《城市給水排水第6章管網(wǎng)水力計(jì)算》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《城市給水排水第6章管網(wǎng)水力計(jì)算（61頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第6 6章章 管網(wǎng)水力計(jì)算管網(wǎng)水力計(jì)算6.1 6.1 樹(shù)狀管網(wǎng)計(jì)算樹(shù)狀管網(wǎng)計(jì)算計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：確定各管段的流量；確定各管段的流量；根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速選取標(biāo)準(zhǔn)管徑；根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速選取標(biāo)準(zhǔn)管徑；計(jì)算各管段的水頭損失；計(jì)算各管段的水頭損失；確定控制點(diǎn)；確定控制點(diǎn)；計(jì)算控制線路的總水頭損失，確定水泵揚(yáng)計(jì)算控制線路的總水頭損失，確定水泵揚(yáng)程或水塔高度；程或水塔高度；確定各支管可利用的剩余水頭；確定各支管可利用的剩余水頭；計(jì)算各支管的平均水力坡度，選定管徑。計(jì)算各支管的平均水力坡度，選定管徑。某城市供水區(qū)用水人口某城市供水區(qū)用水人口5 5萬(wàn)人，最高日用萬(wàn)人，最高日用水量定額為水量定額為150150/(/(人
2、人)，要求最小服務(wù)，要求最小服務(wù)水頭為水頭為1616。節(jié)點(diǎn)接某工廠，工業(yè)用水量。節(jié)點(diǎn)接某工廠，工業(yè)用水量為為4004003 3/，兩班制，均勻使用。城市地，兩班制，均勻使用。城市地形平坦，地面標(biāo)高為形平坦，地面標(biāo)高為5.OO5.OO。水泵水泵水塔水塔0123485672504503006002301902056501501 1總用水量總用水量設(shè)計(jì)最高日生活用水量：設(shè)計(jì)最高日生活用水量：50000500000.150.157500m7500m3 3/d/d86.81L/s86.81L/s工業(yè)用水量：工業(yè)用水量：400400161625m25m3 3/h/h6.94L/s6.94L/s總水量為：總
3、水量為：QQ86.8186.816.946.9493.75L/s93.75L/s2 2管線總長(zhǎng)度：管線總長(zhǎng)度：LL2425m2425m，其中水塔，其中水塔到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)0 0的管段兩側(cè)無(wú)用戶不計(jì)入。的管段兩側(cè)無(wú)用戶不計(jì)入。3 3比流量：比流量：(93.75(93.756.94)6.94)242524250.0358L/s0.0358L/s4沿線流量：沿線流量：管段管段管段長(zhǎng)度（管段長(zhǎng)度（m）沿線流量（沿線流量（L/s）01122314484556673001502504506502301902053000.035810.741500.03585.372500.03588.954500.03581
4、6.116500.035823.272300.03588.231900.03586.802050.03587.34合計(jì)合計(jì)242586.815節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量（節(jié)點(diǎn)流量（L/s）0123456780.510.745.370.5(10.74+5.37+16.11)16.110.5(5.37+8.95)7.160.58.954.480.5(16.11+23.27+8.23)23.800.5(8.23+6.80)7.520.5(6.80+7.34)7.070.57.343.670.523.2711.63合計(jì)合計(jì)86.8193.7588.3860.6311.634.4811.643
5、.6710.7418.26水泵水泵水塔水塔0123485672504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.376干管水力計(jì)算：干管水力計(jì)算：管段管段流量流量（L/s）流速流速（m/s）管徑管徑（mm）水頭損失水頭損失（m）水塔水塔001144893.7588.3860.6311.630.750.700.860.664004003001001.270.561.753.95h7.53 選定節(jié)點(diǎn)選定節(jié)點(diǎn)8為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定管徑。管徑。7支管水力計(jì)算：支管水力計(jì)算：管段管段 起端水
6、位起端水位（m）終端水位終端水位（m）允許水頭損失允許水頭損失（m）管長(zhǎng)管長(zhǎng)（m）平均水力平均水力坡度坡度134726.7024.9521.0021.005.703.954006250.014250.00632管段管段流量流量(L/s)管徑管徑(mm)水力坡度水力坡度水頭損失水頭損失(m)122345566711.644.4818.2610.743.67150(100)100200(150)1501000.006170.008290.003370.006310.005811.85(16.8)2.070.64(3.46)1.451.198確定水塔高度和水泵揚(yáng)程確定水塔高度和水泵揚(yáng)程)(53.23
7、00.553.700.500.16)(mZZhHHotot水泵揚(yáng)程需要根據(jù)水塔的水深、吸水水泵揚(yáng)程需要根據(jù)水塔的水深、吸水井最低水位標(biāo)高、水泵吸水管路和壓水管井最低水位標(biāo)高、水泵吸水管路和壓水管水頭損失計(jì)算確定。水頭損失計(jì)算確定。6.2 6.2 環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算原理環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算原理環(huán)方程組解法環(huán)方程組解法 原理：原理：在初步分配流量的基礎(chǔ)上，逐在初步分配流量的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整管段流量以滿足能量方程。步調(diào)整管段流量以滿足能量方程。L個(gè)非線形的能量方程：個(gè)非線形的能量方程：0),(3211PqqqqF0),(3212PqqqqF0),(321PLqqqqF初步分配的流量一般不滿足能量方程：初步分配的流量一
8、般不滿足能量方程：0),(00302011PqqqqF0),(00302012PqqqqF0),(0030201PLqqqqF 初步分配流量與實(shí)際流量的的差額為初步分配流量與實(shí)際流量的的差額為q，實(shí)際流量應(yīng)滿足能量方程：，實(shí)際流量應(yīng)滿足能量方程：0),(03032021011PPqqqqqqqqF0),(03032021012PPqqqqqqqqF0),(0303202101PPLqqqqqqqqF將函數(shù)在分配流量上展開(kāi)，并忽略高階微量：將函數(shù)在分配流量上展開(kāi)，并忽略高階微量：0)(),(1221111002011PPPqqFqqFqqFqqqF0)(),(2222112002012PPPqq
9、FqqFqqFqqqF0)(),(221100201PPLLLPLqqFqqFqqFqqqF100302011),(hqqqqFP200302012),(hqqqqFPLPLhqqqqF),(0030201方程組的第一部分稱為閉合差：方程組的第一部分稱為閉合差：將閉合差項(xiàng)移到方程組的左邊，得到關(guān)將閉合差項(xiàng)移到方程組的左邊，得到關(guān)于流量誤差（校正流量）的線性方程組：于流量誤差（校正流量）的線性方程組：11221111hqqFqqFqqFPP22222112hqqFqqFqqFPPLPPLLLhqqFqqFqqF2211 利用線性代數(shù)的多種方法可求解利用線性代數(shù)的多種方法可求解出校正流量。因?yàn)楹雎?/p>
10、了高階項(xiàng)，得出校正流量。因?yàn)楹雎粤烁唠A項(xiàng)，得到的解仍然不能滿足能量方程，需要到的解仍然不能滿足能量方程，需要反復(fù)迭代求解，直到誤差小于允許誤反復(fù)迭代求解，直到誤差小于允許誤差值。差值。節(jié)點(diǎn)方程組解法節(jié)點(diǎn)方程組解法 原理：原理：在初步擬訂壓力的基礎(chǔ)上，逐在初步擬訂壓力的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整節(jié)點(diǎn)水壓以滿足連續(xù)性方程。步調(diào)整節(jié)點(diǎn)水壓以滿足連續(xù)性方程。節(jié)點(diǎn)流量應(yīng)該滿足連續(xù)性方程：節(jié)點(diǎn)流量應(yīng)該滿足連續(xù)性方程：0ijiqQ021212121jijiijiijijijiHHHHSQhhSQ2ijijijqSh ijijijijhhSq2121012112111kkkHHHHSQ022122122kkkHHHHS
11、Q02121,kSJkSJkSJSJHHHHSQ個(gè)連續(xù)性方程：個(gè)連續(xù)性方程：一般表達(dá)式：一般表達(dá)式：0),(3211SJHHHH0),(3212SJHHHH0),(321SJSJHHHH初步擬定的水壓一般不滿足連續(xù)性方程：初步擬定的水壓一般不滿足連續(xù)性方程：0),(3211SJHHHH0),(3212SJHHHH0),(321SJSJHHHH 初步擬定水壓與實(shí)際水壓的差額為初步擬定水壓與實(shí)際水壓的差額為，實(shí)際水壓應(yīng)滿足連續(xù)性方程：實(shí)際水壓應(yīng)滿足連續(xù)性方程：0),(02021011SJSJHHHHHH0),(02021012SJSJHHHHHH0),(0202101SJSJSJHHHHHH將函數(shù)
12、在分配流量上展開(kāi)，并忽略高階微量：將函數(shù)在分配流量上展開(kāi)，并忽略高階微量：0)(),(1221111002011SJSJSJHHHHHHHHH0)(),(2222112002012SJSJSJHHHHHHHHH0)(),(221100201SJSJSJSJSJSJSJHHHHHHHHH100302011),(qHHHHSJ方程組的第一部分稱為閉合差：方程組的第一部分稱為閉合差：200302012),(qHHHHSJSJSJSJqHHHH),(0030201 將閉合差項(xiàng)移到方程組的右邊，得到關(guān)將閉合差項(xiàng)移到方程組的右邊，得到關(guān)于水壓誤差（校正壓力）的線性方程組：于水壓誤差（校正壓力）的線性方程組
13、：11221111qHHHHHHSJSJ22222112qHHHHHHSJSJSJSJSJSJSJSJqHHHHHH2211求解步驟：求解步驟：根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)（控制點(diǎn)和泵站）的水根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)（控制點(diǎn)和泵站）的水壓，初步確定其他各節(jié)點(diǎn)的水壓；壓，初步確定其他各節(jié)點(diǎn)的水壓；根據(jù)流量與水頭損失的關(guān)系求出各管根據(jù)流量與水頭損失的關(guān)系求出各管段的流量；段的流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的不平衡流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的不平衡流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的校正壓力；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的校正壓力；重復(fù)第重復(fù)第24步直到校正壓力符合要求步直到校正壓力符合要求為止。為止。管段方程組解法管段方程組解法 原理：原理：直接聯(lián)立求解直接聯(lián)立求解 J-S 個(gè)個(gè)連續(xù)
14、性方連續(xù)性方程和程和 L 個(gè)能量方程，求出個(gè)能量方程，求出 PL+J-S 個(gè)個(gè)管段流量。管段流量。具體步驟：具體步驟：對(duì)能量方程進(jìn)行線性化處理；對(duì)能量方程進(jìn)行線性化處理；給定流量初值并計(jì)算線性系數(shù)；給定流量初值并計(jì)算線性系數(shù)；解線性方程求出管段流量；解線性方程求出管段流量；根據(jù)所得流量計(jì)算線性系數(shù)并重新求解根據(jù)所得流量計(jì)算線性系數(shù)并重新求解管段流量直到誤差符合要求。管段流量直到誤差符合要求。041211qqQ02414141254545425252522212121qLAqLAqLAqLA連續(xù)性方程：連續(xù)性方程：Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q4 4Q Q5 5Q Q6 621q32
15、q63q52q41q54q65q能量方程：能量方程：4 45 56 63 32 21 105232212qqqQ063323qqQ054414qqQ06554525qqqQ02323232252525226565652636363qLAqLAqLAqLA將非線形的能量方程轉(zhuǎn)化為線性方程：將非線形的能量方程轉(zhuǎn)化為線性方程：041414141545454545252525221212121qqLAqqLAqqLAqqLA032323232525252526565656563636363qqLAqqLAqqLAqqLA04141545452522121qRqRqRqR0323252526565636
16、3qRqRqRqR14121Qqq2523221Qqqq36332Qqq45441Qqq5655452Qqqq04141545452522121qKqKqKqK03232525265656363qKqKqKqK6.3 6.3 環(huán)狀網(wǎng)平差方法環(huán)狀網(wǎng)平差方法1.1.哈代哈代-克羅斯法克羅斯法 hqSqSqSqS25454241412525222121 Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q4 4Q Q5 5Q Q6 621q32q63q52q41q54q65q4 45 56 63 32 21 1hqSqSqSqS25252232322656526363Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q
17、4 4Q Q5 5Q Q6 621q32q63q52q41q54q65q4 45 56 63 32 21 1hqqh0)()()()(25454241412525222121qqSqqSqqqSqqS0)()()()(25252232322656526363qqqSqqSqqSqqS忽略相鄰環(huán)校正流量和二階微量的影響：忽略相鄰環(huán)校正流量和二階微量的影響：0)(25454414152522121qqSqSqSqSh)(2Sqhq0222222254545425454241414124141252525252252525225252221212122121qSqqSqSqSqqSqSqSqqSqq
18、SqSqqSqSqSqqSqS校正流量的符號(hào)與水頭損失閉合差的符號(hào)相反校正流量的符號(hào)與水頭損失閉合差的符號(hào)相反步驟：步驟：根據(jù)連續(xù)性條件初步分配管段流量；根據(jù)連續(xù)性條件初步分配管段流量；計(jì)算各管段的水頭損失；計(jì)算各管段的水頭損失；以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎鏁r(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，計(jì)以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎鏁r(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，計(jì)算各環(huán)的水頭損失閉合差；算各環(huán)的水頭損失閉合差；計(jì)算各管段的計(jì)算各管段的S Sijijq qijij和每一環(huán)的和每一環(huán)的SSijijq qijij；計(jì)算各環(huán)的校正流量；計(jì)算各環(huán)的校正流量；將管段流量加上校正流量重新計(jì)算水頭損將管段流量加上校正流量重新計(jì)算水頭損失，直到最大閉合差小于允許誤差為止。失
19、，直到最大閉合差小于允許誤差為止。2.2.最大閉合差的環(huán)校正法最大閉合差的環(huán)校正法 管網(wǎng)平差過(guò)程中，任一環(huán)的校正流量都會(huì)管網(wǎng)平差過(guò)程中，任一環(huán)的校正流量都會(huì)對(duì)相鄰環(huán)產(chǎn)生影響。一般說(shuō)來(lái)，閉合差越大校對(duì)相鄰環(huán)產(chǎn)生影響。一般說(shuō)來(lái)，閉合差越大校正流量越大，對(duì)鄰環(huán)的影響也就越大。值得注正流量越大，對(duì)鄰環(huán)的影響也就越大。值得注意的是，對(duì)閉合差方向相同的鄰環(huán)會(huì)加大其閉意的是，對(duì)閉合差方向相同的鄰環(huán)會(huì)加大其閉合差，對(duì)閉合差方向相反的相鄰環(huán)則會(huì)縮小閉合差，對(duì)閉合差方向相反的相鄰環(huán)則會(huì)縮小閉合差。最大閉合差校正法就是在每次平差時(shí)選合差。最大閉合差校正法就是在每次平差時(shí)選擇閉合差最大的環(huán)進(jìn)行平差。最大閉合差不一擇閉
20、合差最大的環(huán)進(jìn)行平差。最大閉合差不一定是基環(huán)的閉合差。定是基環(huán)的閉合差。1.1h7.0h8.0h5.0h6.0h7.1h3.3.多水源管網(wǎng)平差多水源管網(wǎng)平差 多水源給水管網(wǎng)的平差，只需將多水源給水管網(wǎng)的平差，只需將S個(gè)個(gè)水源節(jié)點(diǎn)用一個(gè)虛節(jié)點(diǎn)相連接，構(gòu)成一個(gè)水源節(jié)點(diǎn)用一個(gè)虛節(jié)點(diǎn)相連接，構(gòu)成一個(gè)含有含有-1個(gè)虛環(huán)的單水源給水系統(tǒng)。水源個(gè)虛環(huán)的單水源給水系統(tǒng)。水源節(jié)點(diǎn)與虛節(jié)點(diǎn)相連接的管段稱為虛管段，節(jié)點(diǎn)與虛節(jié)點(diǎn)相連接的管段稱為虛管段，虛管段中的流量等于水源節(jié)點(diǎn)的供水量，虛管段中的流量等于水源節(jié)點(diǎn)的供水量，管段流量方向是從虛節(jié)點(diǎn)流向水源節(jié)點(diǎn)。管段流量方向是從虛節(jié)點(diǎn)流向水源節(jié)點(diǎn)。虛管段的水頭損失等于各水
21、源節(jié)點(diǎn)水壓，虛管段的水頭損失等于各水源節(jié)點(diǎn)水壓，方向是水源節(jié)點(diǎn)指向虛節(jié)點(diǎn)。方向是水源節(jié)點(diǎn)指向虛節(jié)點(diǎn)。泵站泵站水塔水塔0Q Qt th=水塔水位高度水塔水位高度Q Qp ph=水泵揚(yáng)程水泵揚(yáng)程2SQHHbp212221QQHHS4.4.管網(wǎng)計(jì)算時(shí)的水泵特性方程管網(wǎng)計(jì)算時(shí)的水泵特性方程 水泵高效區(qū)的流量與揚(yáng)程之間的關(guān)系可水泵高效區(qū)的流量與揚(yáng)程之間的關(guān)系可用二次曲線模擬：用二次曲線模擬：211SQHHb222SQHHb222211SQHSQHHb22122211QQQHHHHp121Q2Q1H2HQH0131Q3Q1H3HQH02Q2H2CBQAQH2CBQAQH1211CBQAQH2222CBQA
22、QH32335.5.管網(wǎng)核算管網(wǎng)核算 消防時(shí)消防時(shí) 根據(jù)城鎮(zhèn)和各類建筑的規(guī)模，確定同根據(jù)城鎮(zhèn)和各類建筑的規(guī)模，確定同一時(shí)間發(fā)生的火災(zāi)次數(shù)以及一次滅火用水一時(shí)間發(fā)生的火災(zāi)次數(shù)以及一次滅火用水量。按照滿足最不利條件的原則，將著火量。按照滿足最不利條件的原則，將著火點(diǎn)放在控制點(diǎn)及遠(yuǎn)離泵站的大用戶處。發(fā)點(diǎn)放在控制點(diǎn)及遠(yuǎn)離泵站的大用戶處。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，所需自由水頭較小，但由于水生火災(zāi)時(shí)，所需自由水頭較小，但由于水頭損失增大，水泵揚(yáng)程不一定符合要求，頭損失增大，水泵揚(yáng)程不一定符合要求，必要時(shí)應(yīng)增設(shè)消防水泵。必要時(shí)應(yīng)增設(shè)消防水泵。最大轉(zhuǎn)輸時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí) 設(shè)置對(duì)置水塔的給水系統(tǒng)，在最大用設(shè)置對(duì)置水塔的給水系統(tǒng)，在
23、最大用水小時(shí)由水泵和水塔同時(shí)供水，水塔的高水小時(shí)由水泵和水塔同時(shí)供水，水塔的高度必定高于控制點(diǎn)的自由水頭，當(dāng)出現(xiàn)最度必定高于控制點(diǎn)的自由水頭，當(dāng)出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)輸流量時(shí)，水泵必須能供水到水塔。大轉(zhuǎn)輸流量時(shí)，水泵必須能供水到水塔。事故時(shí)事故時(shí) 管網(wǎng)中任一管段在檢修過(guò)程中，系統(tǒng)管網(wǎng)中任一管段在檢修過(guò)程中，系統(tǒng)的供水量都不應(yīng)小于最高用水時(shí)的的供水量都不應(yīng)小于最高用水時(shí)的70%。二泵站供水曲線二泵站供水曲線用水曲線用水曲線0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24最大用水小時(shí)最大用水小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)校核條件：校核條件：消防時(shí)消防時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于最大用水小時(shí)節(jié)節(jié)點(diǎn)流量等于最大
24、用水小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量加消防流量；水泵揚(yáng)程滿足最不利點(diǎn)流量加消防流量；水泵揚(yáng)程滿足最不利消火栓處水壓消火栓處水壓10mH2O；最大轉(zhuǎn)輸時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于最大轉(zhuǎn)輸小節(jié)點(diǎn)流量等于最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)用水量與最大小時(shí)用水量之比乘以最大時(shí)用水量與最大小時(shí)用水量之比乘以最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足水塔最高水小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足水塔最高水位；位；事故時(shí)事故時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于節(jié)點(diǎn)流量等于70最大小時(shí)節(jié)最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足最小服務(wù)水頭。點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足最小服務(wù)水頭。6.4 6.4 輸水管（渠）計(jì)算輸水管（渠）計(jì)算水位差水位差H H已知的壓力輸水管已知的壓力輸水管 要求輸水量為要求輸水量為Q，平行敷設(shè)
25、直徑和長(zhǎng)度，平行敷設(shè)直徑和長(zhǎng)度相同的輸水管線相同的輸水管線n條，則每條管線的流量為條，則每條管線的流量為Q/n，當(dāng)一條管線損壞時(shí)，平行的輸水管線，當(dāng)一條管線損壞時(shí)，平行的輸水管線為為n-條，系統(tǒng)的輸水能力變成條，系統(tǒng)的輸水能力變成Q Q/n，要保證要保證70%的設(shè)計(jì)流量，需要平行布置四條的設(shè)計(jì)流量，需要平行布置四條輸水管。輸水管。平行敷設(shè)兩條彼此獨(dú)立的輸水管：平行敷設(shè)兩條彼此獨(dú)立的輸水管：正常運(yùn)行正常運(yùn)行 25.0 QlAH事故運(yùn)行事故運(yùn)行 27.0 QlAH AA5.0 平行敷設(shè)兩條輸水管，等距離設(shè)置平行敷設(shè)兩條輸水管，等距離設(shè)置N條聯(lián)絡(luò)管段：條聯(lián)絡(luò)管段：正常運(yùn)行正常運(yùn)行 25.0 QLAH
26、事故運(yùn)行事故運(yùn)行 227.0135.01QNLAQNNLAH2227.01135.015.0NNN288.1NN22QLAH22121nnQNLAQNNLAH不同聯(lián)絡(luò)管段數(shù)的事故流量不同聯(lián)絡(luò)管段數(shù)的事故流量水泵供水的輸水管水泵供水的輸水管20)(QSSHHdpS Sd d為輸水管的當(dāng)量摩阻為輸水管的當(dāng)量摩阻22121SSSSSd2222211QSQSQSdQQQ21輸水管特性曲線：輸水管特性曲線：水泵特性曲線：水泵特性曲線：2SQHHb0HQH0HQ Q正常運(yùn)行流量：正常運(yùn)行流量：dpbSSSHHQ0hQ 輸水管用輸水管用n 1條連接管等分成條連接管等分成n段，段，其中任一管段發(fā)生故障時(shí)：其中
27、任一管段發(fā)生故障時(shí)：210)(addpaQnSnSSSHHQQH0H0HQ hQhQQ事故運(yùn)行流量：事故運(yùn)行流量：nSSSSSHHQddpba10nSSSSSSSSQQddpdpa/)(1)1)()(221dpdSSSSSn流量比為：流量比為：解出分段數(shù)：解出分段數(shù)：6.5 6.5 應(yīng)用計(jì)算機(jī)解管網(wǎng)問(wèn)題應(yīng)用計(jì)算機(jī)解管網(wǎng)問(wèn)題 首先對(duì)所需進(jìn)行計(jì)算的管網(wǎng)加以簡(jiǎn)化，首先對(duì)所需進(jìn)行計(jì)算的管網(wǎng)加以簡(jiǎn)化，然后對(duì)節(jié)點(diǎn)、管段和環(huán)進(jìn)行編號(hào)。標(biāo)明管段然后對(duì)節(jié)點(diǎn)、管段和環(huán)進(jìn)行編號(hào)。標(biāo)明管段流量和節(jié)點(diǎn)流量的流向。流量和節(jié)點(diǎn)流量的流向。1236541Q2Q3Q5Q4Q6Q1q2q3q4q5q6q7q00000065253
28、144213752764163QqqQqqQqqqQqqQqqqQqq000100100000101000101110100001101000010010076543217654321QQQQQQQqqqqqqq001001000001010001011101000011010000100100ATqqqqqqqq7654321TQQQQQQQQ76543210 QAq銜接矩陣銜接矩陣0075426431hhhhhhhh0101101001011017654321hhhhhhh10110100101101LThhhhhhhh76543210Lh回路矩陣回路矩陣建立銜接矩陣的方法：建立銜接矩陣的
29、方法：銜接矩陣的行數(shù)等于獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，列數(shù)等銜接矩陣的行數(shù)等于獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，列數(shù)等于管段數(shù)。在行列的交叉位置分別填入于管段數(shù)。在行列的交叉位置分別填入0 0、1 1和和-1-1，管段與節(jié)點(diǎn)不相連時(shí)取，管段與節(jié)點(diǎn)不相連時(shí)取0 0，管段中的流量，管段中的流量流向節(jié)點(diǎn)時(shí)取流向節(jié)點(diǎn)時(shí)取-1-1，離開(kāi)節(jié)點(diǎn)時(shí)取，離開(kāi)節(jié)點(diǎn)時(shí)取1 1。因?yàn)槊恳?。因?yàn)槊恳还芏沃慌c兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，故每一列只有兩個(gè)非管段只與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，故每一列只有兩個(gè)非零數(shù)值，一個(gè)為零數(shù)值，一個(gè)為1 1，另一個(gè)為，另一個(gè)為-1-1。增廣矩陣由。增廣矩陣由兩部分組成，即管段流量部分和節(jié)點(diǎn)流量部分。兩部分組成，即管段流量部分和節(jié)點(diǎn)流量部分。對(duì)于節(jié)點(diǎn)流量部
30、分，只有對(duì)角線上的元素不為對(duì)于節(jié)點(diǎn)流量部分，只有對(duì)角線上的元素不為零，且水源節(jié)點(diǎn)為零，且水源節(jié)點(diǎn)為-1-1，非水源節(jié)點(diǎn)為，非水源節(jié)點(diǎn)為1 1。流量向量元素位置要與銜接矩陣相對(duì)應(yīng)。流量向量元素位置要與銜接矩陣相對(duì)應(yīng)。回路矩陣的行數(shù)等于環(huán)數(shù)，列數(shù)等于管回路矩陣的行數(shù)等于環(huán)數(shù)，列數(shù)等于管段數(shù)。在行和列的交叉位置分別填入段數(shù)。在行和列的交叉位置分別填入0 0、1 1或或-1-1，管段與環(huán)不相關(guān)取，管段與環(huán)不相關(guān)取0 0，管段中水流方向，管段中水流方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)取為逆時(shí)針時(shí)取-1-1，順時(shí)針時(shí)取，順時(shí)針時(shí)取1 1。每一管段。每一管段只能與兩個(gè)環(huán)相關(guān)，故每一列最多只有兩個(gè)只能與兩個(gè)環(huán)相關(guān)，故每一列最多只有
31、兩個(gè)非零數(shù)值，一個(gè)為非零數(shù)值，一個(gè)為1 1，另一個(gè)為，另一個(gè)為-1-1。水頭損失向量元素位置要與回路矩陣相對(duì)應(yīng)水頭損失向量元素位置要與回路矩陣相對(duì)應(yīng) 建立回路矩陣的方法：建立回路矩陣的方法：非線性方程的線性化非線性方程的線性化ijijijnijijnijijijqRqqsqsh1ijijijijijhChRq1Chq jiijHHhHAhT0QHACAQAChQAqT開(kāi)開(kāi) 始始輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)管段數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、允許誤差、管段數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、允許誤差、管道直徑、管段長(zhǎng)度、已知節(jié)管道直徑、管段長(zhǎng)度、已知節(jié)點(diǎn)水壓、節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高、阻力點(diǎn)水壓、節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高、阻力系數(shù)、節(jié)點(diǎn)流量、節(jié)點(diǎn)編號(hào)系數(shù)、節(jié)點(diǎn)流量、節(jié)點(diǎn)編號(hào)給定管段初始流量給定管段初始流量迭代次數(shù)迭代次數(shù)K=0迭代計(jì)算迭代計(jì)算計(jì)算各管段計(jì)算各管段Cij生成系數(shù)矩陣生成系數(shù)矩陣ACAT求出節(jié)點(diǎn)水壓求出節(jié)點(diǎn)水壓計(jì)算管段流量計(jì)算管段流量q(K+1)=Cij(Hi-Hj)q(K+1)-q(K)允許誤差允許誤差q(K+1)0.5(q(K)+q(K+1)迭代次數(shù)迭代次數(shù)K=K+1輸出輸出計(jì)算計(jì)算結(jié)果結(jié)果結(jié)結(jié) 束束是是否否
城市給水排水第6章管網(wǎng)水力計(jì)算
