管材和管网水力学计算基础

1、第二节 调节容量的计算 一、根据供水量和用水量变化曲线计算供水时间段用水量%二泵站输水量%一泵站输水量%清水池调节容积水塔调节容积%无水塔时有水塔时(1)(2)(3)(4)(5)=2-4(6)=3-4(7)=2-3011.702.784.17-2.47-1.39-1.08121.672.784.17-2.50-1.39-1.11231.632.784.16-2.63-1.38-1.15341.632.784.17-2.54-1.39-1.15452.562.784.17-1.61-1.40-0.22564.365.004.160.190.84-0.65675.145.004.170.970.8

2、30.14785.645.004.171.470.830.64896.005.004.161.840.841.00 18195.625.004.171.450.830.6219204.805.004.170.630.83-0.2020213.392.784.16-0.77-1.390.6221222.692.784.17-1.48-1.39-0.0922232.582.784.17-1.59-1.39-0.2023241.872.784.16-2.29-1.38-0.91累计100.00100.00100.0017.9812.56.55第一篇 城市给水管网第五章 给水管道材料及设备 第五章 给

3、水管道材料及设备 第一节 给水管道材料 第二节 管网附件 第三节 管网附属构筑物第一节 给水管道材料 基本要求： 强度高；水密性好；阻力小；寿命长；抗侵蚀；造价低；施工简便 选材依据： 水压；荷载；埋管条件；供应情况等 一、金属管材料 1.铸铁管 优点：耐腐蚀，装接方使，价格低廉 缺点：脆，抗冲击、震动能力差；重量较大 接口型式 ：承插式法兰盘式 橡胶圈接头 第一节 给水管道材料第一节 给水管道材料 一、金属管材料 2.钢管 焊接钢管：直缝钢管和螺旋卷焊钢管 无缝钢管： 优点：强度高、耐振动、重量轻、长度大、接头少和加工接口方便 缺点：易生锈，不耐腐蚀 ，造价高 普通钢管的工作压力不超过1.0

4、兆帕；加强钢管的工作压力可达1.5兆帕；高压管可用无缝钢管 钢管接口一般采用焊接或法兰接口，小管径可用丝扣或焊接。镀锌钢管用丝扣接连第一节 给水管道材料 二、非金属管 1.钢筋混凝土管 一般用于低压输管线，接口型式采用套箍石棉水泥接口 预应力钢筋混凝土管：工作压力可达6001200千帕 ；采用承插接口，材料为特制的像胶圈及自应力水泥 2.玻璃钢管 优点：耐腐蚀，表面光滑，水力性能好，强度高，质轻 缺点：造价高 第一节 给水管道材料 二、非金属管 3.塑料管 优点：表面光滑，耐腐蚀，不易结垢，水头损失小，重量轻及加工接口方便 缺点：强度低，膨胀系数大，性质较脆及老化 接口：用焊接、法兰及粘接等方

5、法 种类：ABS聚丙烯腈丁二烯苯乙烯管 PE聚乙烯管 PP聚丙烯管 UPVC硬聚氯乙稀管 ：管径一般不大于400覆土深度：金属管不小于覆土深度：金属管不小于0.7米，非金属管不小于米，非金属管不小于1-1.2米。米。第二节 管网附件 为了适应管道的转弯、改变管径、分枝、直线接连等需要，以及维修等要求，就要装设相应的水管零件 塑料管件90 三通三通 90 弯头弯头 45 弯头弯头 异径管异径管 活接接头活接接头 法兰接头法兰接头 承接口承接口 管管 堵堵第二节 管网附件 一、阀门 阀门是调节控制水流及水压的重要设备。 阀门的布置要数量少而且调度灵活。主要管线和次要管线交接处的阀门常设在次要管线上

6、。 阀门的口径一般与水管的直径相同，为了降低造价，也可安装口径为0.8倍水管直径的阀门。 主干管和长距离输水管线上的阀门，应限定开启和闭合的时间，以免启闭过快而出现水锤现象损坏管线。（俄罗斯最大的水电站的水锤事故）第二节 管网附件暗杆楔式地下闸阀(SZ45T-10) 型号 公称压力(MPa)试验压力 工作温度()适用介质 强度（水）(MPa)密封（水）(MPa)SZ45T-101.01.51.1 120蒸汽、水暗杆楔式闸阀(Z45T-10) 第二节 管网附件蜗轮传动对夹蝶阀 对夹蝶阀 第二节 管网附件 止回阀是限制压力管道中的水流朝一个方向流动的阀门。阀门的闸板可绕轴旋转。水流方向相反时，闸板

7、因自重和水压左右自动关闭。 止回阀一般安装在水压大于196kPa的泵站出水管上。防止因突然断电或其他事故时水流倒流而损坏水泵设备。（郑州爆管）第二节 管网附件微阻缓闭止回阀 第二节 管网附件 排气阀一般安装在管线的隆起部分，使管线投产时或检修后通水时，管内空气可排出。平时用以排出从水中释放出的气体，以免空气积在管线中，减少过水断面和增加管线的水头损失。 泄水阀一般安装在管线的最低点。与排水管相连，用以排出管中的沉淀物和检修时放空水管中的存水。第二节 管网附件QB2系列双口排气阀CARX系列复合式排气阀 KP系列快速排（吸）气阀第二节 管网附件 二、消防栓 消防栓分地下式和地上式，地下式一般用于

8、气温较低的地方。每个消防栓的流量为10-15L/s。 第三节 管道的构筑物 一、地下井类 阀门井 消火栓井 水表井 放水井 二、给水管穿越障碍的构筑物 穿越临时铁路或一般性公路，或非主要路线且埋深较深时，可不设套管，但应尽量将铸铁管接口放在铁路两股道之间，并与青铅接头，钢管应有防腐措施 穿越重要铁路，管线需放置在钢筋混凝土套管内 穿越河川山谷：架设水管或倒虹吸管 三、水塔与水池 问题 止回阀一般用于什么情况？ 排气阀一般用于什么情况？第一篇 城市给水管网第六章 管段流量、管径及沿程阻力 第六章 管段流量、管径及沿程阻力 第一节 管网计算的目的 第二节 管网简化 第三节 沿线流量和节点流量 第四

9、节 管段的计算流量 第五节 管径的计算 第六节 管段阻力的计算第一节 管网计算的目的 一、设计阶段： 确定管径、沿程阻力、水泵扬程、水塔高度 二、校核： 消防工况；事故工况；对置水塔最大转输工况（当水塔进水流量最大时） 三、设计步骤： 沿线流量和节点流量计算； 管段计算流量； 确定管段管径及阻力； 管网水力计算或技术经济分析； 确定水塔高度和水泵扬程； 四、旧管网改扩建： 调研旧管网的节点流量、实际管径和阻力系数、水压，确定需要新铺管线或放大管线位置。 第二节 管网简化 保留主要的干管，略去次要的管线。 相互平行的可考虑合并； 只有一条管线相连的可考虑分为两个管网分别计算第三节 沿线流量和节点

10、流量 节点： 水源节点，如泵站、水塔等； 不同管径或不同材质的交接点； 两管段交点或集中向大用户供水的点 管段：两个节点间的管线称为管段； 管线：管段顺序连接成管线 环：起点和终点重合的管线 基环：不含其它环的环 沿线流量：供给管段两侧用户所需流量 节点流量：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。 比流量：管线单位长度/面积的流量第三节 沿线流量和节点流量 比流量 ：qs=(Q-Qi)/L (升/秒米) 式中：qs比流量(升/秒米)； Q管网供水的总流量(升/秒)； Qi管网供应集中流量的总和(升/秒)； L配水的干管有效长度（米） 第三节 沿线流量和节点流量 以单位面积计的比流

11、量：qA =(Q-Qi)/A (升/秒米2) 式中：qA按单位面积计算的比流量(升/秒米2)； A供水面积的总和(米2) 比流量数值是不同的，它的变化是与最高日用水量变化曲线相适应的，因此，比流量的数值在管网各种不同的计算情况下将是不同的；在城市给水管网供水区域内，当各区卫生设备的设置情况不同、人口密度不同时，比流量的数值也应当不同，最好按不同情况分别计算 第三节 沿线流量和节点流量 沿线流量某一管段的配水流量 ql=qsL (升/秒) 或ql=qAA (升/秒) 式中： ql 为某一管段的配水流量(升/秒)； L 为某和管段的供水长度(米)； A为某一管段的供水面积(米2)。 任一管段的流量

12、，由两部分组成，一部分是沿线流量，另一部分是通过该管段的转输流量，沿线流量顺水流方向逐渐减小，转输流量不变。第三节 沿线流量和节点流量沿线流量逐渐减少难以确定管径节点流量第三节 沿线流量和节点流量 沿线流量： ql 节点流量：qi= 0.5ql，任一节点的节点流量等于与该节点相连各管段的沿线流量总和的一半管网计算图中只有集中在节点的流量，包括沿线流量折算的节点流量和大用户流量。 转输流量： qt 第四节 管段流量的计算 管段流量:qij 管段计算流量包括该管段两侧的沿线流量和通过该管段输送到以后管段的转输流量。 节点流量的平衡条件：即流入任一节点的全部流量 之和等于流出这一节点的流量之和。 q

13、i+qij=0，一般假定离开节点的流量为正 树枝状管网的管段流量： 管段 7-5 q5,7=q7+Q7 管段 5-2 q2,5=q5+q6+q7+q8+Q6+Q7+Q8 管段 2-0 q0,2=q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8+Q3+Q4+Q6+Q7+Q8 第四节 管段流量的计算 环状管网的管段流量： 各管段的流量与以后各节点流量没有直接的联系，并且在一个节点上连接几条管段，因此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流量。因此，每一管段不是唯一的流量值。 应用节点流量平衡方程来对环状网进行流量分配第四节 管段流量的计算 环状网流量分配的原则：按照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。控制点是管网正常工作时和事故时必须保证所需水压的点，一般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，尽可能的均匀分配流量，并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件。1. 和干管线垂直的连接管，其作用主