5.1 沿线流量与节点流量.ppt

5 管网与输水管管径的确定管网与输水管管径的确定 管网与输水管管径的确定是输配水工程设计计算的两大课题之一。在管网与输水管的布置完成后，其管径确定的合理与否就成为影响输配水系统的投资与运行费用的主要因素。管径确定时，首先要知道各管段计算流量，为此必须先确定沿线流量与节点流量。5.1 沿线流量与节点流量沿线流量与节点流量5.1.1 沿线流量沿线流量 实际的配水情况很复杂，计算时往往加以简化，即假定q1、q2、这些小用户用水量的总和均匀分布在全部干管(包括连接管)上，由此可算出单位管长流出的流量，这个流量叫做比流量。比流量可按下式计算：(5-1)式中，qs比流量，L/(sm)；Q管网的计算流量，L/s；各大用户集中用水量之和，L/s；管网各管段计算长度之和，m。从(5-1)式可知，干管的总长度一定时，比流量随用水量增减而变化。从比流量求出各管段沿线流量的公式如下：(5-2)式中 沿线流量，L/s；该管段的长度，m。整个管网的沿线流量总和 ，等于 。从式(5-1)可知，值等于管网供给的总用水量减去大用户集中用水总量，即等于 。计算沿线比流量，简单方便，但存在一定的缺陷。因为它忽视了沿线供水人数和用水量的差别，所以可能与各管段的实际配水情况并不一致。为此，可计算面积比流量qA：(5-3)式中，qA面积比流量，L/(sm2)；A管段供水面积，m2；供水区总面积，m2。其它符号意义同前。5.1.2 节点流量节点流量 管网中任一管段的流量由两部分组成：一部分是通过该管段输水到以后管段的转输流量qt，另一部分是沿管线流出的沿线流量ql。由于对于流量变化的管段，管径和水头损失难以确定，因此有必要对管段流量的计算进一步加以处理、简化。从图5-3可知，若假定从起端1流出的流量为（1-）ql，从起端2流出的流量为ql，即将沿线流量 ql 折算成节点1、2流出的流量，则12管段沿管线不再有流量流出，流量将不再沿管线发生变化，其值为qt+ql，为折算系数。可根据沿线流量折算前后产生的水头损失不变这一条件求得。折算前，通过管段1-2任一断面上的流量为：(5-4)式中 根据水力学，管段dx中的水头损失为：(5-5)式中 a管段的比阻。流量变化的管段12中的水头损失可表示为：(5-6)积分，得：(5-7)折算后，12管段的流量为：(5-8)流量不再变化的12管段的水头损失为：(5-9)根据沿线流量折算前后产生的水头损失不变的条件，令式(5-7)等于式(5-9)，就可得出折算系数：(5-10)取水头损失公式的指数n=2，代入并简化，得：从上式可见，折算系数只与值有关。在管网末端的管段，因转输流量qt为零，所以 ，因而可得：若 ，折算系数为：若 ，即转输流量远大于沿线流量的管段，折算系数为：由此可见，由于管段在管网中的位置不同，值不同，导致不同管段沿线流量的折算系数 值不同。一般来说，在靠近管网起端的管段，因转输流量比沿线流量大得多，值接近于0.5；而靠近管网末端的管段，值大于0.5。为进一步简化管网计算，通常假定 =0.5。因此，管网任一节点的节点流量为：(5-11)即任一节点i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。这样，管网图上只有集中在节点的流量，包括由沿线流量折算的节点流量和大用户的集中流量。大用户的集中流量，可以在管网图上单独注明，也可和节点流量加起来，在相应节点上注出总流量。一般在管网计算图的节点旁引出箭头，注明该节点的流量，以便于进一步计算。例题例题已知某城市最高日最高时用水量为229.8L/s，管网布置和管段长度如图5-3所示，试求该管网各节点的节点流量。解：解：由于812、1112管段为单侧供水，其计算长度为实际长度的一半，因此该管网计算管段总长为 =11490m,比流量为于是，管网各节点的节点流量为:Q1=1/2qs(l12+l15)=0.050.02(840+540)=13.8(L/s)