给水排水管网系统资料1--3章

给水排水管网系统资料1--3章 第1章给水排水管网系统概论 给水排水系统子系统划分 (1)原水取水系统:包括水源地(如江河等地表水资源，地下水资源，复用水资源)、取水设施、提升设备和输 水管渠等。 (2)给水处理系统:包括各种采用物理、化学、生物等方法的水质处理设备和构筑物。工业用水一般有冷却、软 化、淡化、除盐等工艺和设施。 (3)给水管网系统:包括输水管渠、配水管网、水压调节设施(泵站、减压阀)及水量调节设施(清水池、水塔 等)等，又称为输水与配水系统。 (4)排水管网系统:包括收集与输送管渠、水量调节池、提升泵站及附属构筑物(如检查井、跌水井、水封井、 雨水口等)等。 (5)废水处理系统:包括各种采用物理、化学、生物等方法的水质净化设备。常用物理处理工艺有格栅、沉淀、 曝气、过滤等，常用化学处理工艺有中和、氧化等，常用生物处理工艺有活性污泥处理、 生物滤池、氧化沟等。 (6)排放和重复利用系统:包括废水受纳体和最终处置设施，如排 放口、稀释扩散设施、隔离设施和废水回用设 施等。 给水排水系统三项主要功能 (1)水量保障。及时可靠地提供满足用户需求的用水量，及时可靠地收集废水(包括生活污水和生产废水)和雨 水并输送到指点地点。 (2)水质保障。向指定用水地点和用户供给符合质量要求的水及按有关水质 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 将废水排入受纳水体。【国家饮 用水水质标准、废水排放标准】 (3)水压保障。为用户提供标准的用水压力，排水系统具有足够的高程和压力，顺利排入受纳水体。必要时用水 泵提升高程，或者通过跌水消能设施降低高程，以保证系统的通畅和稳定。 用水量表达和用水量变化系数 (1)用水量的表达(用水量是随时间变化的，设计用水量按一定时间内的平均值计算如下) 1)平均日用水量:规划年限内，用水量最多的年总用水量除以用水天数。作为水资源规划和确定城市设计污水 量的依据; 2)最高日用水量:用水量最多的一年内，用水量最多的一天的总用水量。作为取水工程和水处理工程规划和设 计的依据; 3)最高日平均时用水量:最高日用水量除以24小时; 4)最高日最高时用水量:用水量最高日的24小时中，用水量最大的一小时用水量。作为给水管网工程规划与 设计的依据。 (2)用水量变化系数 1)用水量日变化系数，记作Kd:????=365???? ???? Qd――最高日用水量，m3/d; Qy――全年用水量，m3/a 2)时变化系数，记作Kh，根据最高日用水量和时变化系数，可计算最高时用水量: ????=24????????????=??????3)用水量变化曲线 以时间t为横坐标和与该时间对应的用水量q(t)为纵坐标数据绘制的曲线。 给水排水系统的流量关系 Q 1-取水流量; Q2-最大日供水量，Q1,Q2，q1或Q1,αQ2，q1-水厂自用水量; Q3-泵站供水量，q2-给水管网漏水量，q3-管网调节流量; Q4-最大日最大时用水量，Q3，q3,Q4，q2; Q5-用户排水量，Q5,Q2,q4，q4-未进入排水系统的水量; Q6-进入废水均和池流量，Q6,Q5，q5,q6，q5-渗入流量; Q7-污水厂入流量，Q7,Q6/24 ，q6-调节水量; Q8-系统排放流量，Q8,Q7,q7，q7-排水处理系统自耗水。 给水排水系统的水质关系 三个水质标准: (1)原水水质标准:必须符合国家生活饮用水水源水质标准; (2)给水水质标准:必须达到国家生活饮用水水质卫生 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求，工业用水和其它用水必须达到有关行业水质标 准或用户特定的水质要求; (3)排水水质标准:废水经过处理后要达到的水质要求，应按照国家废水排放水质标准要求及废水排放受纳水体 的承受能力确定。 三个水质变化过程: (1)给水处理:即将原水水质净化，使之达到给水水质要求的处理过程; (2)用户用水:用户用水改变水质，成为污水或废水，水质受到不同程度污染; (3)废水处理:对污水或废水进行处理，达到排放水质标准。 给水排水系统的水压关系 水在输送中的压力方式: (1)全重力给水:水通过重力自流到水厂，又通过重力输水管和管网至用户，这是一种最经济的给水方式。 (2)一级加压给水:采用一级加压给水。 水厂地势较高时，从水源取水到水厂采用一级提升，处理后的清水依 靠重力输水给用户; 水源地势较高时，依靠重力输水至水厂，处理后的清水加压输送给用户; 采用封闭式供水设施，从取水处加压后，采用承压方式进行处理，直接输送给用户。 (3)二级加压给水:在水源取水时经过第一级加压，提升到水厂进行处理，清水经过第二级加压进入输水管和管 网，供用户使用。这是目前采用最多的给水方式。 (4)多级加压给水:长距离输水时需要多级加压提升，如水源离水厂很远时，原水需经多级提升输送到水厂，或 水厂离用水区域很远时，清水需要多级提升输送到用水区的管网;大型给水系统的用水区域 很大，或用水区域为窄长型，应采用多级供水加压。 给水排水管网系统的功能 给水排水管网系统:给水排水工程设施的重要组成部分，是由不同材料的管道和附属设施构成的输水网络。分为 给水管网系统和排水管网系统。 给水管网系统:承担供水的输送、分配、压力调节(加压、减压)和水量调节任务，保障用户用水; 排水管网系统:承担污废水收集、输送、高程或压力调节和水量调节任务，防止环境污染和防治洪涝灾害。 给水管网系统和排水管网系统均应具有以下功能: (1)水量输送:实现水量的位置迁移，满足用水与排水的地点要求; (2)水量调节:采用贮水措施解决供水、用水与排水的水量不平均问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ; (3)水压调节:采用加压和减压措施调节水的压力，满足水输送、使用和排放的能量要求。 给水管网系统的构成 给水管网系统示意图 1-清水池;2-供水泵站; 3-输水管;4-配水管网; 5-水塔(高位水池); 6-加压泵站;7-减压设施 (1)输水管(渠):是指在较长距离内输送水量的管道或渠道，输水管(渠)一般不沿线向外供水。 (2)配水管网:是指分布在供水区域内的配水管道网络。其功能是将来自于较集中点(如输水管渠的末端或贮水 设施等)的水量分配输送到整个供水区域，使用户能从近处接管用水。 (3)泵站:泵站是输配水系统中的加压设施，一般由多台水泵并联组成(图1.9)。 (4)水量调节设施:有清水池(清水库)、水塔和高位水池等，也称调节构筑物。 (5)减压设施:用减压阀和节流孔板等降低局部水压，避免水压过高。 排水管网系统示意图 1-集水管网; 2-水量调节池; 3-提升泵站; 4-输水管(渠)。 (1)废水收集设施:排水系统起始点。用户室外窨井和排水支。 (2)排水管网:分布于排水区域内的排水管道(渠道)网络，将收集的污水、废水和雨水等输送到处理地点或排 放口。 (3)排水调节池:具有一定容积的污水、废水或雨水贮存设施。降低高峰排水流量，降低工程造价。 (4)提升泵站:通过水泵提升排水的高程或使排水加压输送。 (5)废水输水管(渠):长距离输送废水的压力管道或渠道。 (6)废水排放口:排水管道的末端是废水排放口，与接纳废水的水体连接。 给水管网系统类型 (1)按水源的数目分类 1)单水源给水管网系统:只有一个清水池(清水库)，经过泵站加压后进入输水管和管网，所有用户的用水来源于一个水厂。较小企事业单位或小城镇给水管网多为单水源给水管网系统。 单水源给水管网系统示意图 1,地下水集水池2,泵站 3,水塔4,管网 2 )多水源给水管网系统:有多个水厂的清水池(清水库)作为水源的给水管网系统，用户用水可以来源于不同的 水厂。大中城市甚给水管网系统一般是多水源给水管网系统。具有较高的供水安全性。 多水源给水管网系统示意图 1,水厂 2,水塔 3,管网 (2)按系统构成方式分类 1)统一给水管网系统:系统中只有一个管网，统一供应生产、生活和消防等各类用水。 2)分区给水管网系统:将给水管网系统划分为多个区域，各区域管网具有独立的供水泵站和供水压力。分区给 水管网可以降低平均供水压力，减少爆管和节约泵站能耗。 分区方法:串联分区，设多级泵站加压; 并联分区，不同压力要求的区域由不同泵站(或水泵)供水。 (3)按按输水方式分类 1)重力输水管网系统:水源处地势较高，水依靠自身重力进入管网并供用户使用。重力输水管网系统无动力消耗，运行经济。 2)压力输水管网系统:水由泵站加压经输水管进入管网供用户使用，需要消耗动力。 重力输水管网系统 1-清水池 2-输水管 3-配水管网 第2章给水排水管网工程规划 给水排水工程规划任务 1)确定给水排水系统的服务范围与建设规模; 2)确定水资源综合利用与保护措施; 3)确定系统组成与体系结构; 4)确定给水排水主要构筑物的位置; 5)确定给水排水处理的工艺流程与水质保证措施; 6)给水排水管网规划和干管布置与定线; 7)确定废水的处置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及其环境影响评价; 8)给水排水工程规划的技术经济比较，包括经济、环境和社会效益分析; 规划期限:近期5~10年，远期10~20年。 给水管网布置原则与形式 (1)给水管网布置原则 1)城市总体规划，当地实际情况，多方案技术经济比较; 2)主次明确，先布置输水管渠与主干管布置，后布置一般管线与设施; 3)尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用; 4)协调与其它管道、电缆和道路等工程的关系; 5)保证供水安全可靠性; 6)减少拆迁，少占农田; 7)施工、运行和维护方便; 8)近远期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性。 (2)给水管网布置基本形式,树状网和环状网 树状网:优点:管道长度小，节约投资; 缺点:供水可靠性、水质安全性较差。 环状网:优点:供水安全可靠性高; 缺点:造价明显地比树状网高。 输水管渠定线 定义:从水源到水厂或水厂到相距较远给水管网的管道或渠道叫做输水管渠。 特点:距离长，河流、高地、交通路线等交叉较多;缺乏现场数据资料;造价昂贵。 定线基本原则:与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，按最短的距离输水; 减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全; 应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修; 减少与铁路、公路和河流的交叉; 避免穿越滑坡、岩层、沼泽、地下水位高和河水淹没与冲刷地区; 降低造价和便于管理。 安全保障:为保证安全，可以用一条输水管渠而在用水区附近建造水池进行流量调节，或者采用两条及以上的输 水管渠。供水不许间断时，输水管渠一般不宜少于两条。 输水方式:(1)泵站加压输水:水源低于给水区(如取用江河水)，需要采用泵站加压输水，有时需在输水途中 再设置加压泵站; (2)重力管渠输水:水源位置高于给水区，例如取用蓄水库水时，有可能采用重力管渠输水。 连接管:为避免输水管渠局部损坏时，输水量降低过多，应在平行的2条或3条输水管渠之间设置连接管，并装 置必要的阀门，以缩小事故检修时的断水范围。 进排气阀和泄水阀:输水管的最小坡度应大于1:5D，D为管径，以mm计。输水管线坡度小于1:1000时，应每 隔0.5~1km装置排气阀。即使在平坦地区，埋管时也应做成上升和下降的坡度，以便在管坡顶点设排气阀，管坡低处设泄水阀。排气阀一般以每公里设一个为宜，在管线起伏处应适当增设。 埋设深度:管线埋深应按当地条件决定，在严寒地区敷设的管线应注意防止冰冻。 排水管网系统规划布置 (1)排水管网布置原则 1)按照城市总体规划，进行多方案技术经济比较; 2)确定排水区域和排水体制，布置排水管网，从干管到支管顺序进 行布置; 3)利用地形，采用重力流排水，使管线最短、埋深最小; 4)协调与其它管道、电缆和道路等的关系，企业内部管网合理衔接; 5)施工、运行和维护方便; 6)远近期规划相结合，考虑发展，分期实施。 (2)排水管网布置形式 排水管网一般布置成树状网; 根据地形不同，可采用两种基本布置形式: 平行式正交式 平行式:干管与等高线平行，主干管与等高线垂直，适应于大坡度地形，可减小埋深，减少跌水井，改善水力 条件。 正交式:干管与等高线垂直，主干管与等高线平行，适应于地形平坦略有倾斜的地形。 (3)排水管网的连接方式 1)排水管网一般依靠重力排水，管道连接方式是保证管网中水流畅通和运行安全的重要因素。 2)排水管网中的管道交汇、直线管道中的管径变化、方向改变以及管道高程变化，均需要设置合理的连接方 式。主要采用连接井方式(检查井和跌水井等)，亦称为窨井。 3)检查井的主要功能是在管道交汇、直线管道中的管径变化、方向的改变处设置，保证衔接通畅，方便清通和维护。 4)跌水井的主要功能是管道高程变化的连接和较大水流落差的消能，防止管道被强力冲刷而损坏， 污水管网布置 (1)污水管道规划设计:在城市总平面图上进行管道平面布置，也称污水管网定线。 (2)主要内容:?确定排水区界，划分排水流域;?选择污水厂和出水口的位置; ?拟定污水干管及主干管的路线;?设置提升泵站位置;?投资匡算。 (3)工作程序:?一般先确定主干管、再定干管、最后定支管。 ?在总体规划中，只决定污水主干管、干管的走向与平面位置。 ?在详细规划中，还要决定污水支管的走向及位置。 管网布置工作步骤: (1)划分排水区域与排水流域 1)排水区域是规划设计的范围，在排水区域内根据地形划分排水流域。流域边界一般应与分水线相符合。在 地形平坦无显著分水线的地区，应使干管在最大埋深的情况下，使绝大部分污水自流排出。如有河流和铁路等障碍物贯穿，应根据地形情况，通过方案比较，决定是否分为多个排水流域。 2)每一个排水流域应有一根或一根以上的干管，根据流域高程情况，确定干管水流方向和需要污水提升的地 区。 (2)干管布置与定线 1)通过干管布置，将各排水流域的污水收集并输送到污水处理厂或排放口。污水干管应布置成树状网络，根据地形条件，可采用平行式或正交式布置形式。 2)定线时应充分利用地形，在排水区域较低的地方敷设主干管及干管，便于支管污水自流接入。地形较复杂时，宜布置成几个独立的排水系统。若地势起伏较大，宜布置成高低区排水系统，尽可能利用重力输水，并减少管道埋深;个别低洼地区应设置泵站进行局部提升。 3)污水干管一般沿城市道路布置，通常设在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下。道路宽度超过40m时，可考虑在道路两侧各设一条污水管，以减少连接支管的数目及与其它管道的交叉，并便于施工、检修和维护管理。 (3)支管布置与定线(污水支管布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接管排水) 1)当街区面积不大，街区污水管网可采用集中出水方式时，街道支管敷设在服务街区较低侧的街道下，称为低边式布置; 2)当街区面积较大且地形平坦时，宜在街区四周的街道敷设污水支管，称为围坊式布置; 3)街区内污水管网按各建筑的需要设计，组成一个系统，再穿过其它街区并与所穿过街区的污水管网相连，称为穿坊式布置。 雨水管渠布置 (1)雨水管渠组成:雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等; (2)雨水管渠规划布置内容:确定排水流域与排水方式，雨水管渠 的定线，确定雨水泵房、雨水调节池、雨水排 放口的位置。 (3)雨水管渠布置规则: 1)充分利用地形，就近排入水体。 2)尽量避免设置雨水泵站。 3)结合街区及道路规划布置。 4)采用明渠和暗管相结合的形式。 5)雨水出口设置。 6)调蓄水体布置。 7)设置排洪沟。 给水排水工程技术经济分析方法 技术经济分析方法:数学分析法、方案比较法。 1)数学分析法:工程费用最小化数学模型，通过数学最优化求解目 标函数最优解。 2)方案比较法:通过多方案比较，从中寻求经济效果最佳者，或称 对比分析法。 工程经济费用指标:年计算费用值。 年计算费用值--在项目投资计算期内的建设投资费用和运行管理费用 之和的年平均值。(年平均费用值最低的工程 方案为最佳方案) 年费用计算值计算方法:静态法和动态法。 (1)静态年计算费用法 静态年计算费用表达式:W=??+?? W――年计算费用，元,a; C,,工程项目投资额，元; T,,投资偿还期，a，一般由项目的性质和投资来源情况确定; Y,,年运行费，元,a。 静态年计算费用法比较简单，使用方便。投资偿还期具有多方面的影响因素，确定比较困难，给水排水工程的投资偿还期可以参考国家建设项目的“项目计算期”，一般可选用15年，最长不宜超过20年。 (2)动态年计算费用法 投资资金的时间价值计算采用复利法，常用的计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 : 1)当资金的现值为P，利率为i%，则n年后的资金终值F为:F=(1+i%)?? 2)与上式相反，当已知资金的终值为F，则现值P为: P=αF=(1+??%)式中 α―折现系数。 将资金的终值折算为现值称为贴现，其相应的利率称为贴现率 3)当资金现值为P，利率为i%，设在n年内各年平均分摊资金现金A，则 ??%(1+??%)?? A=θP=?? 式中θ――资金回收系数，表示资金现金在n年内每年平均分摊的份额。 年计算费用即为上述的年平均分摊资金额与项目年运行费用之和，即:W=θC+Y=(1+??%)???1??+?? 【例】某给水工程项目建设投资为5800万元，年运行费用为245万 元，求: (1)投资偿还期为20年的静态计算费用值;(2)利率为5.5%，还款期为20年的动态年费用值。 【解】(1)静态年计算费用值为:W=??+??= (2)动态年计算费用值:W=θC+Y= ??580020??%(1+??%)????????+245=535万元/a 0.055×(1+0.055)(1+0.055)?120??%(1+??%)??(1+??%)?1??+??=×5800+245=730.34万元/a 第3章给水排水管网水力学基础 沿程水头损失计算 (1)谢才公式:(适用于任意形状管渠断面水力计算) ??2 ????=?? 式中 hf――沿程水头损失(m); v――过水断面平均流速(m/s); C――谢才系数;l――管渠长度(m) ; R――过水断面水力半径(m)，对于圆管满流， R=0.25D，D为直径(m)。 (2)可采用达西-韦伯公式:(适用于圆管满流水力计算) ????2 ????=?? 式中 D??管段直径(m);g??重力加速度(m/s2); λ??沿程阻力系数，λ=??。 (3)海曾-威廉公式:(适于较光滑的圆管满管紊流给水管道计算，主要用于给水管道水力计算) 10.67??1.825 ????=?? ??q――流量，m3/s;Cw――海曾-威廉系数，其值见表3.2。 (4)曼宁公式:(适用于明渠、非满管流或较粗糙的管道水力计算) 10.29??2??2 ????=?? (5)巴甫洛夫斯基公式:(适用于明渠、非满管流或较粗糙的管道水力计算) ??2??2 ????=?? 式中y=2.5 ?0.13?0.75 ?0.10) n??曼宁粗糙系数 8?? 局部水头损失计算 局部水头损失用下列公式计算 ??2 ????=??式中，hm??局部水头损失，m;ζ??局部阻力系数，见表3.5。 经验表明，给水排水管网中的局部水头损失一般不超过沿程水头损失的5%，所以，在管网水力计算中，常忽略局部水头损失的影响，不会造成大的计算误差。 非满流管渠水力计算方法 (1)已知流量q、管径D、水力坡度i，求充满度y/D和流速v。 先计算??= ?? 3.208?????? ，由计算结果查圆形管渠非满流水力计算表得????v=??2.667??0.5 ????1.273?? ??2( 【例】已知q=100L/s，i=0.007，D=400mm，钢筋混凝土管，求y/D及v。 【解】 ?? ????0 = 3.208??????????= 3.208×0.014×0.10.40.007=0.618 ?? ?? 由??=0.618查圆形管渠非满流水力计算表得??=0.569以及??=0.587 则v= 1.273????2() 0=0.4×0.587=1.36?? ?? 1.273×0.11.273???????? ?? 6.350 ?????? 2 ?? ??0 (2)已知流量q、管径D、流速v，求充满度y/D和水力坡度i。 先 计算??= ?? ????i= 【例】已知q=100L/s，D=600mm，v=0.6m/s，钢筋混凝土管，求y/D及i。 【解】??= ??1.273??????= 1.273×0.10.6×0.6=0.589 ?? ?? 由 ????0 =0.589查圆形管渠非满流水力计算表得=0.57以及 ?? 6.350 ?????? 2 ?? ?? ??0 ??0 =1.081 则i== 6.350 0.014×0.6 2 0.6×1.081 =0.0008 (3)已知流量q、管径D、充满度y/D，求流速v和水力坡度i。 根据充满度y/D查圆形管渠非满流水力计算表得????i=?? ????10.29 ?????? ??0 2 以及v= 1.273?? ??2 。 【例】已知q=100L/s，D=500mm，y/D=0.7，钢筋混凝土管，求v及i。 【解】根据充满度y/D=0.7查圆形管渠非满流水力计算表得??=0.837 以及??=0.748 ???? 则i= 10.29??5.333 ?????? 2 = 10.290.55.333 0.014×0.120.837 =0.0012 1.273????2 ?? v= = 1.273×0.1 =0.68??/?? (4)已知流量q、水力坡度i、充满度y/D，求流速v和管径D。 根据充满度y/D查圆形管渠非满流水力计算表得????D=?? ????1.548 ?????? ??0 0.375 以及v= 1.273?? ??2 。 【例】已知q=100l/s、i=0.007、y/D=0.65，求v及D。 【解】根据充满度y/D=0.65查圆形管渠非满流水力计算表得??=0.756 以及??=0.688 ???? 则D= 1.548?? ?????? ??0 0.375 = 1.5480.1 0.014×0.10.3750.756 =0.37?? 1.273×0.1 =1.35??/?? v= 1.273????2 ?? = (5)已知管径D、水力坡度i、充满度y/D，求流速v和流量q。 根 据充满度y/D查圆形管渠非满流水力计算表得q= ??0 ??0 ?? ?? 0.3117??2.667??0.5 ???? ?? 以及v= ??1.273?? ??2 【例】已知D=400mm、i=0.006、y/D=0.65，求v和q。 【解】根据充 满度y/D=0.65查圆形管渠非满流水力计算表得则q= 0.3117??2.667??0.5 ???? ????0 =0.756以及 3 ?? ??0 =0.688 ??= ?? 0.3117×0.42.667×0.0060.5 0.014 ×0.756=0.1132?? ?? 1.273×0.1132 =1.31?? ?? v= 1.273????2 ?? = (6)已知管径D、水力坡度i、流速v，求充满度y/D和流量q。 先计算??= ?? 4 ?????? 1.5????，由计算结果查圆形管渠非满流水力计算表得????q=0.7854v??2 ??。 ?????? 【例】已知D=600mm、i=0.0008、v=0.6m/s，求y/D和q。 【解】??= ?? 4 ?????? 1.5????= 4 0.014×0.6 1.50.6×0.0008=1.079 由??=1.079查圆形管渠非满流水力计算表得??=0.569以及??=0.587 ?????? ?? 则q=0.7854v??2 =0.7854×0.6×0.62×0.587=0.0996?? ?? ??0 3 管道的水力等效简化 水力等效简化原则:经过简化后的管网对象与原来的实际对象具有相同的水力特性。如两条并联管道简化成一条 后，在相同的总输水流量下，应具有相同的水头损失。 (1)串联或并联管道的简化 管道串联:两条或两条以上管道串联，可将它们等效为一条直径为d，长度为l 的管道。根据水力等效原则， ???????????? ?? ?????????? ??=1经变换有d ?? ?? = = ?? ????=1???? 1?? 管道并联:两条或两条以上管道并联，长度相等，可以将它们等效为一条直径为d长度为l的管道，则: ???????????? = ????????1??1 = ????????2??2 =?= ?? ?? ???????????? 经变换有d= ????=1???? ?? ?? 特别当并联管道直径相同时有:d= ?? ???? (2)沿线均匀出流的简化 给水管网中配水管沿线向用户供水，其中沿线用户用水量为ql，向管道下游的传输流量为qt，假设沿线出流是均匀的，则管道内任意断面x上的流量可以表示为: ????=????+ 沿程水头损失:????= ????? ???? ?? ???? ????+?? 0 ???? ????? ????= ??+1 ????+???? ??+1????? ?? ??+1 ?????? ?? ?? 为简化计算，将沿线流量简化为在管道起端和未端的两个集中流量，假设未端的流量为αql(α称为流量折算系数)，其余流量转移到起端，则管道流量为q=qt+ αql ，根据水力等效原则，有: ??+1 ????+???? ??+1????? ????+?????? ?? ????=????=???? ??令n=2，γ=??α= ??2+??+ ??? ??3 ?? ??1 管道沿线出流的流量可以近似地一分为二，平均分配到管段的两个端 点上，由此造成的计算误差在工程上是允 许的。 (3)局部水头损失计算的简化 给水排水管网中的局部水头损失一般占总水头损失的比例较小，通常可以忽略不计。 在一些特殊情况下，局部水头损失必须进行计算。为了简化计算，可将局部水头损失等效于一定长度的管道(称为当量管)的沿程水头损失，与沿程水头损失合并计算。 设管道直径为D，局部阻力系数为ξ，令其局部水头损失与折算当量管道的沿程水头损失相等，可以计算当量管道长度ld ，即ξ ??22?? =?? ??????2??2?? = ??2???? ????，经简化后得????= ?????? = ????8?? ??2 【例】某管道直径D=0.6m，管壁粗糙系数nM=0.013，管道中有3个45?弯头，2个闸阀，2个直流三通，试计算 当量管长度。 【解】查表3.5，该管道上总的局部阻力系数为:ξ=3×0.4+2×0.19+2×0.1=1.78 采用曼宁公式计算谢才系数:C=于是，当量管长度为:????= ????8?? 6 ?? = 6 0.013 =56.07 ??2= 0.6×1.788×9.81 ×56.072=42.8 水泵水力特性公式及其参数计算 (1)额定转速泵水力特性公式 离心水泵在固定转速下运行时，流量与扬程关系接近于抛物线，可写成如下形式: ?? ????=????????????? 式中 hp??水泵扬程，m;qp??水泵流量，m3/s;he??水泵静扬程，m; sp??水泵内阻系数;n??与水头损失计算指数公式相同的指数。 参数he和sp由曲线拟合计算，即从水泵样本中查得若干组(至少2 组，且应分散于效率较高的区域)不同的(qp，hp)值，代入上式中，得 到线性方程组，根据最小二乘法原理，可以得出确定两个参数的计算公式: 2?????? ?????? ?????? ??????? ???????????? ????=??????????????? ??????????=???? 式中 N――数据组数。 【例】某泵站3台水泵并联工作，下表给出了它们在不同的扬程下的 流量，如果不计泵站内部管道的阻力，试求水 力特性公式(n=2.0)。 某泵站中水泵流量 ?? ??????=0.3782.0+0.4782.0+0.5612.0+0.6322.0=1.0855 2?? ??????=0.3784.0+0.4784.0+0.5164.0+0.6324.0=0.33121 ??????=55+50+45+40=190 ?? ????????????=55×0.3782.0+50×0.4782.0+45×0.5162.0+40×0.6322.0=49. 42 2?????? ?????? ?????? ??????? ????????????190×0.33121?49.42×1.0855????=== 63.36 ????????????= ??????? ??????4×63.36?190 ==58.44 ????2 即水力特性为:????=63.36?58.44????m (2)调速水泵水力特性公式 根据比例律，水泵在变速情况下工作时，水力特性公式可表示为: ??2??????= ????????????? 0 式中 r0?水泵额定转速，r/min; r?水泵工作转速，r/min。 (3)考虑吸水和压水管路阻力后的水泵水力特性公式 将吸水和压水管路与水泵作为整体看待，则水泵扬程为: ??????????=??????????????????????=????? ????+???? ???? 式中:sg―吸水和压水管路总摩阻系数。 并联水泵水力特性公式 (1)同型号水泵并联 两台以上同型号水泵并联工作，每台泵的工作流量相等，所以其水力特性为: ????=????????????? ?? 其中 N――并联工作水泵台数。 如果考虑吸、压水管路的阻力，则多台水泵并联的水力特性为: ????=?????????+?????????? (2)不同型号水泵并联工作 两台以上水泵并联工作，如果它们的型号不同，则它们的工作流量不等，其水力特性曲线不能直接由叠加得到，但可以采用最小二乘法求得。 【例】某泵站有3台水泵并联工作,分别为300S58型1台,500S59型2台，其中一台以90%转速调速工作;300S58型水泵吸水管直径为DN500， 压水管为DN400,500S59型水泵吸水管为DN700，压水管为DN600;吸水 管局部阻力系数共计1.52(吸水口一个、闸阀一个、偏心异径管一个)， 压水管局部阻力系数共计1.62(异径管一个、闸阀一个、止回阀一个); 吸水和压水管路均不计沿程水头损失。试求泵站水力特性公式。 【解】采用海曾-威廉公式计算水头损失，n=1.852,先求出300S58和 500S59两型好水泵的水力特性公式参数，直接查表3.10得300S58和 500S59型水泵的水力特性公式分别为: 1.852????=71.48?237.9???? 1.852????=90.07?94.23???? 只计局部阻力，则吸、压水管道的摩阻为:????= 压水管，摩阻分别为: 8????????=0.08263 ??，对于300S58和500S59 型水泵的吸、?? ??1.521.62=0.08263× + =7.24 ??1.521.62????=0.08263 =0.08263× + =1.56 ????=0.08263 于是，包含吸压水管阻力后，300S58型水泵、500S59型水泵及500S59 型水泵以90%转速工作时的水力特性分别为: 1.8521.852????=71.48? 237.9+7.24 ????=71.48?245.14???? 1.8521.852????=90.07? 94.23+1.56 ????=90.07?95.79???? 1.8521.852 ????=90.07×0.92?95.79????=72.96?95.79???? ?? ??????=0.8871.852+1.0661.852+1.2191.852+1.3561.852=5.1273 2?? ??????=0.8873.704+1.0663.704+1.2193.074+1.3563.074=7.08036 ??????=65+60+55+50=230 ?? ????????????=65×0.8871.852+60×1.0661.852+55×1.2191.852+50×1.3561.852=286.85 根据最小二乘法有: 2?????? ?????? ?????? ??????? ????????????230×7.08036?286.85×5.1273????===77.91 2?????????(??????) ??????? ??????4×77.91?230 ????===15.92 ????由此求得he=77.91，sg=15.92，即泵站水力特性公式 为: 1.852 ????=77.91?15.92????