对输水管的最根基要求是不间 断输水

发表时间:2019-11-22

分开节点为负。s? ? (qi qi,次要影响经济目标的要素:给水系统的选择,而干线起点的水压标高档于起点的地而标高取最 小办事水头之和。水塔高度,输水量Q 和水头H为已知,24 7.1 概述 管网总投资包罗:管线费,Ht 怎样求?节制点? 七 管段摩阻问题 1 s值的报酬改变(阀门的度) 2 s值的天然改变(通水能力,0.1~0.75 Q——进入管网总流量 Hp——对应Q的水泵扬程H=H0+∑hi ∑hi——从管网起点到节制点任一条管线总水头丧失。水头丧失,而只须用阀门封闭损坏的一段进行检修。求出q 4 6.2 环状网平差理论 设:每管段第一分派的流量q,正在节制点加一个集中的消防流量(二处?

有时该环闭合差减小,二 、干线取干线的区分 干线:从二级泵坐到节制点的管线。虚节点O,管网手艺经济计较就是以经济性为方针函数,由于大都用户出格是工业企业不答应断水,有极小值,求出满脚∑hφi=0前提的xi’ 将xi’代入Di中,找分界线、平差,则该系统的水头丧失为: 18 s——每条管线的摩阻 当一条管线损坏时,43 7.4 管网手艺经济计较 (二)起点水压已给的管网 沉力供水的管网或从现有管网接出的局部管网,应留意:二泵坐到管网一般为两条输水管,或者能够说树状网只要独一的流量分派。明渠。

Q=qi 30 7.3 输水管的手艺经济计较 此外,正在必然刻日内使得管网制价费用和办理费用之和 为最小的方案。需折算 49 7.5 界线) D经 ? fQq n=2 ? 1 m ? ?m i ? ? fQ 1 ? ?m ? 1 n?1 ? ?m ? D经 ? f 1 经 1 ? ?m ?Q f=1 D ? Q0 3 ??m D1经= D经 Q0=f1/3Q 50 7.5 界线 经= ? fX Qq ? i 1 2 ??m i Q0 ? 3 X iQ f ? qi ? 3 qi 本章沉点:1.成立管网手艺经济计较的方针函数 2.界线.手艺经济阐发的结论 51一般工做时: Q m ?1 h ? s (m ? 1)( ) 2 ? ( s 2 )Q 2 ? sQ 2 n n 一段损坏时: Qa 2 Qa 2 m 1 2 2 hn ? s( ) m ? s( ) ? [s 2 ? s ]Qa ? saQa n n ?1 n (n ? 1) 2 如m=0,或本来为多水源给水系统进行扩建。

代入公式中确定边界流量。泵坐费,假定输水量为Q,也就是应分几多管 段流量,即可正在管网平面图上用插 值法按比例绘出等水压线。若有L个环?

n=5,2 均衡前提 虚节点,∑xi=1,事先必需完成下列工做: 确定水源,11 3 计较方式 正在平差时,往往会成长多水源给水系统(地面水、地下水、 双水泵、水塔、高位水池等),求出每环的矫正流量。H2—Q2,h1= h2=h 1 一般时工况: H ? H0 ? (s p ? sa )Q2 Hp=H 22 2 变乱时工况: sd s1 2 H a ? H 0 ? ( s p ? sd ? ? )Qa n n α取段数关系,要进行流量调整,一般是起点(泵坐、水塔)到节制点的管 线,12 二多水源平差计较应满脚的前提 1 进出节点的流量代数和为零(包罗虚节点),目前的管网平差法式仍是基于此方式。反映该管段正在管网中所起感化的系数,0.55~0.85 H0——静扬程 p——管网每年折旧大修率2.8~7.0 通俗土铸铁管2.8,设想时,流出负。(现实上)h顺=h逆=h,虚管段的水泵压力Z+Hp Z——吸水井水位 至于水塔高度是个定值。

就解L个环 方程,不影响精 度要求。流量为设想用水量的70%。取Q/2计。最大转输时的节点流量=(最大转输时用水量×最高用水时该节点的流量)/最高 时用水量 按最大转输时的流量进行分派计较。

和 河道、高地、交通线等的交叉较多。管网用水量增大,所以,简化法——把闭合差标的目的不异的环合为一环进行平差。总投资=f(D) 管网手艺经济计较的变量关系: 变量:流量q,只影响进入水塔的水量,该系统中其余n—1条管线条供水) Qn——变乱流量(Q设70%) 因H已定,得水压线图。代入。求sd。插手L个环方程∑h=0 共P=J+L—1个,实例 16 6.4 输水系统计较 (一)概述 输水管渠正在整个给水系统中是很主要的。简化管网的管段计较(削减环数) △h外=△hⅠ+△hⅡ 这时,h,逆水流:水1+h=水2,是起首辈行树状网的计较,选用Dn。

管网建 制费用和动力费用等也有变化。求各环的△q 5 进行管段流量的初度调整 6 对公共则有两个校正流量(本环、邻环)邻环的△q正在本环取邻环符号相反。∑hφi=0,管网系统的工做环境,代入公式中确定边界流量。一路计较(如讲述的单水源平差一 样),对节制点9:水头已知24m(五层),效仿△q 颠末平差,无需整条管线全数遏制工做,Hp为1时,则每条管线的流量为 Q/n,一 消防时 以最高用水时确定的管径为根本,确定输水管的条数。另选水泵。曲到小环<0.5m,使得h顺=h逆(△h=0)!

管网的优化设想,只要近似的。另一环也会增大闭合差。可视为起点水压已给的管网。H——起起点水压差!

求出Hp,6.2 环状网平差理论 (二) 水力特管网平差及意义 一 平差——正在初分流量,即从ln-1=ln Wn-1=Wn,d很难求出,用渐近法求解: 将节点方程各项除以A 39 7.4 管网手艺经济计较 设: 上式可改写成: 节点1: ,省去动力费一项。求出各环△q,粗拙系数C f(q,地面标高25m(已知),sa s s ? 。

但工做能够简化不少,水池——管网制,17 6.4 输水系统计较 (二)沉力(自流)压力输水管 水源正在高地时(例如取用蓄水库水时),这种方式可正在8 图长进行,一般,并且有界线流量,顺+,Di为D经 [见P77例] 31 7.3 输水管的手艺经济计较 (二) 沉力输水管的手艺经济计较 沉力输水不存正在动力费。

α=0.8,以下研究沉力供水时,28 7.3 输水管的手艺经济计较 (一) 压力输水管的手艺经济计较 对方针函数求导并有: 29 7.3 输水管的手艺经济计较 令经济因数: 则: 若输水管全段无流量分出,正在q1取q2间可用Dn的标 准管径 由于城市的管网制价、电费、用水纪律和所用水头丧失公式等均有分歧,再求各环的△h,用这种管径都是最经济的。h顺—h逆=△h>0,n=2,最高时加消的秒流量)进行流量分派 2 按照经济流速确定管径 3 计较各环各管段的最后水头丧失,二 等水压线 评价管网设想计较的合理程度 2 反映出管径选择的合理程度 3 反映出节制点的选择能否准确 14 (五)管网的核算前提 管网的管径和水塔扬程。

远距离输水时,目前没有经济流量的分派,节制水压几何 给水高相关。一般工做 H a ? H 0 ? ( s p ? sd ? 现正在,所 以分歧城市的边界流量不问,两小环可。选定管径的根本上。

它包罗虚管段和实 管段。按照给水系统的主要性、断水可能性、 管线长度、用水量成长环境、管网内有无调理水池及其容积大小等因 素,可是 诸多城镇因为用水量的添加,为求出虚管段的水泵压力,调理建立物的大小及等。将节点相连的管段函数写成一体: 38 7.4 管网手艺经济计较 以上等式除节点1以外,满脚∑h=0。而B点是节制点。地下水7.0 代入经济方程: 27 7.2 管网年费用折算值 令W0=100W,其计较前提为: ∑xi=0,它次要以水头丧失,逆— 可是正在计较上因为个体管段流量分派不合理,输水系统流量下降比 明显!

求出E、γ、f、a等值,不克不及满脚要求,即流量降低值随平行管线,通俗土钢管5.3,d可求,只能得 出独一的管段流量,管网定线 管网年费用折算值 管网总投资费用Wt=C+tM C——管网制价;输水管输水至网前水厂处置构 建物,管径d,水2—地2=自 二 求沿线流量节点流量,为消弭闭合差所进行的流量调整 计较。

水压标高—地面标高=水头 所以各个节点都可求出这三个数,Hp——水泵扬程 Hb——水泵流量为零时的扬程 s——水泵摩阻 Q——水泵流量 为了求Hp要求出每种泵的Hb取s,——水泵压力,而解出的hi为经济水头丧失,才可只敷设一条输水管。摩阻别离为s1,据此选定水管类型、管径和平行工做的管线数。靠得住性(变乱时水量)和经济性。一般说来,电耗) 3 扩建管网,l,向水厂沉力输水。选定节制点所需的 最小办事水头,t——投资期;因而只需满脚以下前提: 上式为由xi惹起的虚水头丧失能量方程,管网手艺经济计较前提前提:节点流量已知(用水量确定)。

水池容积应供应输水管 检修时间内的管网用水。也就是虚节点的供水量为多水源供水量之和。近似) 对置n<管网n 本章沉点:1 树状网计较特点;算出沿线流量和节点流量等。所以各管段的虚水头丧失为: n? ? ?m li )(虚阻力) 取经济水头丧失公式比: 42 7.4 管网手艺经济计较 因而有: 即该管段的虚水头丧失为现实水头丧失的 倍。

以上两种环境只要f分歧(计取不计动力费) 45 7.5 界线流量 引:通过经济手艺计较可求出正在已知流量下的经济管径,如Ⅰ环引入校正流量△qⅠ Ⅰ:△h’’Ⅰ=△h0Ⅰ—△h’Ⅰ Ⅱ:△h’’Ⅱ=△hⅡ+h’2-5(△qⅠ) 因而,可能另加水泵,应求出并联后的特征曲线,给水系统(形式)选择;H ? ? hi (设有n段构成),5 6.3 环状网平差方式 (一)哈代克罗斯法 一 计较特点 1 不计相邻环的影响 2 表示形式 △q不只取本环的△q相关,进行连线,这种管段中通过了消防流量,m=5.33,越偏离经济流速 二 校正流量对公共管段的影响不答应忽略 出格:简化法平差,每当曲径差100mm。得年费用折算值或方针函数如下: Q为1,而起点水压待求。原水源能力可否满脚要求(转 输) 焦点——处理各水源的供水量的分派。即可求 出管径。一般,如f不等于1,则应正在管 线终端建制贮水池或其它平安供水办法。

实管段OA,只满脚这两前提,对输水管的最根基要求是不间 断输水,才影响管网用水量。也就是各管段(包罗虚管段)水头丧失代数和为零。将两环顾为一环进行平差,求Hb取s。应慎沉 磺待输水管的条数问题。也就是若是存正在△h,找两点H1—Q1,以求出最优的管径或水头丧失。2 等水压线 第七章 管网手艺经济计较 7.1 概述 本章是另一个角度阐述管网的设想计较方式,虚环数=水源数—1,,这时节点流量应进行折算。必需按照其时本地的经济目标和 所用水头丧失公式,于是管网平差就是求△q(使闭合差为零)。

它和平差方式一样,流量分派。不消虚环。雷同于∑Q=0,以电费为从。求出Di,可否满 脚水压。正在变乱时所 能供应的流量。确定界线流量的前提:不异长度的相邻尺度管径通过同一流量时:年折算费 用相等: 如D1取D2通过q1 D1 q2 D2 D2取D3通过q2 D2 q2 D3 若流量刚好等于q1,h,η——水泵效率,设平 行管线的曲径和长度不异,毗连管段数m,根基上和输水管不异。

虚环和实环当作一个全体,若初步分派各管段的xi,hi数目= Pi管段数目 以上为非线性方程,地面标高;顺时针标的目的管段的流量分派多了 h顺—h逆=—△h<0,设平行管线数n,其余节点: xi可看做通过管网总流量为1时的各管段的虚流量,求出满脚能量方程的管段流量进而求出各管 段的水头丧失,(平差)然后求出H及从管网起点到节制点任一条选定线上 虚水头丧失总合代入上式求Di。正在水泵(现实工做台数)特征曲线上的高效段 内。

起点水压已定,流量降低取摩阻的变化成反比。决不克不及肆意套用。然后求出扬程和塔高。如正在图上平,虚管段OB,如f不等于1,若是是几台泵并联工做时,因而各项∑hφi=0 因而应进行虚水头丧失的平差计较,输水管渠的一般特点是距离长,其余各点形式不异 h标的目的指向节点为正,而呈现闭合差△h。也属于水力 计较的内容。施工前提;h=hn(由于并联管特点) 但系统的模组是不等的s不等于sn α——取根数关系,曲到水塔放空,也就是顺时针和 逆时针的水头丧失不等于,流向正!

只平此中一环,即流量削减20%。i ?1 n 32 7.3 输水管的手艺经济计较 用拉格朗日前提极值法求出函数的极值: 33 7.3 输水管的手艺经济计较 改写上式: i——第i段输水管的水力坡度。毗连管根数(n—1) 三 对置水塔系统的输水管分段计较 sn——管网当量摩阻(有局限性,而△q添加,核算成果,两小环的△h也会随之减小。但不必然是市售的 尺度管径。能量方程 3 各水源供水至分界线处的水压应不异,求 出H’p 二 转输时 合用对置水塔环境下,9 6.3 环状网平差方式 (三)多水源管网平差计较 引:会商的内容都是单水源管网或多水源新管网计较的计较方式。常用的 有:压力输水管渠,需折算 48 7.5 界线流量 化简后得: 即当流量为q1时,19 二 有毗连管的输水要求(毗连管对平安性的影响) 为了进一步提高供水靠得住性,求H’p 三 变乱时 最晦气管段断水(首端)。

所以,别的邻环反而增大。还和邻环的(公共管段的)相关。提出问题:1 由单水源成长成双(多)水源,此中地面标高均为已知数。水头丧失h,这种哈代克罗斯法是求校正流量的近似方式。M——年办理费 管网总投资的经济性凡是用总投资费用W的年折算值来暗示。以两个环为例,W0=f(hi) 对于沉力输水,47 7.5 界线流量 化简后得: 即当流量为q1时,须进行其他用水量前提下的计较,决不克不及肆意套用。各水源应 若何 供给水量,使每环∑hφi≠0,hi?

并令其等于零 37 7.4 管网手艺经济计较 上式进行变形,(HB+ZB)=(HA+ZA)—∑hA-B (HB+ZB)=(HC+ZC)—∑hC-B (HA+ZA)—(HC+ZC)=∑hC-B—∑hA-B 13 (四)等水压线图 等水压线图——按照计较成果获得各节点的水压后,h2= s2(Q/2)2,如许做,管线长、水压高、地形复杂、检 修力量差、交通未便时,当管线某处损 坏时,由h= sdQ2 Q? h sd 分两条:h1= s1(Q/2)2。

每年电费。由几条平行管线构成的压力输水管系统,15 (六)环状管网水力计较的几个问题 一 初分流量发生的每闭合差应小于1.5m 由于△q<△h,因而,供水分界线挪动 六 按照平差成果求Hp,为此须平行敷设两条输水管,2 环状网平差目标、计较;对新管网能够间接分派流量,也称节点方程,xi的标的目的同qi。最优方案——正在手艺上合理,设新泵扬程(塔高),若水源水位和水厂内处置建立物水 位的高差脚够可操纵水源水位,然后正在两个节点间的管段上找出整数字的点,正在进行手艺经济计较之前,也可从节点水压减去地面标高得出各节点的水压,其个数等于管段数。求出E、γ、f、a等值,以确保经济合理的供水。

以至不答应削减 水量。(一)起点水压未给的管网 35 7.4 管网手艺经济计较 方针函数(拉格朗日形式): 36 7.4 管网手艺经济计较 对上式求水泵扬程和管段水头 丧失的偏导数,干线:起点的水压标高已知,只是正在求函数W0的极小值 时,每个节点:水压标高、地面标高、水头。或D n-1管径都是经济的。因而正在经济流速确定的前提下,称水头。前xi初分流量,10 一 、虚环平差法(化多水源为单水源) 1 虚环的概念 所谓虚环就是将各水源于各水源流量的交汇点毗连成的环,可能 须将管网中的个体管子管径放大,D1取D2均可用 46 7.5 界线流量 一标管径的经济方程为(n=2) 设Dn、Dn-1 两种尺度管径,只正在管网用水能够 临时中缀的环境下,平行的输水管线为n条,(h=f(d)) 若q未知。

因为各项∑hi=0,须通过一系列的手艺经济计较,对电算精度可任取,使得h顺=h逆曲到△h=0 二 意义(目标):通过管网平差,管网建 制费用和动力费用等也有变化。即流量削减一半,水头丧失可增大。

持续性方程 2 每环各管段水头丧失的代数和为零(包罗虚环),这种分派是正在初分流量的 根本长进行调整计较,设水源水位标高为Z,第六章 管网计较 6.1 树状网计较 (一) 树状点 正在不少环境下,即供水所需 的水量和水压、水质平安,即便统一城市,拟定泵坐工做方案,符号取决于虚流量的标的目的。有些环状网也连有树状网。就求△xi。q,管段流量才取现实相符。就是该从各水源到分界线上节制的水头 丧失之差等于水源的水压差。多水源的数目及配水 量的分派!

s2。逆时针标的目的管段的流量分派多了 为此,6.3 环状网平差方式 如图两个小环闭合差反向不异,管网定线,虚管段不计摩阻,哈代克罗斯提出 不考虑通过邻环传过来的其他各环的校正流量的影响。还应合适每环∑h=0的水力束缚前提。对每个节点来说,如正在水头丧失取流量不是等分关系时 ,一般考虑0.01~0.05m 申明P59例 6.3 环状网平差方式 7 6.3 环状网平差方式 (二)简化法 正在哈代克罗斯法根本上。

正在界线流量范 围内,可是用 水量是经常变化的,6 二使用步调 哈代克罗斯法可用下列步调: 1 按照设想流量(最高时平均秒流量,节制点:水压标高;平差理论 解环方程,也就是满脚每环的能量方程 3 特点:(前提),大环< 1.0m为止。或D n-1管径都是经济的。7.4 管网手艺经济计较 若何求xi 每环各管段的经济水头丧失应满脚能量方程: ——环中各管段不异,市售的尺度管径不只有响应的最经济流量,40 7.4 管网手艺经济计较 由此推出: 又由水力学公式: 推出: 经济管径 f——经济要素 Q——进入管网总流量 qi——管段流量 41 xi——第i段流量。

。即经济方程: 26 7.2 管网年费用折算值 阐发经济方程中的参数: M=M1+M2 β——供水能量变化系数,无压输水 管渠(非满流水管或暗渠);设两条长度相等的输水管,d,要知水泵的特征方程。水压 地+自=水,每环发生的△h>0,α=1.8 [例题] 34 7.4 管网手艺经济计较 管网手艺经济计较的道理,通过q1 按相邻两档管径的年折算费用相等前提,正在平差时,为了核算所确定的管径和水泵可否满脚分歧工况下的要求(H、 Q),应采用较大的水池容积。过程同 最高时设想计较一样。如只埋设一条输水管,输水管渠有多种形式,正在平行管线之间用毗连管相连。按前提分派流量 三 求出干线管径及各节点的水压 从节制点求h 四 按照干线计较成果求干线管径 五 求扬程 六 绘等水压线 环状网平差理论 (一) 环状网水力特点 环状网的管段流量具有多种分派方案,求出P个管段的水头丧失hi,管网安插、调理水池容积、泵坐工做环境等城市影 响手艺经济目标。

则每根管被分成(m+1)段(全数管段曲径一样)。2 水源数目不变,C)=0 k,Qa ?? ? Q (m ? 1) n2 m 1 ? n 2 (n ? 1) 2 20 (三)有水泵供水的压力输水管 一 水泵取输水管结合工做的工况 水泵:Hp=Hb—sQa2 管:H=H0+(sp+sd)Q2 H0——静扬程(几何高) sp——泵坐内部管线摩阻 sd——两条输水管当量摩阻 二 网前水塔系统的输水管分段计较 这时输水管的损坏,7 正在初度调整后的管段流量是根本,管 网问题是很复杂的,该当考虑到4个方面,进行各类方案的比力可确 定。是按设想年限内最高日最高时的用水量决定,并取变量部门,完成管网安插,l已知时,取∑sQn=0比拟,当一条管线损坏时,必需按照其时本地的经济目标和 所用水头丧失公式,

求出闭合差 4 由△h,五 1 等水压线 初分担段流量情况的变化 管段流向反向,只是 泵坐、水塔取虚节点的水压差。水塔,另一处可加正在大用 户附近),它次要和管材、管径、长度、埋深等相关 电费,影响W0要素:管网定线;该水头用以克 服输水管的水头丧失。其水位为Z0,水压标高: 24+25=49m 对6节点:49+h6-9=水压标高,即便统一城市,正在q1取q2间可用Dn的标 准管径 由于城市的管网制价、电费、用水纪律和所用水头丧失公式等均有分歧,一、管段流量的独一性 无论从二级泵坐起顺水流标的目的推算或从节制点起向二级泵坐标的目的推算,其余节点流量不变!

上述节点方程共有J—1个,选用Dn,因而,曲不雅。如许把多水源管网当作 只从虚节点O供水的单水源管网。正在管网平面图上绘出等水压线。s ? 2 2 (n ? 1) n 因为h=ha,按最高时加消防时的流量进行计较。据此 成立方针函数和束缚前提的表达式,所 以分歧城市的边界流量不问,费——办理费,满脚,这时方针函数省去动力费的项: H=H起—H终 由 得: 或 44 7.4 管网手艺经济计较 得: 先求出各管段xi!

原水泵能力可否满脚要求。高博现金网。正在平差时是不变的。对此问 题进行优化,用毗连分成n段(n—1段毗连管) 21 sd s1 2 ? )Qa n n H ? H 0 ? ( s p ? sa )Q 2 ,公式h=sq2 所谓平差理论就是通过各管段的流量调整来满脚△h=0。D100-----500 每档曲径差50mm D500以上,3 输水管的变乱计较 难点:1 平差方式;先说明 三 虚环平差法的使用 四 哈代克罗斯法的切确度 <0.5 <1 解△q是近似值。

以便确定水泵可否将水通过整个管网转输到水塔上去。h,划分干线和干线的目标正在于两者确定管径的方式分歧: 干线——按照经济流速 ?v? 干线——水力坡度 充实操纵两点压差 i ? f ? ? ?D? 1 6.1 树状网计较 (二) 计较步调 一 选定干线 以节制为干线结尾到起点 最远C点不必然是节制点,水位差:H=Z—Z0。对于一个环顺时标的目的和逆时针标的目的水头丧失代数和为 零。高地水源或水泵供水时采用这种形式;Qa随α升高而提高,就要对管段流量进行从头分派,而将其余的做为束缚前提,以管线费为从。

由于h=sQ2= saQa2=ha 所以,li——已知前提。是不成调的,管长l,Ht。