第3章-给水排水管网水力学基础要点解析.ppt

第3章 给水排水管网水力学基础 § 3.1 给水排水管网水流特征 § 3.2 管渠水头损失计算 § 3.3 非满流管渠水力计算 § 3.4 管道的水力等效简化 § 3.5 水泵与泵站水力特性 3．1．4 压力流与重力流 3．2 管渠水头损失计算 1．舍维列夫公式 2．海曾－威廉公式 3．柯尔勃洛克－怀特公式 4. 巴甫洛夫斯基公式 5．曼宁公式 3.2.2 沿程水头损失计算公式的比较与选用 巴甫洛夫斯基公式适用范围广，计算精度也较高，特别是对于较粗糙的管道，管道水流状态仍保持较准确的计算结果，最佳适用范围为1.0≤e≤5.0mm； 曼宁公式亦适用于较粗糙的管道，最佳适用范围为0.5≤e≤4.0mm； 海曾－威廉公式则适用于较光滑的管道，特别是当e≤0.25mm（CW≥130）时，该公式较其它公式有较高的计算精度； 舍维列夫公式在1.0≤e≤1.5mm之间给出了令人满意的结果，对旧金属管道较适用，但对管壁光滑或特别粗糙的管道是不适用的。 3.2.3 局部水头损失计算 3.2.4 水头损失公式的指数形式 2．局部水头损失公式的指数形式为： 3.3 非满流管渠水力计算 ――非满流管渠水力计算基本公式 2. 比例变换法 假设有一条满流管渠与待计算的非满流管渠具有相同的管径D和水力坡度I， 其过水断面面积为A0，水力半径为R0，通过流量为qo，流速为vo: 例3.1已知某污水管道设计流量为q=100L/s，根据地形条件可以采用水力坡度为I=7‰，初拟采用管径D=400mm的钢筋混凝土管，粗糙系数n=0.014，求充满度h/D和流速v。 解: 用粗糙度系数、管径和水力坡度带入下式计算： 反查表3.7的充满度h/D=56.9%，相应A/AO=0.587， 由下式计算： 3.4.1 串联或并联管道的简化 1．串联 沿线流量为什么要转化为节点流量？ 沿线流量转换成节点流量的依据： 3.5 水泵与泵站水力特性 3.5.2 并联泵站水力特性公式 （1）同型号水泵并联 （2）不同型号水泵并联 查水泵样本，找出共同的高效扬程段； 选取2个以上不同扬程值，求出不同水泵对应的流量值，相加得出各扬程对应的总流量； 以上述扬程、流量为数据，采用最小二乘法得出水泵并联水力特性公式。 3.4 管道的水力等效简化 采用水力等效的原理，将局部管网简化成简单的形式。 多条管道串联或并联，等效为单条管道； 管道沿线分散出流或入流，等效为集中出流； 泵站多台水泵并联工作可以等效为单台水泵。 l1 l2 lN d1 d2 dN l 2．并联 当并联管道直径相同时 3.4.2 沿线均匀出流的简化 管网计算不包括全部管线，只计算经过简化后的干管网。 泵站 水塔 1 2 3 4 5 6 7 8 0 节点 1、2、3、4、5、6、7、8 管段1-2、2-3、…… 管线1-2-3-4-7-8 基环Ⅰ(2-3-6-5-2)Ⅱ(3-4-7-6-3) 大环2-3-4-7-6-5-2 虚环1-0-8-7-4-3-2-1 Ⅰ Ⅱ 3.4.2 沿线均匀出流的简化 在管网水力计算过程中，首先需求出沿线流量和节点流量。 沿线流量——是指供给该管段两侧用户所需流量。 （管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿线均匀分布。） 节点流量——是沿线流量折算得出的并且假设是在节点集中流出的流量。 3.4.2 沿线均匀出流的简化 比流量：为简化计算而将除去大用户集中流量以外的用水量均匀地分配在全部有效干管长度上，由此计算出的单位长度干管承担的供水量。 公园 街坊 街坊 街坊 街坊 街坊 街坊 街坊 街坊 3.4.2 沿线均匀出流的简化 从比流量求出各管段沿线流量的公式： 管网中除最末端的管段外，其他任一管段的流量都由两部分组成：一部分是本管段沿程配水产生的流量，即沿线流量 ，另一部分是通过该管段输送到下游管段的流量，称为转输流量 。 3.4.2 沿线均匀出流的简化 但是，实际的管段并没有喇叭口形状的，管径也是不连续的，所以，仔细去计算每一个沿线流出去的流量已经没有实际意义了。沿线流量只有当其累积到一定量，足以引起管径变化的时候计算起来才有实际意义。这样，就可以不考虑实际沿线配水的情况，而把一定长度管段上的沿线流量用一个等效的流量来代替，即节点流量。 求出一个沿线不变的折算流量q，使它产生的水头损失等于实际上