸铁管130混凝土管，焊接钢管120旧铸铁管和旧钢管100第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第六节管段阻力的计算4.柯尔勃洛克公式式中：λ—阻力系数；

k—绝对粗糙度水管种类K值涂沥青铸铁管0.05-0.125涂水泥铸铁管0.50涂沥青钢管0.05石棉水泥管0.03-0.04离心法钢筋混凝土管0.04-0.25塑料管0.01-0.03第八页，共二十五页，编辑于2023年，星期三问题课堂中讲述的四种计算管段阻力的公式分别的适用范围是什么？第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第一篇城市给水管网第七章给水管网的水力计算第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期三给水管网的水力计算第一节树状管网的水力计算第一节环状管网的水力计算第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第一节树状管网的水力计算已知量：节点流量、管段长度、管径、阻力系数未知量：管网各管段的流量或水压共有P个未知数：P—管段数P=J+L-1：J节点数，L环数第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第一节树状管网的水力计算一、树状管网的特点水流方向单一，管段流量唯一二、树状管网水力计算要点1.干线管段流量确定经济流速确定管径管段阻力计算节点水压计算二级泵站扬程确定2.支线支线允许压降确定支线允许水力坡度确定支线管径确定第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第一节树状管网的水力计算树状管网水力计算步骤1、计算比流量2、计算沿线流量3、计算节点流量4、计算管段流量5、计算和选取干管管径6、计算各干管管段水头损失7、计算干管节点水压8、计算各支线允许的水力坡度9、计算和选取支线管径10、计算水塔高度和水泵扬程第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第一节树状管网的水力计算三、树状管网水力计算示例q管段(L/s)L(m)ｑ节点(L/s)93.7560088.3830060.6345011.6365011.642055.377.164.4816.117.527.073.6711.6330.7418.262303.6715010.741904.48250泵站图例:012348567第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期三例题：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157kPa(15.7m)。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5.00m，管网布置如上图。解：1、总用水量设计最高日生活用水量：50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s第一节树状管网的水力计算第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期三工业用水量：总水量为：2、管线总长度，其中水塔到节点0的管段两侧无用户。3、比流量4、沿线流量，见下表。第一节树状管网的水力计算第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期三第一节树状管网的水力计算沿线流量计算管段管段长度(m)沿线流量(L/s)0~1300×0.0358=10.741~21505.372~32508.951~445016.114~865023.274~52308.235~61906.806~72057.34总计242586.81第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期三5、节点流量，见下表。节点流量计算第一节树状管网的水力计算节点节点流量(L/s)0½×10.74=5.371½(10.74+5.37+16.11)=16.112½(5.37+8.95)=7.163½×8.95=4.484½(16.11+23.27+8.23)=23.805½(8.23+6.80)=7.526½(6.80+7.34)=7.077½×7.34=3.678½×23.27=11.63合计86.81第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期三6、因城市用水区地形平坦，控制点选在离泵站最远的节点8。干管各管段的水力计算见下表。管径按平均经济流速确定。干管水力计算第一节树状管网的水力计算干管流量(L/s)流速(m/s)管径(mm)水头损失(m)水塔~093.750.754001.270~188.380.704000.561~460.630.863001.754~811.630.661503.95∑h=7.53第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期三7、干管上各支管接出处节点的水压标高为：节点4：16.00+5.00+3.95=24.95m节点1：24.95+1.75=26.70m节点0：26.70+0.56=27.26m水塔：27.26+1.27=28.53m各支线的允许水力坡度为：第一节树状管网的水力计算第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期三支线水力计算第一节树状管网的水力计算管段流量(L/s)管径(mm)ih(m)1~211.641500.006171.852~34.481000.008292.074~518.262000.003370.645~610.741500.006311.456~73.671000.005811.19第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期三参照水力坡度和流量选定支线各管段的管径时，应注意市售标准管径的规格，还应注意支线各管段水头损失之和不得大于允许的水头损失，例如支线4~5~6~7的总水头损失为3.28m，而允许的水头损失按支线起点和终点的水压标高差计算为3.95m，符合要求，否则须调整管径重新计算，知道满足要求为止。由于标准管径的规格不多，可供选择的管径有限，所以调整的次数不多。第一节树状管网的水力计算第二十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期三8、求水塔高度和水泵扬程水塔水柜底高于地面的高度：H塔=16.00+5.00+3.95+1.75+0.56+1.27-5.00=23.53m水塔建于水厂内，靠近泵站，因此水泵扬程为：H塔