給水管網(wǎng)水力

第五章給水管網(wǎng)水力分析5.1給水管網(wǎng)水力分析方程管網(wǎng)水力計(jì)算的目的：確定各水源（水泵、水塔）的供水量，揚(yáng)程或高度，確定各管段設(shè)計(jì)流量、管徑以及全部節(jié)點(diǎn)的水壓。水力計(jì)算的基礎(chǔ)方程：節(jié)點(diǎn)流量方程和管段能量方程5.1.1節(jié)點(diǎn)流量方程（根據(jù)質(zhì)量守恒定律）含義：流入某一節(jié)點(diǎn)的流量等于流出該節(jié)點(diǎn)的流量。注意：1管段流量方向（指向節(jié)點(diǎn)為負(fù)，離開為正）2節(jié)點(diǎn)流量方向（流入為負(fù)，流出為正）節(jié)點(diǎn)流量連續(xù)性方程組的變換意義：將兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)流量連續(xù)性方程相加得到由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的大節(jié)點(diǎn)流量連續(xù)性方程。（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1][9][8][7][6][5][4][3][2]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4例1：環(huán)狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn)流量方程組線性變換求出包括節(jié)點(diǎn)（5）和（6）的大節(jié)點(diǎn)連續(xù)性方程。（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1][9][8][7][6][5][4][3][2]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4所有節(jié)點(diǎn)流量方程相加：例1：樹狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn)流量方程組（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1][7][6][5][4][3][2]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q4,h4節(jié)點(diǎn)魄流量報(bào)方程疏組經(jīng)塞過(guò)線伶形變娃化，趴可得稻到：可以純看出箱：樹狀狀網(wǎng)蔽中，竿各管撲段流扇量qi可以促用節(jié)臭點(diǎn)流忽量Qj表示烏出來(lái)蛋。5.蘋1.犬2管段揭能量辱方程（根沸據(jù)能挽量守浴恒定某律）管段療兩端儉節(jié)點(diǎn)圓水頭紀(jì)之差那等于泡該管買段的飽壓降繁：HFi–HTi=漠hii-沒1,享2,缸…,傷MHFi——管段i的上移端點(diǎn)瓶水頭液；HTi——管段i的下侮端點(diǎn)喪水頭槳；hi——管段i的壓捉降；M—雁—管段鳴模型懷中的坊管段傭總數(shù)鵝。注意絕：判斷限上下旨端點(diǎn)贊時(shí)按肯管段男設(shè)定醬的方順向，拖而非生實(shí)際雞流向富。M個(gè)管掏段，羨可以賣列出M個(gè)方談程。（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1樓][9紫][8伐][7雜][6壓][5遣][4詢][3撕][2塔]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4例3：環(huán)聚狀網(wǎng)賺節(jié)點(diǎn)盲能量剪方程爐組hi可以犬通過(guò)翠管段撐的水肆力特?cái)嘈员硌谑緃i=siqinhi=siqi|qi|n-眉1hi=siqi|qi|n-甘1-heii=評(píng)1,載2,界…Mhi——管段哈壓降房誠(chéng)，m；qi——管段啊流量貍，m/丙s;si——管段農(nóng)阻力停系數(shù)巴，應(yīng)士為管傳段上散管道坦、管躺件、慰閥門姨、泵虜站所葛以設(shè)蓄施阻垂力之碼和；hei——管段心揚(yáng)程靠，如把管段販上未敗設(shè)泵買站，偏則hei=0；n—醉—管段狠阻力槍指數(shù)度。管段繳流向帖和設(shè)勻定方周向一宰致，言為正季，即siqi|qi|n-量1=siqin管段草能量謊守恒圣方程余組的茫變換如果震一些老管段共首尾慚相連賤，形鄰成一悼條路綠徑，劇將這冬些管爛段的秩能量開守恒遮方程蓄相加島或相購(gòu)減，予到處匙路徑足能量管方程博。例：舍將管珍段[1徹]、[2語(yǔ)]、[3序]的能糠量方胖程相綁加，業(yè)再減頂去管違段[4奧]的能電量方毯程，箭可導(dǎo)百出從厚節(jié)點(diǎn)儉（7）到擁節(jié)點(diǎn)盞（8）之足間一絮條路毫徑的某能量獻(xiàn)方程嫁，即皂：H7-H8=h1+h2+h3-h4（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1砌][9萬(wàn)][8甜][7庸][6能][5冒][4舉][3逗][2朝]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4思考箭題：癢由節(jié)亂點(diǎn)能州量方緩程導(dǎo)舊出：1）由削節(jié)點(diǎn)叨（1）、扯（2）、需（3）、胡（6）、令（5）、腔（4）組什成的仰回路痰能量卡方程觀。2）由廁節(jié)點(diǎn)檔（1）、掘（2）、組（5）、府（4）組間成的哀環(huán)能濱量方談程。可以柴證明目，對(duì)術(shù)于任銜意環(huán)戀狀管址網(wǎng)，贏環(huán)能號(hào)量方洪程的塔一般勝形式繁為：5.親1.蠻3恒定對(duì)流基區(qū)本方粗程組水力爽分析閉的數(shù)參學(xué)含綱義就潤(rùn)是解穗恒定村流方害程組譯。水力肢分析貌的工杜程意焦義就生是已而知給衫水管格網(wǎng)部樣分水坑力學(xué)攀參數(shù)但，求晌其余鋸水力物參數(shù)指。5.灶2給水客管網(wǎng)江水力絕分析舍基礎(chǔ)5.英2.嶄1水力負(fù)分析公前提（1）必盯須已懇知各久管段個(gè)的水鴨力特樓性hi=siqinhi=siqi|qi|n-遞1hi=siqi|qi|n-荷1-heii=牌1,填2,席…M沿程桿水頭冠損失傘可以影寫成處：（2）節(jié)臣點(diǎn)流袖量與悶節(jié)點(diǎn)跪水頭雙必須運(yùn)一個(gè)急已知烘一個(gè)數(shù)未知已知冶節(jié)點(diǎn)搜水頭叮而未仁知節(jié)踩點(diǎn)流袋量的格節(jié)點(diǎn)喚稱為窮定壓吸節(jié)點(diǎn)層。已知傳節(jié)點(diǎn)尾流量妄而未杏知節(jié)照點(diǎn)水傲頭的俘節(jié)點(diǎn)擋成為記定流旦節(jié)點(diǎn)江。（3）必鉤須至艇少有態(tài)一個(gè)優(yōu)定壓磨節(jié)點(diǎn)管網(wǎng)洋中無(wú)閘定壓野節(jié)點(diǎn)與（R=稿0）時(shí)諷，恒急定流賤方程跌組無(wú)樸解。因?yàn)槟鬑j*為方到程組旋解，Hj*守+Δ專H仍為窄方程擱組的暖解，慢即方刻程組副無(wú)解擇。5.灶3單定喬壓節(jié)貿(mào)點(diǎn)樹擠狀管打網(wǎng)水透力分質(zhì)析比較卷簡(jiǎn)單脾，管告段流負(fù)量可影以由窩節(jié)點(diǎn)夏流量戒連續(xù)鉆性方愧程組媽直接瞇求出除，不嫌要求緩解非告線性匹的能棋量方弄程組清。水力諷分析功計(jì)算窗分兩紹步：1、用軌流量場(chǎng)連續(xù)懇性條且件計(jì)領(lǐng)算管花段流刑量，惠并計(jì)泄算出原管段嚷壓降租；2、根車據(jù)管蠅段能取量方金程和排管段鞭壓降湖，從暴定壓艇節(jié)點(diǎn)忘出發(fā)壩推求涌各節(jié)屯點(diǎn)水現(xiàn)頭。例5.銅1某城坡市樹用狀給斃水管冤網(wǎng)系賞統(tǒng)如議圖所憤示，稀節(jié)點(diǎn)概（1）處這為水扎廠清腸水池料，向枯整個(gè)道管網(wǎng)長(zhǎng)供水睬，管討段[1珠]上設(shè)堂有泵夢(mèng)站，岔其水鳴力特測(cè)性為竄：sp1=3睜11嗎.1兼(流量枝單位m3/s，水敏頭單進(jìn)位m)雙,he1=4繩2.上6,相n=捕1.摩85乖2。根粥據(jù)清全水池未高程扎設(shè)計(jì)亞，節(jié)病點(diǎn)（1）水面頭為H1=7牧.8判m，各躬節(jié)點(diǎn)椒流量換、各測(cè)管段早長(zhǎng)度揚(yáng)與直鵝徑如非圖所雀示，浙各節(jié)盟點(diǎn)地倆面標(biāo)乘高見僻表5.年1，試閱進(jìn)行定水力承分析瓦，計(jì)具算各貞管段謎流量拐與流閑速、證各節(jié)拾點(diǎn)水高頭與寒自由出水頭咱。節(jié)點(diǎn)編號(hào)(1)(2)(3)(4)(5）（6）（7）（8）（9）（10）地面標(biāo)高(m)9.811.511.815.217.413.312.813.712.515節(jié)點(diǎn)齊地面甲標(biāo)高單定閥壓節(jié)荷點(diǎn)樹州狀管桂網(wǎng)水易力分怪析在管午網(wǎng)水克力計(jì)全算時(shí)斃，根刊據(jù)求頸解的耐未知世數(shù)是鈴管段廈流量塌還是配節(jié)點(diǎn)饅水壓世，可慈以分胸為解環(huán)瞧方程補(bǔ)、解海節(jié)點(diǎn)取方程束和解水管段脈方程嘆三類蠅。5.倡4單定勁壓節(jié)抬點(diǎn)環(huán)可狀管乒網(wǎng)水達(dá)力分俗析5.態(tài)4.桃1恒定倒流方級(jí)程組鏟求解棚方法漿概述解環(huán)搬方程：針添對(duì)求落解單定泡壓節(jié)瓶點(diǎn)擱環(huán)旦狀管康網(wǎng)管段慰流量攝初分賄配：就惑是擬比定各濾管段欠流量奇初值窗，使葡它們自滿足柴流量速節(jié)點(diǎn)唐連續(xù)鵝性方笑程。環(huán)流晚量：就稻是沿股順時(shí)蘋針方僅向或臂逆時(shí)仰針方綠向給政管網(wǎng)獲中一議個(gè)環(huán)戒內(nèi)的模每條川管段囑施加竊一個(gè)伏相同罪的流憲量，岔不會(huì)治改變屠節(jié)點(diǎn)剝的流冤量平艇衡。1.解環(huán)升方程管網(wǎng)攜經(jīng)流鋒量分雅配后幸，各勤節(jié)點(diǎn)擾已滿恨足連糞續(xù)性衡方程揭，可豬是由產(chǎn)該流郊量求旁出的飲管段辨水頭恥損失貪，謹(jǐn)并不局同時(shí)仆滿足L個(gè)環(huán)惰的能南量方黃程，資為此內(nèi)必須榆多次量將各讓管段辛的流芒量反眉復(fù)調(diào)史整，勿直到喝滿足非能量畏方程笑，從瞇而得編出各秧管段養(yǎng)的流鈴量和義水頭市損失顫。原理者：在呀初步慎分配衛(wèi)流量朋的基輔礎(chǔ)上閘，逐襲步調(diào)肺整管圈段流顛量以曠滿足克能量朵方程樣。解環(huán)咸方程贏具體掛步驟途：①根給據(jù)連送續(xù)性均條件兵初步摸分配牛管段喚流量卸；②計(jì)坊算各斬管段緒的水橡頭損緊失；③以飲順時(shí)湊針方預(yù)向?yàn)殛?yáng)正，伏逆時(shí)刮針方恰向?yàn)榈蓉?fù)，廣計(jì)算先各環(huán)皺的水派頭損碼失閉論合差解；④計(jì)桃算各以管段東的Sijqij和每仙一環(huán)恢的ΣSijqij；⑤計(jì)皇算各窗環(huán)的暑校正服流量腸；⑥將測(cè)管段派流量術(shù)加上膛校正責(zé)流量耀重新列計(jì)算妹水頭層損失桂，直開到最登大閉牧合差禁小于軍允許載誤差超為止煤。2.解節(jié)慎點(diǎn)方強(qiáng)程在假奪定每商一節(jié)斑點(diǎn)水鐵壓的淺條件灰下，盆應(yīng)用畢連續(xù)腥性方視程以逆及管略段壓假降方虹程，夕通過(guò)心計(jì)算寄求出帆每一繳節(jié)點(diǎn)歌的水由壓。伶節(jié)點(diǎn)魔水壓孝已知禮后，淹即可成以從捆任一翻管段闖兩端洞節(jié)點(diǎn)賺的水貨壓差羨得出蘋該管陪段的稍水頭纏損失稀，進(jìn)澤一步櫻從流籌量和亡水頭艱損失獄之間姐的關(guān)倆系算發(fā)出管市段流爸量。原理僅：在爹初步創(chuàng)擬訂割壓力循的基怖礎(chǔ)上默，逐厘步調(diào)活整節(jié)豎點(diǎn)水舌壓以件滿足踐連續(xù)遲性方蘿程。節(jié)點(diǎn)渣方程忽組具慚體步初驟：①根越據(jù)泵釀?wù)竞涂芸刂脐?duì)點(diǎn)的撥水壓愁標(biāo)高航，假劃定各慚節(jié)點(diǎn)獻(xiàn)的初準(zhǔn)始水盈壓。②由hij=H蹲=Hi-Hj=s襪q2的關(guān)沿系式害求出鉆管段辛流量寄。③驗(yàn)證儀每一紅節(jié)點(diǎn)偽的管塵段流濱量是硬否滿仔足連鍛續(xù)性然方程諷，即菜進(jìn)入熊該節(jié)聞點(diǎn)的畜流量受代數(shù)馬和是被否等璃于零災(zāi)，如齒不等逼于零僚，則私按下肢式求賄出校湊正水拔壓值眠。④除了怪水壓尼已定頭的節(jié)潤(rùn)點(diǎn)外共，按非校正貌每一俊節(jié)點(diǎn)憤的水框壓，盟根據(jù)愈新的多水壓燦，重段復(fù)上著列步海驟計(jì)拳算，濱直到友所有啊節(jié)點(diǎn)裝的進(jìn)元出流座量代似數(shù)和麻達(dá)到誕預(yù)定攪的精壯確度堅(jiān)為止柔。3.解管鼠段方本程應(yīng)用倦連續(xù)碧性方阻程和橋能量規(guī)方程球，求帥得各母管段雨流量鼻和水倒頭損請(qǐng)失，章再根悅據(jù)已杏知節(jié)霧點(diǎn)水業(yè)壓求錫出其耐余各脂節(jié)點(diǎn)本水壓副。原理榨：直訴接聯(lián)嗽立求腹解J-良S個(gè)連緞續(xù)性纏方程不和L個(gè)能洞量方夢(mèng)程，鉤求出P＝L+搜J-之S個(gè)管扶段流母量。管段徑方程書具體凱步驟邪：①對(duì)宋能量花方程惑進(jìn)行怠線性吸化處墳理；②給版定流雕量初廟值并蕉計(jì)算墻線性肝系數(shù)才；③解逐線性卸方程需求出公管段土流量紙；④根聯(lián)據(jù)所依得流遲量計(jì)祖算線跨性系漁數(shù)并招重新宣求解槳管段稱流量板直到乓誤差遲符合喂要求厚。5.泰4.巾2解環(huán)蟲方程郵水力脫分析竊方法解環(huán)叔方程稈的基售本思暖想：先善進(jìn)行惹管段杠流量餓初分創(chuàng)配，擺使節(jié)浙點(diǎn)流逝量連濃續(xù)性赤條件機(jī)得到憤滿足下，然浮后，考在保勞持節(jié)辣點(diǎn)流擺量連漆續(xù)性勇不被啊破壞晴的前跪提下乞，通調(diào)過(guò)施棟加環(huán)目流量念，設(shè)犧法使豈各環(huán)御的能躺量方拳程得顏到滿施足。環(huán)方逢程組纖解法枝（管胸網(wǎng)平遠(yuǎn)差）悄哈乎代-克羅側(cè)斯法倡解環(huán)詠方程件組步信驟：①繪予制管料網(wǎng)平憲差計(jì)繞算圖究，標(biāo)蠢出各蔥計(jì)算壟管段漁的長(zhǎng)勇度和躺各節(jié)擦點(diǎn)的廈地面瞧標(biāo)高假。②計(jì)傷算比偷流量嗽、管方段流貸量和址節(jié)點(diǎn)禽總流語(yǔ)量。③根墓據(jù)城劍鎮(zhèn)供芹水情恐況，羨擬定敢環(huán)狀孤網(wǎng)各總管段杜的水?dāng)R流方條向，委按每耳一節(jié)歉點(diǎn)滿巷足Qi+qij=0的條與件，顯并考租慮供趣水可除靠性校要求踩分配臣流量改，得剪出分翻配的顫管段謝流量qij(1胸)。④根據(jù)調(diào)經(jīng)濟(jì)估流速帶或查宮界限餡流量躍表選匯用各丸管段緩的管篩徑。⑤計(jì)算疏各管慨段水孩頭損銷失hij。⑥假定躁各環(huán)銹內(nèi)水嫌流順購(gòu)時(shí)針費(fèi)方向漏管段注中的襯水頭苦損失蔑為正強(qiáng)，逆慘時(shí)針頓方向匆管段磨水頭仰損失樹為負(fù)猴，計(jì)束算該肌環(huán)內(nèi)滅各管痕段的案水頭垃損失球代數(shù)線和∑hij，如無(wú)∑hij≠0，其賊差值棉為第橋一次狡閉合曬差Δh(1丟)。如果Δh(1桑)>0，說(shuō)拖明順井時(shí)針兼方向明各管典段中塔初步叛分配絨的流宿量多吧了些燃，反科之，切如Δh(1震)<0，說(shuō)塑明逆抖時(shí)針籠方向增管段薄中的頑流量上多些弊。⑦計(jì)算堂各環(huán)路內(nèi)各祝管段風(fēng)的Sijqij其總羞和∑Sijqij，按央下式詳求出撐校正銜流量?jī)?。如閉秧合差遮為正狀，校馬正流售量為距負(fù)，裕反之拖則校古正流淘量為索正。⑧設(shè)圖鎖上的券校正蒼流量已符號(hào)姨以順時(shí)茄針為美正，扔逆時(shí)自針方鹿向?yàn)楦圬?fù)，凡濃流向江和校辮正流藥量方興向相須同的牢管段馳，加際上校有正流粉量，給否則親減去開校正榨流量叢。據(jù)尺此得槐第一利次校礦正的所管段僚流量式中擔(dān)，Δqs為本邀環(huán)的能校正袋流量麗；Δqn為臨鍋環(huán)的盛校正氣流量辦。⑨按此賽流量坐再行息計(jì)算般，如凝閉合籌差尚像未達(dá)廉到允螺許