管材和管網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)

1、第二節(jié) 調(diào)節(jié)容量的計(jì)算 一、根據(jù)供水量和用水量變化曲線計(jì)算供水時(shí)間段用水量%二泵站輸水量%一泵站輸水量%清水池調(diào)節(jié)容積水塔調(diào)節(jié)容積%無水塔時(shí)有水塔時(shí)(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累計(jì)100.00100.00100.0017.9812.56.55第一篇 城市給水管網(wǎng)第五章 給水管道材料及設(shè)備 第五章 給

3、水管道材料及設(shè)備 第一節(jié) 給水管道材料 第二節(jié) 管網(wǎng)附件 第三節(jié) 管網(wǎng)附屬構(gòu)筑物第一節(jié) 給水管道材料 基本要求： 強(qiáng)度高；水密性好；阻力小；壽命長(zhǎng)；抗侵蝕；造價(jià)低；施工簡(jiǎn)便 選材依據(jù)： 水壓；荷載；埋管條件；供應(yīng)情況等 一、金屬管材料 1.鑄鐵管 優(yōu)點(diǎn)：耐腐蝕，裝接方使，價(jià)格低廉 缺點(diǎn)：脆，抗沖擊、震動(dòng)能力差；重量較大 接口型式 ：承插式法蘭盤式 橡膠圈接頭 第一節(jié) 給水管道材料第一節(jié) 給水管道材料 一、金屬管材料 2.鋼管 焊接鋼管：直縫鋼管和螺旋卷焊鋼管 無縫鋼管： 優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、耐振動(dòng)、重量輕、長(zhǎng)度大、接頭少和加工接口方便 缺點(diǎn)：易生銹，不耐腐蝕 ，造價(jià)高 普通鋼管的工作壓力不超過1.0

4、兆帕；加強(qiáng)鋼管的工作壓力可達(dá)1.5兆帕；高壓管可用無縫鋼管 鋼管接口一般采用焊接或法蘭接口，小管徑可用絲扣或焊接。鍍鋅鋼管用絲扣接連第一節(jié) 給水管道材料 二、非金屬管 1.鋼筋混凝土管 一般用于低壓輸管線，接口型式采用套箍石棉水泥接口 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管：工作壓力可達(dá)6001200千帕 ；采用承插接口，材料為特制的像膠圈及自應(yīng)力水泥 2.玻璃鋼管 優(yōu)點(diǎn)：耐腐蝕，表面光滑，水力性能好，強(qiáng)度高，質(zhì)輕 缺點(diǎn)：造價(jià)高 第一節(jié) 給水管道材料 二、非金屬管 3.塑料管 優(yōu)點(diǎn)：表面光滑，耐腐蝕，不易結(jié)垢，水頭損失小，重量輕及加工接口方便 缺點(diǎn)：強(qiáng)度低，膨脹系數(shù)大，性質(zhì)較脆及老化 接口：用焊接、法蘭及粘接等方

5、法 種類：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 ：管徑一般不大于400覆土深度：金屬管不小于覆土深度：金屬管不小于0.7米，非金屬管不小于米，非金屬管不小于1-1.2米。米。第二節(jié) 管網(wǎng)附件 為了適應(yīng)管道的轉(zhuǎn)彎、改變管徑、分枝、直線接連等需要，以及維修等要求，就要裝設(shè)相應(yīng)的水管零件 塑料管件90 三通三通 90 彎頭彎頭 45 彎頭彎頭 異徑管異徑管 活接接頭活接接頭 法蘭接頭法蘭接頭 承接口承接口 管管 堵堵第二節(jié) 管網(wǎng)附件 一、閥門 閥門是調(diào)節(jié)控制水流及水壓的重要設(shè)備。 閥門的布置要數(shù)量少而且調(diào)度靈活。主要管線和次要管線交接處的閥門常設(shè)在次要管線上

6、。 閥門的口徑一般與水管的直徑相同，為了降低造價(jià)，也可安裝口徑為0.8倍水管直徑的閥門。 主干管和長(zhǎng)距離輸水管線上的閥門，應(yīng)限定開啟和閉合的時(shí)間，以免啟閉過快而出現(xiàn)水錘現(xiàn)象損壞管線。（俄羅斯最大的水電站的水錘事故）第二節(jié) 管網(wǎng)附件暗桿楔式地下閘閥(SZ45T-10) 型號(hào) 公稱壓力(MPa)試驗(yàn)壓力 工作溫度()適用介質(zhì) 強(qiáng)度（水）(MPa)密封（水）(MPa)SZ45T-101.01.51.1 120蒸汽、水暗桿楔式閘閥(Z45T-10) 第二節(jié) 管網(wǎng)附件蝸輪傳動(dòng)對(duì)夾蝶閥 對(duì)夾蝶閥 第二節(jié) 管網(wǎng)附件 止回閥是限制壓力管道中的水流朝一個(gè)方向流動(dòng)的閥門。閥門的閘板可繞軸旋轉(zhuǎn)。水流方向相反時(shí)，閘板

7、因自重和水壓左右自動(dòng)關(guān)閉。 止回閥一般安裝在水壓大于196kPa的泵站出水管上。防止因突然斷電或其他事故時(shí)水流倒流而損壞水泵設(shè)備。（鄭州爆管）第二節(jié) 管網(wǎng)附件微阻緩閉止回閥 第二節(jié) 管網(wǎng)附件 排氣閥一般安裝在管線的隆起部分，使管線投產(chǎn)時(shí)或檢修后通水時(shí)，管內(nèi)空氣可排出。平時(shí)用以排出從水中釋放出的氣體，以免空氣積在管線中，減少過水?dāng)嗝婧驮黾庸芫€的水頭損失。 泄水閥一般安裝在管線的最低點(diǎn)。與排水管相連，用以排出管中的沉淀物和檢修時(shí)放空水管中的存水。第二節(jié) 管網(wǎng)附件QB2系列雙口排氣閥CARX系列復(fù)合式排氣閥 KP系列快速排（吸）氣閥第二節(jié) 管網(wǎng)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、氣溫較低的地方。每個(gè)消防栓的流量為10-15L/s。 第三節(jié) 管道的構(gòu)筑物 一、地下井類 閥門井 消火栓井 水表井 放水井 二、給水管穿越障礙的構(gòu)筑物 穿越臨時(shí)鐵路或一般性公路，或非主要路線且埋深較深時(shí)，可不設(shè)套管，但應(yīng)盡量將鑄鐵管接口放在鐵路兩股道之間，并與青鉛接頭，鋼管應(yīng)有防腐措施 穿越重要鐵路，管線需放置在鋼筋混凝土套管內(nèi) 穿越河川山谷：架設(shè)水管或倒虹吸管 三、水塔與水池 問題 止回閥一般用于什么情況？ 排氣閥一般用于什么情況？第一篇 城市給水管網(wǎng)第六章 管段流量、管徑及沿程阻力 第六章 管段流量、管徑及沿程阻力 第一節(jié) 管網(wǎng)計(jì)算的目的 第二節(jié) 管網(wǎng)簡(jiǎn)化 第三節(jié) 沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量 第四

9、節(jié) 管段的計(jì)算流量 第五節(jié) 管徑的計(jì)算 第六節(jié) 管段阻力的計(jì)算第一節(jié) 管網(wǎng)計(jì)算的目的 一、設(shè)計(jì)階段： 確定管徑、沿程阻力、水泵揚(yáng)程、水塔高度 二、校核： 消防工況；事故工況；對(duì)置水塔最大轉(zhuǎn)輸工況（當(dāng)水塔進(jìn)水流量最大時(shí)） 三、設(shè)計(jì)步驟： 沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算； 管段計(jì)算流量； 確定管段管徑及阻力； 管網(wǎng)水力計(jì)算或技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析； 確定水塔高度和水泵揚(yáng)程； 四、舊管網(wǎng)改擴(kuò)建： 調(diào)研舊管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)流量、實(shí)際管徑和阻力系數(shù)、水壓，確定需要新鋪管線或放大管線位置。 第二節(jié) 管網(wǎng)簡(jiǎn)化 保留主要的干管，略去次要的管線。 相互平行的可考慮合并； 只有一條管線相連的可考慮分為兩個(gè)管網(wǎng)分別計(jì)算第三節(jié) 沿線流量和節(jié)點(diǎn)

10、流量 節(jié)點(diǎn)： 水源節(jié)點(diǎn)，如泵站、水塔等； 不同管徑或不同材質(zhì)的交接點(diǎn)； 兩管段交點(diǎn)或集中向大用戶供水的點(diǎn) 管段：兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的管線稱為管段； 管線：管段順序連接成管線 環(huán)：起點(diǎn)和終點(diǎn)重合的管線 基環(huán)：不含其它環(huán)的環(huán) 沿線流量：供給管段兩側(cè)用戶所需流量 節(jié)點(diǎn)流量：從沿線流量折算得出的并且假設(shè)是在節(jié)點(diǎn)集中流出的流量。 比流量：管線單位長(zhǎng)度/面積的流量第三節(jié) 沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量 比流量 ：qs=(Q-Qi)/L (升/秒米) 式中：qs比流量(升/秒米)； Q管網(wǎng)供水的總流量(升/秒)； Qi管網(wǎng)供應(yīng)集中流量的總和(升/秒)； L配水的干管有效長(zhǎng)度（米） 第三節(jié) 沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量 以單位面積計(jì)的比流

11、量：qA =(Q-Qi)/A (升/秒米2) 式中：qA按單位面積計(jì)算的比流量(升/秒米2)； A供水面積的總和(米2) 比流量數(shù)值是不同的，它的變化是與最高日用水量變化曲線相適應(yīng)的，因此，比流量的數(shù)值在管網(wǎng)各種不同的計(jì)算情況下將是不同的；在城市給水管網(wǎng)供水區(qū)域內(nèi)，當(dāng)各區(qū)衛(wèi)生設(shè)備的設(shè)置情況不同、人口密度不同時(shí)，比流量的數(shù)值也應(yīng)當(dāng)不同，最好按不同情況分別計(jì)算 第三節(jié) 沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量 沿線流量某一管段的配水流量 ql=qsL (升/秒) 或ql=qAA (升/秒) 式中： ql 為某一管段的配水流量(升/秒)； L 為某和管段的供水長(zhǎng)度(米)； A為某一管段的供水面積(米2)。 任一管段的流量

12、，由兩部分組成，一部分是沿線流量，另一部分是通過該管段的轉(zhuǎn)輸流量，沿線流量順?biāo)鞣较蛑饾u減小，轉(zhuǎn)輸流量不變。第三節(jié) 沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量沿線流量逐漸減少難以確定管徑節(jié)點(diǎn)流量第三節(jié) 沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量 沿線流量： ql 節(jié)點(diǎn)流量：qi= 0.5ql，任一節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量等于與該節(jié)點(diǎn)相連各管段的沿線流量總和的一半管網(wǎng)計(jì)算圖中只有集中在節(jié)點(diǎn)的流量，包括沿線流量折算的節(jié)點(diǎn)流量和大用戶流量。 轉(zhuǎn)輸流量： qt 第四節(jié) 管段流量的計(jì)算 管段流量:qij 管段計(jì)算流量包括該管段兩側(cè)的沿線流量和通過該管段輸送到以后管段的轉(zhuǎn)輸流量。 節(jié)點(diǎn)流量的平衡條件：即流入任一節(jié)點(diǎn)的全部流量 之和等于流出這一節(jié)點(diǎn)的流量之和。 q

13、i+qij=0，一般假定離開節(jié)點(diǎn)的流量為正 樹枝狀管網(wǎng)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 第四節(jié) 管段流量的計(jì)算 環(huán)狀管網(wǎng)的管段流量： 各管段的流量與以后各節(jié)點(diǎn)流量沒有直接的聯(lián)系，并且在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上連接幾條管段，因此任一節(jié)點(diǎn)的流量包括該節(jié)點(diǎn)流量和流向以及流離該節(jié)點(diǎn)的幾條管段流量。因此，每一管段不是唯一的流量值。 應(yīng)用節(jié)點(diǎn)流量平衡方程來對(duì)環(huán)狀網(wǎng)進(jìn)行流量分配第四節(jié) 管段流量的計(jì)算 環(huán)狀網(wǎng)流量分配的原則：按照管網(wǎng)的主要供水方向，初步擬定各管段的水流方向，并選定整個(gè)管網(wǎng)的控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)是管網(wǎng)正常工作時(shí)和事故時(shí)必須保證所需水壓的點(diǎn)，一般選在給水區(qū)內(nèi)離二級(jí)泵站最遠(yuǎn)或地形較高之處。為了可靠供水，從二級(jí)泵站到控制點(diǎn)之間選定幾條主要的平行干管線，盡可能的均勻分配流量，并且符合水流連續(xù)性即滿足節(jié)點(diǎn)流量平衡的條件。1. 和干管線垂直的連接管，其作用主