《给水排水管网系统》 管段流量、管径和水头损失ppt课件

1、第一节第一节 管网计算的课题管网计算的课题新建和扩建的城市管网按最高时用水量新建和扩建的城市管网按最高时用水量QhQh计计算，据此求出一切管段的直径、水头损失、算，据此求出一切管段的直径、水头损失、水泵扬程和水塔高度水泵扬程和水塔高度( (当设置水塔时当设置水塔时) )。并在。并在此管径根底上，按其它用水情况，如消防时、此管径根底上，按其它用水情况，如消防时、事故时、对置水塔系统在最高转输时各管段事故时、对置水塔系统在最高转输时各管段的流量和水头损失，从而可以知道按最高用的流量和水头损失，从而可以知道按最高用水时确定的管径和水泵扬程能否满足其它用水时确定的管径和水泵扬程能否满足其它用水时的水量

2、和水压要求。水时的水量和水压要求。管网计算的课题管网计算的课题管网计算步骤管网计算步骤求沿线流量和节点流量；求沿线流量和节点流量；求管段计算流量；求管段计算流量；确定各管段的管径和水头损失；确定各管段的管径和水头损失；进展管网水力计算或技术经济计进展管网水力计算或技术经济计算；算；确定水塔高度和水泵扬程。确定水塔高度和水泵扬程。第二节第二节 管网图形及简化管网图形及简化在管网计算中，城市管网的现状核算以及现有管网在管网计算中，城市管网的现状核算以及现有管网的扩建计算最为常见。的扩建计算最为常见。除了新设计的管网，因定线和计算仅限于干管而不除了新设计的管网，因定线和计算仅限于干管而不是全部管线的

3、情况外，对改建和扩建的管网往往将是全部管线的情况外，对改建和扩建的管网往往将实践的管网适当加以简化，保管主要的干管，略去实践的管网适当加以简化，保管主要的干管，略去一些次要的、水力条件影响较小的管线。一些次要的、水力条件影响较小的管线。但简化后的管网根本上能反映实践用水情况，使计但简化后的管网根本上能反映实践用水情况，使计算任务量可以减轻。算任务量可以减轻。管网图形简化是在保证计算结果接近实践情况的前管网图形简化是在保证计算结果接近实践情况的前提下，对管线进展的简化。提下，对管线进展的简化。管网图形及简化管网图形及简化管网图形简化可分为分解、合并、省略管网图形简化可分为分解、合并、省略分解：只

4、由一条管线衔接的两管网，都可以把衔分解：只由一条管线衔接的两管网，都可以把衔接纳线断开，分解成为两个独立的管网。由两条接纳线断开，分解成为两个独立的管网。由两条管线衔接的分支管网，如它位于管网的末端且衔管线衔接的分支管网，如它位于管网的末端且衔接纳线的流向和流量可以确定，也可进展分解，接纳线的流向和流量可以确定，也可进展分解，管网经分解后即可分别计算。管网经分解后即可分别计算。合并：管径较小、相互平行且接近的管线可思索合并：管径较小、相互平行且接近的管线可思索合并。合并。省略：管线省略时，首先是略去水力条件影响较省略：管线省略时，首先是略去水力条件影响较小的管线，也就是省略管网中管径相对较小的

5、管小的管线，也就是省略管网中管径相对较小的管线，管线省略后的计算结果是偏于平安的。线，管线省略后的计算结果是偏于平安的。管网图形及简化管网图形及简化第三节第三节 沿线流量和节点流量沿线流量和节点流量管网计算时并不包括全部管线，而是只计算经过管网计算时并不包括全部管线，而是只计算经过简化后的干管网。简化后的干管网。干管网的节点包括：干管网的节点包括：水源节点，如泵站、水塔或高位水池；水源节点，如泵站、水塔或高位水池；不同管径或不同材质的管线交接点；不同管径或不同材质的管线交接点；两管段交点或集中向大用户供水的点。两管段交点或集中向大用户供水的点。两节点之间的管线称为管段。两节点之间的管线称为管段

6、。管段顺序衔接构成管线。管段顺序衔接构成管线。沿线流量和节点流量沿线流量和节点流量起点和终点重合的管线称为管网的环。起点和终点重合的管线称为管网的环。环中不含其它环，称为基环。环中不含其它环，称为基环。几个基环合成的环，称为大环。几个基环合成的环，称为大环。多水源的管网，为了计算方便，有时将两个或多多水源的管网，为了计算方便，有时将两个或多个水压已定的水源节点泵站、水塔等用虚线个水压已定的水源节点泵站、水塔等用虚线和虚节点和虚节点0衔接起来，也构成环，因实践上并不存衔接起来，也构成环，因实践上并不存在，所以叫做虚环。在，所以叫做虚环。沿线流量和节点流量沿线流量和节点流量沿线流量：是指供应该管段

7、两侧用户所需沿线流量：是指供应该管段两侧用户所需流量。流量。节点流量：是从沿线流量折算得出的并且节点流量：是从沿线流量折算得出的并且假设是在节点集中流出的流量。假设是在节点集中流出的流量。沿线流量沿线流量工业企业给水管网，大量用水集中在少数工业企业给水管网，大量用水集中在少数车间，配水情况比较简单。车间，配水情况比较简单。城市给水管线，沿管线配水，情况比较复城市给水管线，沿管线配水，情况比较复杂。杂。假定用水量均匀分布在全部干管上。假定用水量均匀分布在全部干管上。比流量：干管线单位长度的流量。比流量：干管线单位长度的流量。沿线流量沿线流量比流量计算比流量计算度按一半计算。有一侧配水的管线，长（

8、不配水）的管线；只园等无建筑物地区，不包括穿越广场、公干管总长度，；和，大用户集中用水量总；管网总用水量，；比流量，ms/Ls/LQ)ms/(LlqqlqQqss沿线流量沿线流量沿线最高用水时和最大转输时的比流量不同，所沿线最高用水时和最大转输时的比流量不同，所以在管网计算时须分别计算。以在管网计算时须分别计算。城市内人口密度或房屋卫生设备条件不同的地域，城市内人口密度或房屋卫生设备条件不同的地域，也应该根据各区的用水量和干管线长度，分别计也应该根据各区的用水量和干管线长度，分别计算其比流量，以得出比较接近实践用水的结果。算其比流量，以得出比较接近实践用水的结果。沿线流量的计算：沿线流量的计算

9、：。该管段的长度，；沿线流量，mLs /L11qlqqs整个管网的沿线流量总和整个管网的沿线流量总和q1，等于，等于qsl。 qsl值值等于管网供应的总用水量减去大用户集中用水量，等于管网供应的总用水量减去大用户集中用水量，即等于即等于Qq。沿线流量沿线流量 沿线按照用水量全部均匀分布在干管上的假定以求出比沿线按照用水量全部均匀分布在干管上的假定以求出比流量的方法，存在一定的缺陷。由于它忽视了沿线供水流量的方法，存在一定的缺陷。由于它忽视了沿线供水人数和用水量的差别，所以与各管段的实践配水量并不人数和用水量的差别，所以与各管段的实践配水量并不一致。为此提出另一种按该管段的供水面积决议比流量一致

10、。为此提出另一种按该管段的供水面积决议比流量的计算方法。的计算方法。该管段的供水面积，；沿线流量，211mAs/LqAqqA水面积为三角形。边上的管段，其两侧供积为梯形，在在街区短的管段，其两侧供水面长边上法来划分街区。在街区面积可用等分角线的方面积按一半计算；供水一侧配水的管线，供水配水）的管线，只有园等无建筑物地区（不，不包括穿越广场、公干管总供水面积，；和，大用户集中用水量总；管网总用水量，）；（比流量，22ms/Ls/LQms/LAqqAqQqAA节点流量节点流量 管网中任一管段的流量，由两部分组成：一部分是沿该管管网中任一管段的流量，由两部分组成：一部分是沿该管段长度段长度L配水的沿

11、线流量配水的沿线流量q1，另一部分是经过该管段输水到，另一部分是经过该管段输水到以后管段的转输流量以后管段的转输流量qt转输流量沿整个管段不变，而沿线转输流量沿整个管段不变，而沿线流量由于管段沿线配水，所以管段中的流量顺水流方向逐流量由于管段沿线配水，所以管段中的流量顺水流方向逐渐减小，到管段末端只剩下转输流量。渐减小，到管段末端只剩下转输流量。 管段起端的流量等于转输流量管段起端的流量等于转输流量qt加沿线流量加沿线流量q1，到末端只，到末端只需转输流量需转输流量qt ，因此从管段起点到终点的流量是变化的。，因此从管段起点到终点的流量是变化的。节点流量节点流量对于流量变化的管段，难以确定管径

12、和水头损失，对于流量变化的管段，难以确定管径和水头损失，所以有必要将沿线流量转化成从节点流出的流量。所以有必要将沿线流量转化成从节点流出的流量。这样，沿管线不再有流量流出，即管段中的流量这样，沿管线不再有流量流出，即管段中的流量不再沿管线变化，就可根据该流量确定管径。不再沿管线变化，就可根据该流量确定管径。沿线流量化成节点流量的原理：是求出一个沿线沿线流量化成节点流量的原理：是求出一个沿线不变的折算流量不变的折算流量q，使它产生的水头损失等于实，使它产生的水头损失等于实践上沿管线变化的流量践上沿管线变化的流量qX产生的水头损失。产生的水头损失。q=qt+q1折算系数折算系数：是把沿线变化的流量

13、折算成在管段：是把沿线变化的流量折算成在管段两端节点流出的流量，即节点流量的系数。两端节点流出的流量，即节点流量的系数。 节点流量节点流量折算系数折算系数的求导的求导31Laq3LLLLLLLaq3xxLLxLLLaqdxxxLL2LLLaqdxxLLLaqdxaqhLdxxLLLaqdxLxLaqdxaqdh2nadxaqdhdxqqLxLqLxLqqxLqqqq212212221L03L02L02221L022221L02221L02x22212212xnx1t11t11tX：中的水头损失可表示为流量变化的管段。则有：通常取管段的比阻；中的水头损失为：。根据水力学，管段式中任一断面上的流量

14、为：管段节点流量节点流量折算系数折算系数的求导的求导。为管段两端的节点流量，即将沿线流量折半作统一采用为便于管网计算，通常。值大于，靠近管网末端的管段，；值接近于值很大，远大于沿线流量，转输流量一般，管网起端的管段值也不等。值不同，折算系数同，管段在管网中的位置不数为线流量的管段，折算系，即转输流量远大于沿如，得：，则为管段，因转输流量值有关，在管网末端的只和折算系数则有：损失为：折算流量所产生的水头折算流量0.505 . 005 . 0qqqq0.50100577. 03100qqq3131LaqLqqaLaqhqqq1t1tt1t22222121t21t12qt+q1qt0.5q10.5q

15、1qt+0.5q1节点流量节点流量管网任一节点的节点流量为：管网任一节点的节点流量为： qi= q1=0.5 q1任一节点任一节点i的节点流量的节点流量qi等于与该节点相连各等于与该节点相连各管段的沿线流量管段的沿线流量q1总和的一半。总和的一半。城市管网中，工业企业等大用户所需流量，城市管网中，工业企业等大用户所需流量，可直接作为接入大用户节点的节点流量。可直接作为接入大用户节点的节点流量。工业企业内的消费用水管网，水量大的车间工业企业内的消费用水管网，水量大的车间用水量也可直接作为节点流量。用水量也可直接作为节点流量。第四节第四节 管段计算流量管段计算流量沿线任一管段的计算流量实践上包括该

16、管沿线任一管段的计算流量实践上包括该管段两侧的沿线流量和经过该管段保送到以段两侧的沿线流量和经过该管段保送到以后管段的转输流量。为了初步确定管段计后管段的转输流量。为了初步确定管段计算流量，必需按最大时用水量进展流量分算流量，必需按最大时用水量进展流量分配，得出各管段流量后，才干据此流量确配，得出各管段流量后，才干据此流量确定管径和进展水力计算。定管径和进展水力计算。求出节点流量后，就可以进展管网的流量求出节点流量后，就可以进展管网的流量分配，分配到各管段的流量曾经包括了沿分配，分配到各管段的流量曾经包括了沿线流量和转输流量。线流量和转输流量。管段计算流量管段计算流量单水源树状管网流量分配单水

17、源树状管网流量分配任一管段的流量等于该管段以后顺水流方向任一管段的流量等于该管段以后顺水流方向一切节点流量的总和。一切节点流量的总和。 如如q3-4=q4+q5+q8+q9+q10树状网的流量分配比较简单，各管段的流量易于树状网的流量分配比较简单，各管段的流量易于确定，并且每一管段只需独一的流量值。确定，并且每一管段只需独一的流量值。管段计算流量管段计算流量环状网流量分配环状网流量分配环状网的流量分配比较复杂。任一节点的流量包环状网的流量分配比较复杂。任一节点的流量包括该节点流量和流向以及流离该节点的几条管段括该节点流量和流向以及流离该节点的几条管段流量。所以环状网流量分配时，不能够对每一管流

18、量。所以环状网流量分配时，不能够对每一管段得到独一的流量值。段得到独一的流量值。分配流量时，必需坚持每一节点的水流延续性，分配流量时，必需坚持每一节点的水流延续性，也就是流向任一节点的流量必需等于流离该节点也就是流向任一节点的流量必需等于流离该节点的流量，以满足节点流量平衡的条件。的流量，以满足节点流量平衡的条件。的管段流量，到节点从节点；的节点流量，节点s/Ljiqs/Li0ijiijiqqq假定分开节点的流量为正，假定分开节点的流量为正，流向节点的流量为负。流向节点的流量为负。管段计算流量管段计算流量环状网流量分配环状网流量分配以节点以节点1为例：为例： q1Q+q1-2+q1-4=0对节

19、点对节点1来说，即使进入来说，即使进入管网的总流量管网的总流量Q和节点流和节点流量量q1知，各管段的流量，知，各管段的流量，如如q1-2，和，和q1-4等值，还等值，还可以有不同的分配，也就可以有不同的分配，也就是有不同的管段流量。是有不同的管段流量。假设在分配流量时，对其假设在分配流量时，对其中的一条，例如管段中的一条，例如管段12分配很大的流量分配很大的流量q1-2，而，而另一管段另一管段14分配很小的分配很小的流量流量q1-4，因，因q1-2+q1-4仍仍等于等于Q q1 ，即坚持水，即坚持水流的延续性，这时敷管费流的延续性，这时敷管费用虽然比较经济，但明显用虽然比较经济，但明显和平安供

20、水产生矛盾。由和平安供水产生矛盾。由于当流量很大的管段于当流量很大的管段12损坏需求检修时，全部流损坏需求检修时，全部流量必需在管段量必需在管段l4中经过，中经过，使该管段的水头损失过大，使该管段的水头损失过大，从而影响到整个管网的供从而影响到整个管网的供水量或水压。水量或水压。管段计算流量管段计算流量 环状网可以有许多不同的流量分配方案，每一方案所得的环状网可以有许多不同的流量分配方案，每一方案所得的管径也有差别，管网总造价也不相等。管径也有差别，管网总造价也不相等。 使环状网中某些管段的流量为零，即将环状网改成树状网，使环状网中某些管段的流量为零，即将环状网改成树状网，才干得到最经济的流量

21、分配，但是树状网并不能保证可靠才干得到最经济的流量分配，但是树状网并不能保证可靠供水。供水。 环状网流量分配时，应同时照顾经济性和可靠性。环状网流量分配时，应同时照顾经济性和可靠性。 经济性是指流量分配后得到的管径，应使一定年限内的管经济性是指流量分配后得到的管径，应使一定年限内的管网建造费用和管理费用为最小。网建造费用和管理费用为最小。 可靠性是指能向用户不延续地供水，并且保证应有的水量、可靠性是指能向用户不延续地供水，并且保证应有的水量、水压和水质。水压和水质。 经济性和可靠性之间往往难以兼顾，普通只能在满足可靠经济性和可靠性之间往往难以兼顾，普通只能在满足可靠性的要求下，力求管网最为经济

22、。性的要求下，力求管网最为经济。管段计算流量管段计算流量 环状网流量分配的步骤环状网流量分配的步骤 按看管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向并选定整个管按看管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向并选定整个管网的控制点。控制点是管网正常任务时和事故时必需保证所需水压的网的控制点。控制点是管网正常任务时和事故时必需保证所需水压的点，普通选在给水区内离二级泵站最远或地形较高之处。点，普通选在给水区内离二级泵站最远或地形较高之处。 为了可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，为了可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽能够均匀地分配流量

23、，并且符合水流延续性即满足这些平行干管中尽能够均匀地分配流量，并且符合水流延续性即满足节点流量平衡的条件。这样，当其中一条干管损坏，流量由其它干管节点流量平衡的条件。这样，当其中一条干管损坏，流量由其它干管转输时，不会使这些干管中的流量添加过多。转输时，不会使这些干管中的流量添加过多。 和干管线垂直的衔接纳，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有和干管线垂直的衔接纳，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平常流量普通不大，时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平常流量普通不大，只需在干管损坏时才转输较大的流量，因此衔接纳中可分配较少的流只需在干管损

24、坏时才转输较大的流量，因此衔接纳中可分配较少的流量。量。管段计算流量管段计算流量多水源管网多水源管网应由每一水源的供水量定出其应由每一水源的供水量定出其大致供水范围，初步确定各水大致供水范围，初步确定各水源的供水分界限；源的供水分界限；然后从各水源开场，循供水主然后从各水源开场，循供水主流方向按每一节点符合流方向按每一节点符合qi+qij=0的条件，以及经济的条件，以及经济和平安供水的思索，进展流量和平安供水的思索，进展流量分配。分配。位于分界限上各节点的流量，位于分界限上各节点的流量，往往由几个水源同时供应。各往往由几个水源同时供应。各水源供水范围内的全部节点流水源供水范围内的全部节点流量加

25、上分界限上由该水源供应量加上分界限上由该水源供应的节点流量之和，应等于该水的节点流量之和，应等于该水源的供水量。源的供水量。第五节第五节 管径计算管径计算各管段的管径按下式计算各管段的管径按下式计算。流速，；管段流量，；管段直径，s/mvs/mqm43DvqD管径不但和管段流量有关，而且和流速的大小有关，因管径不但和管段流量有关，而且和流速的大小有关，因此要确定管径必需先选定流速。此要确定管径必需先选定流速。为了防止管网因水锤景象出现事故，最大设计流速不应为了防止管网因水锤景象出现事故，最大设计流速不应超越超越2.53m/s；为了防止水中悬浮物质在水管内堆积，最低流速通常不为了防止水中悬浮物质

26、在水管内堆积，最低流速通常不得小于得小于0.6m/s；因此，须在上述流速范围内，根据当地的经济条件，思因此，须在上述流速范围内，根据当地的经济条件，思索管网的造价和运营管理费用，来选定适宜的流速。索管网的造价和运营管理费用，来选定适宜的流速。管径计算管径计算 流量已定时，管径和流速的平方根成反比。流量一样时，流量已定时，管径和流速的平方根成反比。流量一样时，假设流速获得小些，管径相应增大，此时管网造价添加，假设流速获得小些，管径相应增大，此时管网造价添加，可是管段中的水头损失却相应减小，因此水泵所需扬程可可是管段中的水头损失却相应减小，因此水泵所需扬程可以降低，经常的输水电费可以节约。以降低，

27、经常的输水电费可以节约。 假设流速用得大些，管径虽然减小，管网造价有所下降，假设流速用得大些，管径虽然减小，管网造价有所下降，但水头损失增大，因此水泵所需扬程势必添加、经常的电但水头损失增大，因此水泵所需扬程势必添加、经常的电费势必添加。费势必添加。 因此。普通采用优化方法求得流速或管径的最优解。因此。普通采用优化方法求得流速或管径的最优解。 在数学上表现为求一定年限在数学上表现为求一定年限t称为投资归还期内管网造称为投资归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，以此来确定管径。济流速，以此来确定管径。流速，；管段流量，；

28、管段直径，s/mvs/mqm43DvqD管径计算管径计算投资归还期投资归还期t年内的总费用及年折算费用年内的总费用及年折算费用计。，以管网造价的管网的折旧和大修率；计，可表示为，按管网造价的百分数费），和管网造价有关折旧费（包括大修理电费；每年管理费用；一次投资的管网造价年折算费用；年内的总费用；投资偿还期%p100MMMCWt1001001100100211111CpWCpMMMCptCpMtCMtCtWWtCpMCMtCWttt管径计算管径计算环状管网造价环状管网造价C和管理费用和管理费用M都和管径都和管径D有关。当有关。当流量知时，那么造价和管理费用与流速流量知时，那么造价和管理费用与流

29、速v有关，因有关，因此年折算费用既可以用流速此年折算费用既可以用流速v的函数也可以用管径的函数也可以用管径D的函数表示。的函数表示。流量一定时，如管径流量一定时，如管径D增大增大v相应减小，那么相应减小，那么管网造价和折旧费增大管网造价和折旧费增大,而电费减小。而电费减小。管径计算管径计算年折算费用年折算费用W值随管径和流速的改动而变化，是值随管径和流速的改动而变化，是一条下凹的曲线，相应于曲线最小纵坐标值的管一条下凹的曲线，相应于曲线最小纵坐标值的管径和流速，就是最经济的。经济管径为径和流速，就是最经济的。经济管径为De，经济，经济流速为流速为ve。管径计算管径计算各城市的经济流速值应按当地

30、条件，如水管资料各城市的经济流速值应按当地条件，如水管资料和价钱、和价钱、 施工费用、电费等来确定，不能直接施工费用、电费等来确定，不能直接套用其它城市的数据。套用其它城市的数据。另一方面，管网中各管段的经济流速也不一样，另一方面，管网中各管段的经济流速也不一样，有时简便地运用有时简便地运用“界限流量表界限流量表(表表71)确定经济确定经济管径。第管径。第7章中将详细引见输水管和管网的经济章中将详细引见输水管和管网的经济流速计算方法，以及确定经济管径的方法。流速计算方法，以及确定经济管径的方法。管径计算管径计算由于水管有规范管径，如由于水管有规范管径，如200mm，250mm等，等，分档不多，

31、按经济管径方法算出的不一定就是规范分档不多，按经济管径方法算出的不一定就是规范管径，这时可选用相近的规范管径。管径，这时可选用相近的规范管径。设计中也可采用平均经济流速表设计中也可采用平均经济流速表51来确定管来确定管径，得出的是近似经济管径。径，得出的是近似经济管径。普通大管径可取较大的平均经济流速，小管径可取普通大管径可取较大的平均经济流速，小管径可取较小的平均经济流速。较小的平均经济流速。管径计算管径计算以上是指水泵供水时的经济管径确定方法，以上是指水泵供水时的经济管径确定方法，重力供水时，各管段的经济管径或经济流重力供水时，各管段的经济管径或经济流速，应按输水管渠和管网经过设计流量时速

32、，应按输水管渠和管网经过设计流量时的水头损失总和等于或略小于可以利用的的水头损失总和等于或略小于可以利用的标高差来确定。标高差来确定。第六节第六节 水头损失计算水头损失计算流量和水头损失的关系流量和水头损失的关系给水管网任一管段两端节点的水压和该管段水头给水管网任一管段两端节点的水压和该管段水头损失之间有以下关系：损失之间有以下关系： hij=HiHj Hi、Hj从某一基准面算起的管段起端从某一基准面算起的管段起端i和和终端终端j的水压，的水压，m； hij管段管段ij的水头损失，的水头损失，m。在管网计算中，主要思索沿程水头损失。至于部在管网计算中，主要思索沿程水头损失。至于部分水头损失，因

33、和沿程水头损失相比很小，通常分水头损失，因和沿程水头损失相比很小，通常忽略不计。忽略不计。水头损失计算水头损失计算均匀流流速公式谢才公式均匀流流速公式谢才公式重力加速度。；阻力系数，水管内径；或水力坡度；单位长度水头损失，；，圆管满流时，水利半径，谢才系数；管内平均流速；g8Di4DDD4RXARRC22822222222222CgvgvDgvDCggvRCgRCviRiCv水头损失计算水头损失计算流量。；比阻，则有：qD64aaaqqD642gD16qD828445222252242222222CCCggvDiCgDqvvDq摩阻。管段长度；指数，通常为alsl2nsqalqlaqhnnnl

34、i水头损失计算水头损失计算给水管的三种水流流态给水管的三种水流流态阻力平方区，此时比阻阻力平方区，此时比阻a值仅和管径及水管值仅和管径及水管内壁粗糙度有关，而和内壁粗糙度有关，而和Re数雷诺数无数雷诺数无关，例如旧铸铁管和旧钢管在流速关，例如旧铸铁管和旧钢管在流速v1.2ms时或金属管内壁无特殊防腐措施时，就时或金属管内壁无特殊防腐措施时，就属于这种情况；属于这种情况；过渡区，此时，比阻过渡区，此时，比阻a值和管径、水管内壁值和管径、水管内壁粗糙度以及粗糙度以及Re数有关，例如旧铸铁管和旧数有关，例如旧铸铁管和旧钢管在流速钢管在流速v1.2ms时，以及石棉水泥管时，以及石棉水泥管在各种流速时的

35、情况；在各种流速时的情况；水力光滑区，此时比阻水力光滑区，此时比阻a值和管径及值和管径及Re数有数有关，但和水管内壁祖糙度无关，例如运用关，但和水管内壁祖糙度无关，例如运用塑料管和玻璃管时。塑料管和玻璃管时。水头损失计算水头损失计算舍维列夫公式舍维列夫公式3 . 03 . 1225.33 . 14223 . 12v867. 01Dv0.000912i1.2m/svqD001736. 0D1D16q00107. 0Dv0.00107i1.2m/sv10时，时，摄氏度时：管，水温适用于旧铸铁管和旧钢计算旧铸铁管和旧钢管水力坡度计算旧铸铁管和旧钢管水力坡度i时，如流速时，如流速v1.2m/s,那么舍

36、维列夫公式的比阻那么舍维列夫公式的比阻a=0.001736/D5.3值见表值见表52。水头损失计算水头损失计算舍维列夫公式舍维列夫公式当水流在过渡区当水流在过渡区v1.2m/s，应在表，应在表52的的a值上乘以修正系数值上乘以修正系数K，K值见表值见表53。水头损失计算水头损失计算巴甫洛夫斯基公式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适用于混凝土管、钢筋混凝土管和渠道的水头损失计算。水头损失计算。，式中，时，；，式中，时，会得到如下结果：，将此式带入，则有：值可采用时，凝土管，当对于混凝土管和钢筋混。水力半径，；般采用土管和钢筋混凝土管一管壁粗燥系数，混凝指数，）（谢才系数巴甫洛

37、夫斯基公式中，33.5233.5233.5233.522522261612/1yD002021.0aqD002021.0aqi014.0nD001743.0aqD001743.0aqi013.0n,qDC64aqi4Dn1Rn1C61y02.0nmR014.0013.0nR10.0n75.013.0n5 .2yys/mRn1C水头损失计算水头损失计算巴甫洛夫斯基公式巴甫洛夫斯基公式巴甫洛夫斯基公式中的比阻巴甫洛夫斯基公式中的比阻a值值水头损失计算水头损失计算海曾海曾威廉公式威廉公式头损失。力坡度即单位长度的水从而也就可以计算出水也就可以确定出来了；确定后，值可以确定出来；管径管材确定后，则；值

38、可查表系数，为一系数，但并非谢才此处，则则有：，此处87. 4852. 187. 4852. 1852. 187. 4852. 187. 4852. 1852. 1DC67.10aC55CCDC67.10aqDC67.10iDCl67q.10h852. 1nlilnnaqaqh水头损失计算水头损失计算海曾海曾威廉公式威廉公式系数系数C值值水头损失计算水头损失计算柯尔勃洛克公式柯尔勃洛克公式值。度的水头损失水力坡度也就是单位长中，就可以得到带入式、；将已知，即可确定出已知，；据上式确定出已知，确定出后即可根已知、值；管材确定后即可取定出。参考表绝对粗燥度，其值可阻力系数；i2gvDivDvqD2

39、gvDiRekk65kRe51. 271. 3/lg2122Dk水头损失计算水头损失计算柯尔勃洛克公式柯尔勃洛克公式第七节第七节 管网计算根底方程管网计算根底方程给水管网计算目的在于求出各水源节点给水管网计算目的在于求出各水源节点如泵站、水塔等的供水量、各管段中如泵站、水塔等的供水量、各管段中的流量和管径以及全部节点的水压。的流量和管径以及全部节点的水压。环状网环状网 管段数管段数P、节点数、节点数J包括泵站、水塔等包括泵站、水塔等水源节点和环数水源节点和环数L之间的关系：之间的关系： P=J+L1树状网树状网 环数环数L=0，所以，所以P=J1管网计算根底方程管网计算根底方程管网计算根底方程

40、管网计算根底方程管网计算时，节点流量管网计算时，节点流量qi=0.5 q1 qi=0.5 q1 、管段长度、管段长度l l、管径管径D D和阻力系数和阻力系数等为知，需求求解的是管网各等为知，需求求解的是管网各管段的流量管段的流量qijqij此处求解的是最终满足要求的管此处求解的是最终满足要求的管段流量而并非是初分流量或水压段流量而并非是初分流量或水压HiHi，所以，所以P P个管个管段就有段就有P P个未知数。因此环状网计算时必需列出个未知数。因此环状网计算时必需列出P=J+LP=J+L1 1个方程，才干求出个方程，才干求出P P个流量。个流量。管网计算的原理是基于质量守恒和能量守恒，由管网

41、计算的原理是基于质量守恒和能量守恒，由此得出延续性方程和能量方程。此得出延续性方程和能量方程。管网计算根底方程管网计算根底方程延续性方程延续性方程按照对任一节点来说，流向该节点的流量必需等按照对任一节点来说，流向该节点的流量必需等于从该节点流出的流量。于从该节点流出的流量。分开节点的流量为正，流向节点的流量为负。分开节点的流量为正，流向节点的流量为负。如管网有如管网有J个节点，只可以写出类似于式个节点，只可以写出类似于式qi+qij=0的独立方程的独立方程J1个。由于个。由于J个节点可以个节点可以对应对应J个类似的方程，但其中任一方程可从其他个类似的方程，但其中任一方程可从其他J1个方程导出。

42、个方程导出。0.00121Jijiijiijiqqqqqq管网计算根底方程管网计算根底方程能量方程能量方程表示管网每一环中各管段的水头损失总和表示管网每一环中各管段的水头损失总和等于零的关系。等于零的关系。水流顺时针方向的管段水头损失为正，逆水流顺时针方向的管段水头损失为正，逆时针方向的为负。时针方向的为负。0.002Lijijijhhh管网计算根底方程管网计算根底方程能量方程能量方程如水头损失用指数公式如水头损失用指数公式h=sqn表示，那表示，那么能量方程还可以表示为：么能量方程还可以表示为：0.002Lnijijnijijnijijqsqsqs管网计算根底方程管网计算根底方程压降方程压降方程正，流向节点时为负。流离节点的管段流量为方向而定，这里假定出该节点的各管段流量总括号内的正负号视进。连接该节点的管段数管段摩阻；对某一基准点的水压；