大学课程《乡镇给排水》PPT教学课件:6.1-6.2第六章 第一、二节 给水管网水力计算.pptx
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0101003300440022管径确定配水管网布置管段计算流量输水管布置第一节输配水管网布置知识点01输水管布置301输水管布置输水管:
一级泵站水厂;水厂各用水区域。
401输水管布置管线布置要考虑施工方便,一般沿路布置;管线尽量避免穿越河谷、铁路等不良地段增加工程造价;管线布置;尽可能利用地形条件采用重力自流,或部分重力自流输水管线可根据供水的重要性和供水量确定适当的条数;在输水管线的最高点上布置排气阀,低洼处布置泄水阀。
1234566条原则管线布置路线短,填挖少,少占农田,造价低;02配水管网布置602配水管网布置配水管:
分布在整个用水区域。
702配水管网布置配水管按功能不同分类干管连接管分配管大类4接户管802配水管网布置配水管按功能不同分类干管连接管分配管大类4接户管将水送到各区域,也可沿线向用户供水;对各区域水起控制作用;Dmin=100mm图6-2树枝状管网图6-3环状管网1.泵站;2.干管;3.连接管;4.分配管;5.接户管902配水管网布置配水管按功能不同分类干管连接管分配管大类4接户管连接干管,平衡干管水量水压图6-3环状管网1.泵站;2.干管;3.连接管;4.分配管;5.接户管图6-2树枝状管网1002配水管网布置配水管按功能不同分类干管连接管分配管大类4接户管将干管送来的水分配到接户管和消火栓;控制某一小范围用水;Dmin=75-100mm1102配水管网布置配水管按功能不同分类干管连接管分配管大类4从分配管引水或从干管直接引水到用户;用户指一个企事业单位或某个独立的建筑物Dmin=20mm接户管1202配水管网布置干管每隔400-600mm设1个阀门,两阀门之间分配管不超过3个,消火栓不超过5个;分配管的始段均设阀门消火栓布置在交叉路口易找到的地方,间距不大于120m,距车行道不大于2m,距建筑物不大于5m,Dmin=100mm。
在管网线路凸点应布置排气阀,凹点布置泄水阀。
12344条原则管网布置首先确定干管的走向、条数、位置,之后布置分配管和接户管,连接管按需布置;03管段设计流量1403管段计算流量一、沿线流量1503一、沿线流量管网中,管段配水干管或配水支管沿线输出的流量之和设计流量沿线流量节点流量管段流量以变化的沿线流量折算成管段两端节点流出的流量由二级泵站送来的总流量沿节点进行流量分配,所得出的各管段流量管段计算流量1603一、沿线流量管段计算流量特点集中流量Qi:
用水量较大的用户且从一个点取得用水,比如工厂、医院、旅馆。
分散流量qiq/i:
沿线众多小用户用水,情况复杂。
1703管段计算流量一、沿线流量长度比流量长度比流量:
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。
1803一、沿线流量管段计算流量长度比流量管网有效长度:
单侧配水管段(只有一侧配水),按实际管段的一半计算;双侧配水管段,按实际长度计算;双侧均不配水的管线,按00计算。
1903一、沿线流量管段计算流量长度比流量备注:
不同工况比流量应分别计算;比流量是按全部用水量均匀分布假定的计算,或略了沿线供水人数的差别,不符合实际用水量。
2003一、沿线流量管段计算流量面积比流量备注:
考虑了略了沿线供水人数的差别,比较符合实际用水量,但计算复杂,因此当干管布置比较均匀、间距大致相同无需使用。
2103一、沿线流量管段计算流量长度比流量沿线流量2203二、节点流量管段计算流量节点:
若引入沿线流量(每一管段沿程不断有流量泄出),小流量集中到附近的分配管节点上或较大用户上。
(一般适用于市、县、镇,或是居住集中的村落)2303二、节点流量管段计算流量节点:
若为单村供水且距离较小时,可不引入沿线流量直接计算节点流量。
这时的节点可以是有支管接入的点、管径发生变化的点、管段始末端的点。
2403二、节点流量管段计算流量2503二、节点流量管段计算流量节点流量qyQi沿本管段均匀泄给用水的沿线流量,流量大小沿程减小,管段末端减小为00大用户流量2603二、节点流量管段计算流量折算流量简化算法管网中任一节点的节点流量=与该节点连接的所有管段沿线流量的一半;若有大用户集中流量,节点总流量包括集中流量和节点流量2703二、节点流量管段计算流量2803三、管段流量管段计算流量
(2)树状管网:
每一管段计算流量=该管段后面所有节点流量和大用户集中流量之和。
举例:
2903四、案例计算管段计算流量管段流量计算例例某镇树状管网干管布置及各管段长度如图所示。
管网最高日最高时用水量Qh=80L/s,其中大用户集中节点流量为20L/s,分布在4、5两节点,各10L/s。
管段34,35单侧供水,其余均为两侧供水。
试求干管的长度比流量;各管段沿线流量;各节点流量;各管段计算流量。
3003四、案例计算管段计算流量解
(1)长度比流量。
干管的总计算长度为干管长度比流量为
(2)沿线流量。
各管段沿线流量用式qy=qcbL计算,列于表1管段编号管段编号管段管段长度长度/m管段管段计算长度计算长度/m比比流量流量/L/(sm)沿线沿线流量流量/(L/s)128008000.0216237007000.0214349009001/2=4500.029357007001/2=3500.027267007000.0214管段计算流量四、案例计算表1各管段沿线流量计算3203四、案例计算管段计算流量节点集中节点流量/(L/s)沿线节点流量/(L/s)节点总流量/(L/s)1161/2=882(16+14+14)1/2=22223(4+9+7)1/2=151541091/2=4.514.551071/2=3.513.56141/2=77合计206080表2节点流量计算(3)节点流量。
节点流量用式qi=Qi+计算,列于表2中。
3303四、案例计算管段计算流量管段编号管段编号管段下游节点管段下游节点管段计算管段计算流量流量/(L/s)122、3、4、5、622+15+14.5+13.5+7=72233、4、515+14.5+13.5=4334414.535513.52667(4)管段计算流量。
树状网管段计算流量为其下游所有节点流量之和,计算列于表3中。
表3管段计算流量04管径确定3504一、经济流速法管径确定计算公式D管段直径,m;q管段流量,m3/s;v流速,m/s;技术上:
为防止水锤现象,vmax0.6m/s。
经济上:
设计流速小,管径大,管网造价增加;水头损失减小,水泵扬程降低,电费降低。
一般设计流速采用优化方法求得。
合理的流速应该使得在一定年限(投资偿还期)内管网造价与运行费用之和最小。
3604管径确定一定年限T年内管网造价和管理费用(主要是电费)之和最小的流速经济流速参考值2平均经济流速法:
经济流速参考值1界限流量法:
一、经济流速法3704管径确定一、经济流速法3804管径确定一、经济流速法管径管径(mm)平均经济流速平均经济流速(m/s)D=100400D4000.60.90.91.43904管径确定一、经济流速法平均经济流速法确定原则:
1)一般大管径可取较大的经济流速,小管径可取较小的经济流速;2)首先定出管网所采用的最小管径(由消防流量确定),按e确定的管径小于最小管径时,一律采用最小管径;3)连接管属于管网的构造管,应注重安全可靠性,其管径应由管网构造来确定,即按与它连接的次要干管管径相当或小一号确定;4004管径确定一、经济流速法平均经济流速法确定原则:
4)一般对于管网起端的大口径管道可按略高于平均经济流速来确定管径,对于管网末端较小口径的管道,可按略低于平均经济流速确定管径,特别是对确定水泵扬程影响较大的管段,适当降低流速,使管径放大一号,比较经济;5)管线造价(含管材价格、施工费用等)较高而电价相对较低时,取较大的经济流速,反之取较小的经济流速。
第二节管网水力计算【例6-2】某镇给水管网布置及管段长度如图6所示。
管网最高用水时用水量Qh=97.15L/s,各节点流量标注于图上。
各点最小服务水头相同Hc=20m。
各点地面高程及吸水井最低水位列于表1。
试进行树状网水力计算。
图图6树状网水力计算树状网水力计算节点01234567地面高程(m)32.032.532.131.432.734.23315318节点89101112吸水井水塔地面高程(m)32.132.032.332.032.3290320表1节点地面高程管段管长L(m)流量q(L/s)管径D(m)流速(m/s)水力坡度1000i水头损失(m)节点水压高程(m)地面高程(m)自由水压(m)543006.951000.918.15.43554.234.220.0459.6332.726.934320034.152500.73.450.69360.3231.428.923236058.853000.833.71.33261.6532.129.552145088.653500.923.711.67163.3232.530.821041097.153501.014.371.79065.1132.033.11表2干线水力计算控制点:
最高,最远,压力最大首先选择控制点(4),确定干管管线;编写管段倒着编管段管长L(m)流量q(L/s)管径D(m)流速(m/s)水力坡度1000i水头损失(m)节点水压高程(m)地面高程(m)自由水压(m)543006.951000.918.15.43554.234.220.0459.6332.726.934320034.152500.73.450.69360.3231.428.923236058.853000.833.71.33261.6532.129.552145088.653500.923.711.67163.3232.530.821041097.153501.014.371.79065.1132.033.11表2干线水力计算实际长度管段管长L(m)流量q(L/s)管径D(m)流速(m/s)水力坡度1000i水头损失(m)节点水压高程(m)地面高程(m)自由水压(m)543006.951000.918.15.43554.234.220.0459.6332.726.934320034.152500.73.450.69360.3231.428.923236058.853000.833.71.33261.6532.129.552145088.653500.923.711.67163.3232.530.821041097.153501.014.371.79065.1132.033.11表2干线水力计算指本管段后所有节点流量之和管段流量管段管长L(m)流量q(L/s)管径D(m)流速(m/s)水力坡度1000i水头损失(m)节点水压高程(m)地面高程(m)自由水压(m)543006.951000.918.15.43554.234.220.0459.6332.726.934320034.152500.73.450.69360.3231.428.923236058.853000.833.71.33261.6532.129.552145088.653500.923.711.67163.3232.530.821041097.153501.014.371.79065.1132.033.11表2干线水力计算干干管管,Dmin=100mm;查附表1确定;(根据流量,和合理的流速范围,确定最终的D、流速和水力坡度(不在查找范围之内要内插)水头损失一般100m不超过1m管段管长L(m)流量q(L/s)管径D(m)流速(m/s)水力坡度1000i水头损失(m)节点水压高程(m)地面高程(m)自由水压(m)543006.951000.918.15.43554.234.220.0459.6332.726.934320034.152500.73.450.69360.3231.428.923236058.853000.833.71.33261.6532.129.552145088.653500.923.711.67163.3232.530.821041097.153501.014.371.79065.1132.033.11表2干线水力计算局部水头损失未计算(7)=(6)/1000*
(2)(7)=(6)/1000*
(2)管段管长L(m)流量q(L/s)管径D(m)流速(m/s)水力坡度1000i水头损失(m)节点水压高程(m)地面高程(m)自由水压(m)543006.951000.918.15.43554.234.220.0459.6332.726.934320034.152500.73.450.69360.3231.428.923236058.853000.833.71.33261.6532.129.552145088.653500.923.711.67163.3232.530.821041097.153501.014.371.79065.1132.033.11表2干线水力计算节点节点管段管长L(m)流量q(L/s)管径D(m)流速(m/s)水力坡度1000i水头损失(m)节点水压高程(m)地面高程(m)自由水压(m)543006.951000.918.15.43554.234.220.0459.6332.726.934320034.152500.73.450.69360.3231.428.923236058.853000.833.71.33261.6532.129.552145088.653500.923.711.67163.3232.530.821041097.153501.014.371.79065.1132.033.11表2干线水力计算地面高程题地面高程题目中读取目中读取管段管长L(m)流量q(L/s)管径D(m)流速(m/s)水力坡度1000i水头损失(m)节点水压高程(m)地面高程(m)自由水压(m)543006.951000.918.15.43554.234.220.0459.6332.726.934320034.152500.73.450.69360.3231.428.923236058.853000.833.71.33261.6532.129.552145088.653500.923.711.67163.3232.530.821041097.153501.014.371.79065.1132.033.11表2干线水力计算第一步:
控制点自由水压直接填写要求最低压力20m;第二步:
(9)=(10)+20第三步:
(9)43=(9)54+(7)54第四步:
(11)4=(9)4-(10)4管段管长L(m)流量q(L/s)管径D(m)流速(m/s)水力坡度i参考水力坡度i水头损失(m)节点水压高程(m)地面高程(m)自由水压(m)1-112002.01000.260.001940.05660.39163.3232.530.821162.9332.030.932-102605.11000.660.01040.0362.70261.6532.129.551058.9532.326.652-124009.91250.830.01170.02344.68261.6532.129.551256.9732.324.673-92502.51000.320.002880.03330.72360.3231.428.92959.632.027.64-616019.41501.120.01610.04052.58459.6332.726.93657.0533.1523.93-737010.31250.850.01220.01394.51360.3231.428.92755.8131.824.017-82202.51000.320.002880.01390.63855.1832.123.08表3支管水力计算干管已知
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