给水管网流量压力初计算.doc

集中流量、沿线流量计算用水流量分配：将最高日最高时的用水流量（Q=426.23L/s）分配给水管网的每条管段和各个节点上去。用水量分配原则：将用户分为两类：集中用水户和分散用水户。用水流量较大的用户从管网中一个点取得用水，这类用户称为集中用户，如工业企业、事业单位、大型公共建筑等用水均可作为集中流量，集中流量的取水点一般就是管网的节点；分散用户则是从管段沿线取得用水，每个用户的流量较小，这类用水流量称为沿线流量，如居民生活用水、浇洒道路或绿化用水等，沿线流量通常假定为沿线均匀供水。集中流量一般根据集中用水户在最高日的用水量的及其时变化系数计算，应逐项计算。仅将规划区域中二类居住区、公园绿地及防护绿地用水作为沿线流量，其余地区用水量都看成集中用水，逐一求和得到各集中用水户的集中流量。按公式3.3计算 （3.3）各集中用水户的集中流量，L/s各集中用水户最高日用水量，m3/d时变化系数沿线流量一般按管段配水长度分配计算，或按配水管段的供水面积分配计算，在本设计中采用管段配水长度来计算。由公式3.4计算 （3.4）各管段沿线流量， L/s按管段配水长度分配沿线流量的比流量，L/(sm)各个管段的配水长度，m配水总长度，m各个集中用水用户的集中用水量需要就近分配到各个节点，对于集中用水用户周围有多个节点的将该集中用水量平均分配到周围的多个节点。根据管道两侧配水情况确定配水长度后，将各管段配水长度相加得到总配水长度，再由总流量和集中流量的差值即沿线流量除以配水长度得到比流量。配水长度和比流量的乘积为管段的沿线流量。节点流量计算为了便于分析计算，我们对给水管网做一个基本假设，即所有流量只许从节点出流入或者流出，管段沿线不允许有流量进出。集中流量按照就近原则直接加到接点上；沿线流量则按照水力等效原则，将它们一分为二，转移到管段两端的节点上；另外，供水泵站或水塔的供水流量也应从节点进入管网系统，起方向与用水流量方向不同，应作为负流量。节点设计流量是用水集中流量、沿线流量（转移后）和供水设计流量之和，假定流出节点的方向为正，则可以用下式来进行计算：j=1,2,3，,NN管网图的节点总数Qj节点j的节点设计流量，L/sQmj最高时位于节点j的集中流量，L/sQsj位于节点j的泵站供水设计流量，L/sQmi最高时管段l的沿线流量，L/sS j节点j的关联集，即与节点j关联的所有管段编号的集合管段流量初分配在确定节点设计流量之后，接着利用节点流量连续性方程来确定管段的设计流量。环状管网的管段设计流量分配有很大的自由度，并且，管段设计流量的分配方案将导致不同的管径，它们的建设费用及运行时的能耗费用也不同。所以，管段的设计流量大小应该综合考虑管网的经济性和供水可靠性，在进行流量初分配的计算中，应该遵循以下原则：从供水泵站出发进行管段流量分配，使供水流量沿较短的距离扩散到整个管网的所有节点上去，达到供水的目的性；在遇到要向两个或者两个以上方向分配设计流量时，向主要供水方向分配较多的流量，向次要供水方向分配较少流量，同时注意在管网中不出现逆向流，达到供水的经济性；确定两条或者两条以上的主要供水方向，并且在各平行供水方向上分配相接近的较大流量，垂直主要供水方向的管段也分配一定的流量，使得主要供水方向上管段损坏时，流量可通过这些管段绕道通过，从而达到供水可靠性的要求。管段直径设计确定管段的直径是给水管网设计的主要内容之一，管径与设计流量的关系为：D管段直径，mq管段设计流量，m3/sA管段过水断面面积，m2v设计流速，m/s从上式可知，管径与管段设计流量及设计流速的大小有关，确定管径之前必须先选定设计流速。为了防止管网因水锤现象出现事故，最大设计流速不应超过2.5-3 m/s；在输送浑浊的原水时，为了避免水肿悬浮物质在水管内沉积，最低设计流速通常不得小于0.6 m/s。因此，需在上述流速范围内，根据当地的经济条件，考虑管网的造价和经营管理等费用，来选定合适的设计流速。我们一般采用优化方法求得设计流速或管径的最优解，在数学上表现为求一定年限T年（称为投资偿还期）内管网造价和管理费用（主要是电费）之和为最小的流速，称为经济流速，以此来确定的管径称为经济管径。在选定经济管径时可根据平均经济流速表和界限流量表进行选择，如下。平均经济流速平均经济流速管径(mm)平均经济流速(m/s)100-4000.6-0.94000.9-1.4流量界限表管径（mm）界限流量（L/s）管径（mm）界限流量（L/s）10094501301681509155001682372001528.560023735525028.545700355490300456880049068535068969006858224009613010008221120标准管径选用界限表标准管径（mm）界限管径（mm）标准管径（mm）界限管径（mm）10012045042347415012017150047454520017122260054564625022227270064674630027232880074684735032837390084794740037342310009471090选取经济流速和确定管径时，可以考虑以下原则：1）大管径可取较大的经济流速，小管径可以较小的经济流速；2）管段设计流量占整个管网供水流量比例较小时取较大的经济流速，反之取较小的经济流速；3）从供水泵站到控制点的管线上的管段可取较小的经济流速，其余管段可取较大的经济流速；4）重力供水时，各管段的经济管径或经济流速按充分利用地形高差来确定，即应使输水输水管渠和管网通过设计流量时的水头损失总和等于或略小于可以利用的水压标高差。5）根据经济流速计算出的管径如果不符合市售标准管径时，可以选用相近的标准管径；6）重要的输水管，应采用平行双条管道，每条管道直径按设计流量的50%确定。设计工况水力分析给水管网的设计工况：即最高日最高时用水工况，对此工况进行水力分析所得到的管段流量和节点水头一般都是最大值，用它们确定泵站扬程和水塔高度通常是最安全的。但在泵站扬程和水塔高度未确定前，对设计工况下的水力分析有两个前提不满足：泵站所在管段的水力特性未知，管网中没有定压节点，因此，需要进行预处理。删除泵站所在管段泵站位于管段上，在泵站未设计之前，泵站的水力特性是未知的，泵站水力特性是其所在管段水力特性的一部分，所以其管段水力特性未知。为了进行管网水力分析，必须暂时将该管段从管网中删除，但是，此管段的流量（即泵站的设计流量）已知，必须