管网水力计算方法 118P

介绍：我们这里讨论的管网水力计算都是新建管网的水力计算。对于改建和扩建的管网，因现有管线遍布在街道下，非但管线太多，而且不同管径交接，计算时比新设计的管网较为困难。其原因是由于生活和生产用水量不断增长，水管结垢或腐蚀等，使计算结果易于偏离实际，这时必须对现实情况进行调查研究，调查用水量、节点流量、不同材料管道的阻力系数和实际管径、管网水压分布等。多数小型给水和工业企业给水在建设初期往往采用树状网，以后随着城市和用水量的发展，可根据需要逐步连接成为环状网。村状网的计算比较简单，主要原因是树状网中每一管段的流量容易确定，且可以得到唯一的管段流量。环状网计算原理：在初步分配流量后，调整管段流量以满足能量方程，得出各管段流量的环方程组解法。应用连续性方程和压降方程解节点方程组，得出各节点的水压。应用连续性方程和能量方程解管段方程组，得出各管段的流量。任一环的校正流量△qi由两部分组成：一部分是受到邻环影响的校正流量，如右式括号中的前两项所示，另一部分是消除本环闭合差△hi 的校正流量。这里不考虑通过邻环传过来的其他各环的校正流量的影响，例如图6—2中的环Ⅲ，只计及邻环I和Ⅳ通过公共管段6—9，9—8传过来的校正流量△qⅠ 和△qⅣ ，而不计环Ⅱ校正时对环Ⅲ所产生的影响。哈代—克罗斯法：计算时，可在管网示意图上注明闭合差△hi 和校正流量△qi的方向与数值。闭合差△hi为正时，用顺时针方向的箭头表示，反之用逆时针方向的箭头表示。校正流量△qi的方向和闭合差△hi 的方向相反。哈代—克罗斯法是指由初步分配流量求出各环闭合差△hi，由此得出各环的校正流量△qi，各环的管段流量经校正流量△qi校正后，得到新的计算管段流量，然后应用这一流量重复以上计算过程，迭代计算到各环闭合差小于允许值为止。管网计算过程中，在每次迭代时，可对管网各环同时校正流量，但也可以只对管网中闭合差最大的一部分环进行校正，称为最大闭合差的环校正法。最大闭合差的环校正法和哈代—克罗斯法不同的是，平差时只对闭合差最大的一个环或若干环进行计算，而不是全部环。最大闭合差的环校正法步骤：首先按初步分配流量求得各环的闭合差大小和方向；然后选择闭合差大的一个环或将闭合差较大且方向相同的相邻基环连成大环。对于环数较多的管网可能会有几个大环，平差时只须计算在大环上的各管段。对大环进行平差，通过平差后，和大环异号的各邻环，闭合差会同时相应减小。大环选择的注意事项：决不能将闭合差方向不同的几个基环连成大环，否则计算过程中会出现这种情况，即和大环闭合差相反的基环其闭合差反而增大，致使计算不能收敛。