环状网计较_图

发表时间:2019-07-17

  本节内容 ? 枝状网计较。。。。 ? 环状网计较 第二节 环状管网的水力计较 ? 一、环状管网水力计较的根本 – 1. 环状网几何特征 ??? P=J + L – 1 ? 此中:P—管段数 ??? J—节点数 ??? L—环数 3 △hⅡ △qⅡ Ⅱ 4 △hⅣ 5 Ⅳ △qⅣ – 2. 持续性方程 – 对肆意节点: ? 2 N Ⅰ △hⅠ △qⅠ 9 △hⅢ △qⅢ 8 Ⅲ ? q ? q ? i ? ij ? ? 0 1 ? ? 1 L – 3. 能量守恒方程 – 对任一闭合环: 6 7 ??h ? ? 0 l ?1 ij 第二节 环状管网的水力计较 ? 给水管网计较本色上是联立求解持续性方程(节 点)、能量方程(环)和管段压降(管段)方程, 根基道理是基于质量守恒和能量守恒。 ? 持续性方程:对于任一节点来说,流向该节点的 流量必需等于从该节点流出的流量,如管网有J个 节点,则: 第二节 环状管网的水力计较 ? 能量方程:管网每一环中各个管段的水头丧失之 和等于零。一般商定,对于水流顺时针标的目的的管 段,水头丧失为正,逆时针标的目的的为负。由此, 第二节 环状管网的水力计较 ? 压降方程:暗示管段流量和水头丧失的关系 ? hij qij ? ? ?s ? ij ? ? Hi ? H j ? ? ? ? ? ? ? s ? ij ? ? ? 1 n 1 n 第二节 环状管网的水力计较 ? 二、 环状网求解方式 – (1)正在初步分派流量后,调整管段流量以满脚能量方 程,得出各管段流量的环方程组解法。 – (2)使用持续性方程和压降方程解节点方程组,得出 各节点的水压。 – (3)使用持续性方程和能量方程解管段方程组,得出 各管段的流量。 第二节 环状管网的水力计较 ? 二、 环状网求解方式 – 1. 解环方程 ? 管网流量分派后,各节点已满脚持续性方程,可是由该流 量求出的管段水头丧失并分歧时满脚L个环的能量方程, 为此,必需多次将各管段的流量频频调整,曲到满脚能量 方程,从而得出各管段的流量和水头丧失。 ? 初步分派流量?能量方程? 管段流量 ??s q ? ? 0 n l ?1 ij ij L ? ?s ?q L l ?1 ij (m) ij ? ?ql ( m ?1) n ? ??0 第二节 环状管网的水力计较 ? 二、 环状网求解方式 – 2. 解环方程 ??s q ? ? 0 n l ?1 L L Ⅰ △qⅠ ( m ?1) n Ⅲ △qⅢ ij ij ? ?s ?q l ?1 ij (m) ij ? ?ql ? ??0 Ⅱ △qⅡ Ⅳ △qⅣ – 此中: qij —管段流量 ??? qij (m) —管段初始及校正过程中的流量 ??? sij—管段摩阻 ??? Δql(m+1) —对应于编号为l的环的校正流量 第二节 环状管网的水力计较 ? 三、环状网计较(管网平差) 平差步调(哈代-克罗斯): 1. 按照供水环境,拟定管网各管段水流标的目的; 2. 初步分派管段流量 3. 计较各管段的摩阻系数和水头丧失 4. 假定各环内水头丧失顺时针标的目的为正,逆时针为负,计较各环水 头丧失之和,差值为第一次闭合差 5. 如闭合差0,申明顺时针标的目的各管段初步流量分派多了,逆时针 标的目的分派的少了,则削减顺时针标的目的的流量,添加逆时针标的目的的 流量分派 6. 计较每环内各管段的Abs( ) 及其总和 计较各环的 校正流量。 第二节 环状管网的水力计较 ? 7、设校正流量合适顺时针标的目的为正,逆时针标的目的为负,凡是流向和校 正流量标的目的不异的管段,加上校正流量,不然减去校正流量,据此调 整各管段流量,得第一次校正的管段流量. ? 8. 按此流量进行计较,如闭合差尚未达到答应的精度,从第二步起按 每次调整后的流量频频计较,曲到每环的闭合差达到要求为止。手工 计较,每环的闭合差要求小于0.5m,大环的小于1m。 第二节 环状管网的水力计较 4 Ⅱ △hⅡ △qⅡ 2 △hⅢ= △hⅠ+ △hⅡ △hⅠ △qⅠ 3 Ⅰ Ⅲ 1 6 5 – 2. 简化法 ? 相邻环闭合差,对大环进行平差 ? 相邻两环闭合差别号,对闭合差数值大的环进行平差 16.0 760-150 1 I 12.0-4.98 9.83-3.50 2 II 31.6 850-250 39.60-3.88 39.80-3.88 3 20.0 4.0-0.36 6.17-0.78 4.0-0.36 1.36-0.01 △h1=0.66 △h2=0.34 59.6-1.54 59.8-1.54 25.6 410-2×400 水塔 109.9×2-1.16 400-150 400-150 23.6 700-250 4 III 31.6-2.11 36.17-2.70 5 IV 36.8 850-300 76.40-5.17 75.38-5.04 6 400-300 350-300 △h3=0.11 △h4=0.22 58.2-1.28 59.02-1.36 4.0-0.32 0.78-0.01 4.0-0.32 6.4-0.74 350-150 350-150 L(m)-DN(mm) Q(L/s)-h(m) 19.2 16.8 700-150 7 12.8-5.13 10.40-3.54 8 30.2 850-250 39.0-3.77 39.82-3.91 9 第二节 环状管网的水力计较 – 2. 解节点方程 ? 该方式假定每一节点水压的前提下,使用持续性 方程和管段压降方程,通过计较调整,求出每一 节点的水压。节点的水压已知后,即可从任一管 段两头节点的水压差得出该管段的水头丧失。进 一步从流量和水头丧失之间的关系算出管段流量。 第二节 环状管网的水力计较 ? 2. 解节点方程 假定节点压力(满脚能量方程)? 持续性方程和管段压降方程 1 ? ? N ? H ? H ?n ? ? i j q ? ?0 ? ? ? i ? ? ? ? sij ? ? 1 ? ? ? ? ? hij qij ? ? ?s ? ij ? ? Hi ? H j ? ? ? ? ? ? ? s ? ij ? ? ? 1 n 1 n 节点压力已知? 管段压差已知? 管段水头丧失已知? 流量取 水头丧失的关系? 管段流量?能否满脚持续性方程??水压 校正 ? hij qij ? ? ?s ? ij ? ? Hi ? H j ? ? ? ? ? ? ? s ? ij ? ? ? 1 n 1 n 第二节 环状管网的水力计较 ? 2. 解节点方程步调 (哈代-克罗斯迭代法) 1. 按照泵坐和节制点的水压标高,假定各节点的初始水压, 所假定的水压越合适现实环境,则计较时越快。 ? hij 2. 由 qij ? ? ?s ? ij ? ? Hi ? H j ? ? ? ? ? ? ? s ? ij ? ? ? 1 n 1 n 求得管段流量; 3. 假定流向节点的流量和水头丧失为负,分开节点的流量和 水头丧失为正,验算每一节点的管段流量能否满脚持续性 方程,如不为零,求出校正水压; 4. 除了水压已定的节点外,用校正水压批改节点水压,反复 上述步调,曲到所有节点的进出流量代数和达到预定的精 度为止。 第二节 环状管网的水力计较 ? 二、 环状网求解方式 – 3. 解管段方程 – 此中: qi—节点流量 ??? qij—管段流量 ??? sij—管段摩阻 ? ??使用持续性方程和能量方程,求得各管段流量和水头损 失,再按照已知节点水压求出其余各节点水压。 n s q ? 0 ? ? h ? s q ? ij ij ij n l ?1 ij ij L 第二节 环状管网的水力计较 ? 管段方程法:对于大管网,较难计较 ? 节点方程法:合用于计较机求解,迭代,用于大 管网。 ? 环方程法:合用于方程求解,小管网。 第二节 环状管网的水力计较 ? 三、环状网计较(管网平差) – 3. 多水源管网计较 ? (1)虚环 ? ??将水源取虚节点毗连,构成虚管段,最终构成虚环,把多水源 为单一水源。虚环数等于水源数减一。虚管段无阻力。 ? (2)对置水塔最高用水时 ??? 虚节点流量均衡:Qp+Qt=∑Q ??? 虚环能量守恒: Hp-∑hp+?∑??ht-Ht=0 ? 式中:Qp—泵坐供水量(可看做从虚节点流向泵坐的水量); ??? Qt —水塔供水量(可看做从虚节点流向水塔的水量) ??? Hp —最高用水时泵坐水压; ??? ∑hp —从泵坐到供水分界线上节制点的任一管线的总阻力; ??? ∑ht —从水塔到供水分界线上节制点的任一管线的总阻力; ??? Ht —水塔的水位标高; 第二节 环状管网的水力计较 ? 三、环状网计较(管网平差) – 3. 多水源管网计较 ? (1)虚环 ? ??将水源取虚节点毗连,构成虚管段,最终构成虚环,把多水源 为单一水源。虚环数等于水源数减一。虚管段无阻力。 ? (2)对置水塔最高用水时 ??? 虚节点流量均衡:Qp+Qt=∑Q ??? 虚环能量守恒: Hp-∑hp+?∑??ht-Ht=0 ? 式中:Qp—泵坐供水量(可看做从虚节点流向泵坐的水量); ??? Qt —水塔供水量(可看做从虚节点流向水塔的水量) ??? Hp —最高用水时泵坐水压; ??? ∑hp —从泵坐到供水分界线上节制点的任一管线的总阻力; ??? ∑ht —从水塔到供水分界线上节制点的任一管线的总阻力; ??? Ht —水塔的水位标高; 第二节 环状管网的水力计较 ? 三、环状网计较(管网平差) – 3. 多水源管网计较 ? (3)对置水塔最大转输时 ??? 虚节点流量均衡:Qp’-Qt’=∑Q’ ??? 虚环能量守恒: Hp’-∑hp’-Ht’=0 ? 式中:Qp’—最大转输时泵坐供水量; ??? Qt’—最大转输时进入水塔的流量(最大转输流量); ??? Hp’—最大转输时泵坐水压; ??? ∑hp’?—??最大转输时从泵坐到水塔的总阻力; ??? Ht’?—??最大转输时水塔的水位标高 ? (4)多水源管网水力计较应满脚的前提 ??? 1)节点满脚持续性方程; ??? 2)闭合环满脚能量守恒方程; ??? 3)各水源供水至供水分界线处水压不异。 第二节 环状管网的水力计较 ? 三、环状网计较(管网平差) – 4. 水泵特征方程 H p ? Hb ? sQ2 H1 ? H b ? sQ12 H 2 ? Hb ? sQ2 H1 ? H 2 s? 2 Q2 ? Q12 2 Hb H1 H2 – 式中:Hp— 水泵扬程; Q Q ??? Hb— 水泵流量为零时的扬程; 离心泵特征曲线示企图 ??? S— 水泵摩阻 1 2 Q 第二节 环状管网的水力计较 ? 三、环状网计较(管网平差) – 5. 管网的核算前提 ? (1)消防时的流量和水压要求 以最高时用水量确定的管径为根本,然后按最高用水时另添加消防时的流量 进行流量分派,求出消防时的管段流量和水头丧失; ? (2)最大转输时的流量和水压要求 设置水塔的管网,正在最高用水时,由泵坐和水塔同时向管网供水,但正在一天内 抽水量大于用水量的一段时间里,多余的水颠末管网送入水塔储存,这种管网 还需用最大转输时流量来核算。 最大转输时节点流量=最大转输时用水量*最高用水时该节点流量 / 最高用水量 ? (3)最晦气管段发生毛病时的变乱用水量和水压要求 管网损坏时,答应正在检修时段内供水量削减,变乱时的流量按照设想水量的70% 计较。 课后功课 ? 教材《给水工程》严煦世从编,55页,将节点1和 节点9的节点水量交换,可选管径为 DN150,200,250,300,水力坡度采用舍维列夫公式, 从头进行水力平差计较,每环闭合差要求小于 0.5m,大环闭合差小于1.0m。

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