给水管网水力计算
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11-3给水管网的水力计算
d 4q g
v
求定管径。
流速：（1）干管、立管流速：0.8~1.0m/s；
（2）支管流速：0.6～0.8m/s。 （3）消火栓系统给水管道内水流速度不宜大 于2.5m/s。 （4）自动喷水系统给水管道内水流速度不宜 大于5.0m/s。
三、管网水头损失的计算 (1) 沿程水头损失 hl ＝ i L 式中： hl——管段的沿程水头损失，kPa； L——计算管段长度，m； i－管道单位长度的水头损失,kPa/m。 (2) 局部水头损失
式中：U0——生活给水配水管道的最大用水时卫生器具 给水当量平均出流概率（％） q0——最高日用水定额（升/人· 日）按表11－3取用； m——每户用水人数（人） Kh——小时时变化系数按表11－3取用 Ng——每户设置的卫生器具给水当量数； 0.2——一个卫生器具给水当量的额定流量（l/s）。 使用该公式时应注意：q0应按当地实际使用情况，正确 选定；各建筑物的卫生器具给水当量最大用水时的平均 出流概率参考值见表 11－7。
∴ H =123.0 + 77.2 + 11.8 +15.0 = 227.0 kPa 市政管网供水压力为310kPa > 室内给水所需的压力 227.0 kPa,可以满足1~3层的供水要求。
附图1 1～3层给水管网水力计算用图
一、图纸组成
（一）设计说明及设备材料表 凡是图纸中无法表达或表达不清楚的而又必须为 施工技术人员所了解的内容，均应用文字说明。包括: • 所用的尺寸单位 • 施工时的质量要求 • 采用材料、设备的型号、规格 • 某些施工做法及设计图中采用标准图集的名称 为了使施工准备的材料和设备符合设计要求，便 于备料和进行概预算的编制，设计人员还需编制主要 设备材料明细表，施工图中涉及的主要设备、管材、 阀门、仪表等均应一一列入表中。 返回
v
求定管径。
流速：（1）干管、立管流速：0.8~1.0m/s；
（2）支管流速：0.6～0.8m/s。 （3）消火栓系统给水管道内水流速度不宜大 于2.5m/s。 （4）自动喷水系统给水管道内水流速度不宜 大于5.0m/s。
三、管网水头损失的计算 (1) 沿程水头损失 hl ＝ i L 式中： hl——管段的沿程水头损失，kPa； L——计算管段长度，m； i－管道单位长度的水头损失,kPa/m。 (2) 局部水头损失
式中：U0——生活给水配水管道的最大用水时卫生器具 给水当量平均出流概率（％） q0——最高日用水定额（升/人· 日）按表11－3取用； m——每户用水人数（人） Kh——小时时变化系数按表11－3取用 Ng——每户设置的卫生器具给水当量数； 0.2——一个卫生器具给水当量的额定流量（l/s）。 使用该公式时应注意：q0应按当地实际使用情况，正确 选定；各建筑物的卫生器具给水当量最大用水时的平均 出流概率参考值见表 11－7。
∴ H =123.0 + 77.2 + 11.8 +15.0 = 227.0 kPa 市政管网供水压力为310kPa > 室内给水所需的压力 227.0 kPa,可以满足1~3层的供水要求。
附图1 1～3层给水管网水力计算用图
一、图纸组成
（一）设计说明及设备材料表 凡是图纸中无法表达或表达不清楚的而又必须为 施工技术人员所了解的内容，均应用文字说明。包括: • 所用的尺寸单位 • 施工时的质量要求 • 采用材料、设备的型号、规格 • 某些施工做法及设计图中采用标准图集的名称 为了使施工准备的材料和设备符合设计要求，便 于备料和进行概预算的编制，设计人员还需编制主要 设备材料明细表，施工图中涉及的主要设备、管材、 阀门、仪表等均应一一列入表中。 返回
5第五章-给水管网水力分析
消除邻环影响的校正流量
23
忽略邻环影响，校正流量：
h1 q1 2 (Sq)1 h2 q2 2 ( Sq) 2
q3 h3 2 (Sq) 3
hi 写成通式则为： qi n( sq n1 )i
24
h4 q4 2 ( Sq) 4
（3）虚环能量方程 对于多水源管网，引入虚环概念。关于虚环的假设如下： 1）虚节点：加一个虚节点，编码为0，它供应各个定压节点的
S
2 24 24
q
S
2 34 34
q
பைடு நூலகம்
S
2 23 23
q
1 Ⅰ Ⅱ
2
Q4
S5. 判断如 hmax max( h1 , h2 ) 0
调整管段流量
如何调整？
qij f (ql )
大小
Q3 3
4
ql 与qij 方向相同
(0) (1) qij q q ij l ij (0) (1) qij q q ij l ij
10
【解】第一步：（1）逆推法求管段流量
11
最后一个节点，即：q1+Q1=0，所以，Q1=－q1=－93.75 (L/s) （2）计算管段水头损失和管段压降
1.852 10.67q1 l1 10.67 (93.75 / 1000 )1.852 600 h f 1 1.37 1.852 4.87 1.852 4.87 C Di 100 (400/ 1000 )
下面求节点自由水头。
13
节点水头－地面标高
14
习题
5
1
700m-300
2
600m-200 3
4
给排水管网水力计算方法
给排水管网水力计算方法在给排水工程中，水力计算是非常重要的环节，特别是在设计给排水管网时。
给排水管网的水力计算涉及到流量、压力、速度等多个参数，需要综合考虑。
本文将介绍给排水管网水力计算的方法和步骤。
1. 给排水管网的定义给排水管网是建筑物内或城市管道系统中，传输水、废水的管道和相关附件的总称。
它由供水管网和排水管网组成。
供水管网主要是将清水输送给用户，而排水管网则主要负责排出污水和废水。
2. 给排水管网水力计算的目的在给排水管网水力计算中，主要是要计算出管道内的流量、速度和压力等参数。
这些参数可以帮助我们评估管道的输送能力，确定合适的管道规格和数量，保证给排水系统的正常运行。
3. 给排水管网水力计算的方法给排水管网水力计算一般采用以下两种方法：3.1 简化方法简化方法是指在管道的水力计算中，忽略管道的一些细节，按照一定的模型进行简化。
这种方法适用于一些简单的给排水管网，如单管计算、梯级计算等。
3.2 完整计算方法完整计算方法是指在管道的水力计算中，考虑管道的各种细节因素，包括流体的黏度、管道的弯头、三通、泵站等，以及管道长度、直径等因素。
这种方法适用于复杂的给排水管网，如城市供水、排水系统等。
4. 给排水管网水力计算步骤在进行给排水管网水力计算时，需要遵循以下步骤：4.1 确定管道参数管道参数包括管道长度、直径、材质、壁厚等。
这些参数将影响到管道的流量和阻力。
因此，在进行水力计算之前，需要准确地确定这些参数。
4.2 计算流量流量是指单位时间内通过管道横截面的液体体积。
在给排水管网水力计算中，通常是根据需求流量来计算，因此需要首先确定需求流量。
在确定需求流量后，可以根据流量公式计算出流量大小。
4.3 确定管道阻力管道阻力是指管道内液体流动时，流体与管道壁之间产生的阻力。
在给排水管网水力计算中，需要根据管道直径、材质和流量等参数来计算管道的阻力。
4.4 计算管道压力管道压力是指管道中液体的压强大小。
镇盛自来水厂给水管网水力计算说明书
镇盛自来水厂给水管网水力计算说明书一．作出管网水力计算简图〔见附图〕二．确定各节点，各管段计算流量。
按室内有给水龙头但无卫生间设备最高日用水量，选定用水量规范为80升/人/日。
计算公式为用水人数×80升/人/日用水量=逐一逐一逐一逐一一〔升/秒〕24×3600三，计算水厂水池至斜岭，梅江，白沙最高最远点〔控制点〕的水头损失。
〔一〕沿头水头损失nf的计算。
！，沿程水头损失nf的计算公式；nf=i I式中nf一——管段沿程水头损〔米〕；i———水力披降；I———管段计算长度〔米〕2，塑料给水管水力计算查«给水排水设计手册»第1册第586页，得计算公式；Q1.774i=0﹒000915-——————Qj4.774式中i————水力坡降；Q————计算流量〔米／秒〕；Dj————管的计算内径〔米〕3，钢筋混凝土园管〔满流，n＝０．０１３〕水力计算。
查«给水排水设计手册»第1册第327页，得计算公式；1Ｖ＝————————Ｒ²／³ｉ½ｎＱ＝Ｖ×３．１４１５／４×Ｄ²Ｒ＝Ｄ／４式中Ｄ————ＴＰ管径〔米〕ｖ————流速〔米/秒〕Ｎ——----粗糙系数；Ｑ——----流量〔米〕；ｌ——-—-水力陂降；Ｒ——--—水力半径〔米〕〔二〕局部水头损失ｈｊ的计算。
按沿程水头损失的３０％计。
〔三〕总水头损失∑ｈ计算∑ｈ＝ｆ﹢ｈｊ＝１．３ｈｆ认上详细计算进程从略，计算结果详见下表。
管段沿程水头损失计算结果一览表1，由水池至镇水厂效劳队〔0-——5〕的总水头损失计算；因ｈｆ０－５＝０.６０９ｍ故ｈ＝１．３ｈｆ０－５＝１.３×０.６０９＝０．８〔ｍ〕2，由水池经新光至梅江〔０－１１－１５〕的总水头损失计算；因ｈｆ０－１１－１５＝１．３１ｍ故ｈ０－１１－１５＝１．３ｈｆ０－１１－１５＝１．３×１．３１＝１．７〔ｍ〕3，由水池经新光至斜岭贺龙屋背〔０－１１－１９〕的总水并没有损失计算；因ｈｆ０－１１－１９＝１．５８ｍ，故ｈ０－１１－１９＝１．３ｈｆ０－１１－１９＝１．３×１５８＝２．０５４〔米〕4，由水池至白沙村〔－４－２１－２３〕的总水头损失计算；ｈｆ０－４－３１＝１．１１ｍｈ０－４－３１＝１．３ｈｆ０－４－３１×１．１１＝１．４４〔ｍ〕四，计算斜岭，梅江，白沙最高最远点〔控制点〕的自在水压。
给水管网水力计算-给水管网水力计算
单流束 多流束 水平螺翼式 垂直螺翼式
后退
前进
旋翼式
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小口径水表(D =15-50mm )水流阻力大，
适用于测量小的流量。
旋翼湿式水表
旋翼湿式磁传电子远传水表
各种类型的旋翼式水表 点击查看更多图片
后退
前进
螺翼式
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为大口径水表 (D =50-50mm)水流阻力小，
dj ——管道计算内径，m； qg ——给水设计流量，m3/s； Ch ——海澄-威廉系数：
塑料管、内衬（涂）塑管 Ch = 140； 铜管、不锈钢管 Ch = 130； 衬水泥、树脂的铸铁管 Ch = 130； 普通钢管、铸铁管 Ch = 100。
后退
前进
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1.７ 给水管网的水力计算
后退
前进
水表井
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后退
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1.７ 给水管网的水力计算
1.7.3 水表和特殊附件的局部水头损失
５. 特殊附件的局部阻力 管道过滤器：水头损失一般宜取0.01MPa。 管道倒流防止器：水头损失一般宜取0.025～0.04 MPa。 比例式减压阀： 阀后动水压宜按阀后静水压的80%～90%选用。
４．水表的安装 (１)水表应安装在便于检修和读数，不受曝晒、不冻结、 不受污染和机械损伤的地方。 (２)水表不应承受由管子和管件引起的过度应力，必要时， 水表应装在底座或托架上，以及在水表前加装柔性接头。此 外，水表的上游和下游应适当地固紧，以保证在一侧拆开或 卸下水表时，不至由于水的冲击使设施零件移动。 (３)避免接近水表处流量截面的突然变化。 (４)水流方向应与水表的标注方向一致。 (５)水表前应装设检修阀门，且宜设过滤器。
给水系统水力计算的方法步骤
４）当室外给水管网压力H0小于H 很多时，修正方案，增设 增压设备。
（2）水泵直接供水 水力计算的目的：根据计算系统所需压力和设计秒流量选泵。 （3）水泵水箱联合
2）根据管网水力计算的结果校核水箱的安装高度； 2）不能满足时，可采用放大管径、设增压设备、增加水 箱的安装高度或改变供水方式等措施； 3）根据水泵～水箱进水管的水力计算结果选泵。 5．确定非计算管路各管段的管径； 6．若设置升压、贮水设备的给水系统，还应对其设备进行 选择计算。
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计算结 果分析
计算非计算 管路管径
选加压、 储水设备
二、水力计算的方法步骤
首先根据建筑平面图和初定的给水方式，绘给水管道平面布 置图及轴测图，列水力计算表，以便将每步计算结果填入表内， 使计算有条不紊的进行。
１．根据轴测图选择最不利配水点，确定计算管路，若在轴 测图中难判定最不利配水点，则应同时选择几条计算管路，分 别计算各管路所需压力，其最大值方为建筑内给水系统所需的 压力；
２．以流量变化处为节点，从最不利配水点开始，进行节点 编号，将计算管路划分成计算管段，并标出两节点间计算管段 的长度；
3．根据建筑的性质选用设计秒流量公式，计算各管段的设 计秒流量；
4．绘制水力计算表，进行给水管网的水力计算； （1）外网压力直接供水，计算目的是验证压力能否满足系 统需要。
1）依次计算H1、H2 、 H3 、 H4 ，并计算系统所需压力H； 2）当室外给水管网压力H0≥H 时，原方案可行； 3）当室外给水管网压力H0略大于或略小于H 时，适当放大 管径，降低水头损失，确保方案可行；
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2.4.5 水力计算的方法步骤som Nhomakorabeathing
（2）水泵直接供水 水力计算的目的：根据计算系统所需压力和设计秒流量选泵。 （3）水泵水箱联合
2）根据管网水力计算的结果校核水箱的安装高度； 2）不能满足时，可采用放大管径、设增压设备、增加水 箱的安装高度或改变供水方式等措施； 3）根据水泵～水箱进水管的水力计算结果选泵。 5．确定非计算管路各管段的管径； 6．若设置升压、贮水设备的给水系统，还应对其设备进行 选择计算。
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计算结 果分析
计算非计算 管路管径
选加压、 储水设备
二、水力计算的方法步骤
首先根据建筑平面图和初定的给水方式，绘给水管道平面布 置图及轴测图，列水力计算表，以便将每步计算结果填入表内， 使计算有条不紊的进行。
１．根据轴测图选择最不利配水点，确定计算管路，若在轴 测图中难判定最不利配水点，则应同时选择几条计算管路，分 别计算各管路所需压力，其最大值方为建筑内给水系统所需的 压力；
２．以流量变化处为节点，从最不利配水点开始，进行节点 编号，将计算管路划分成计算管段，并标出两节点间计算管段 的长度；
3．根据建筑的性质选用设计秒流量公式，计算各管段的设 计秒流量；
4．绘制水力计算表，进行给水管网的水力计算； （1）外网压力直接供水，计算目的是验证压力能否满足系 统需要。
1）依次计算H1、H2 、 H3 、 H4 ，并计算系统所需压力H； 2）当室外给水管网压力H0≥H 时，原方案可行； 3）当室外给水管网压力H0略大于或略小于H 时，适当放大 管径，降低水头损失，确保方案可行；
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2.4.5 水力计算的方法步骤som Nhomakorabeathing
第五章_给水管网水力分析
管段的水力特性方程： 管段的水力特性方程：hi=siqin 可将管段流量与水头相互转换， 个方程。 可将管段流量与水头相互转换，即N 个未知量对应 N 个方程。 管段流量 相互转换
（3）必须至少有一个定压节点 ）
• 管网中无定压节点（R=0）时，恒定流方程组无 管网中无定压节点（ ） 解。 • 因为若 j*为方程组解， Hj* +∆H仍为方程组的 因为若H 为方程组解 为方程组解， 仍为方程组的 解，即方程组无解。 即方程组无解。
(H + ∆H ) − (H + ∆H ) = H − H = h
* Fi * Ti * Fi * Ti
* i
5.3 单定压节点树状管网水力分析
比较简单， 比较简单，管段流量可以由节点流量连续性方程 组直接求出，不要求解非线性的能量方程组。 组直接求出，不要求解非线性的能量方程组。 水力分析计算分两步（P89例题 ）： 例题5.1）： 水力分析计算分两步（ 例题 • 1、用流量连续性条件计算管段流量，并计算出管 、用流量连续性条件计算管段流量， 段压降； 段压降； • 2、根据管段能量方程和管段压降，从定压节点出 、根据管段能量方程和管段压降， 发推求各节点水头。 发推求各节点水头。
可以看出：树状网中，各管段流量 可以看出：树状网中，各管段流量qi可以用节点流 表示出来。 量Qj表示出来。
5.1.2 管段能量方程（根据能量守恒定律） 根据能量守恒定律）
管段两端节点水头之差等于该管段的压降： 管段两端节点水头之差等于该管段的压降： HFi –HTi= hi i-1,2,…,M
HFi——管段 的上端点水头； 管段i的上端点水头 管段 的上端点水头； HTi——管段 的下端点水头； 管段i的下端点水头； 管段 的下端点水头 hi——管段 的压降； 管段i的压降 管段 的压降； M——管段模型中的管段总数。 管段模型中的管段总数。 管段模型中的管段总数
（3）必须至少有一个定压节点 ）
• 管网中无定压节点（R=0）时，恒定流方程组无 管网中无定压节点（ ） 解。 • 因为若 j*为方程组解， Hj* +∆H仍为方程组的 因为若H 为方程组解 为方程组解， 仍为方程组的 解，即方程组无解。 即方程组无解。
(H + ∆H ) − (H + ∆H ) = H − H = h
* Fi * Ti * Fi * Ti
* i
5.3 单定压节点树状管网水力分析
比较简单， 比较简单，管段流量可以由节点流量连续性方程 组直接求出，不要求解非线性的能量方程组。 组直接求出，不要求解非线性的能量方程组。 水力分析计算分两步（P89例题 ）： 例题5.1）： 水力分析计算分两步（ 例题 • 1、用流量连续性条件计算管段流量，并计算出管 、用流量连续性条件计算管段流量， 段压降； 段压降； • 2、根据管段能量方程和管段压降，从定压节点出 、根据管段能量方程和管段压降， 发推求各节点水头。 发推求各节点水头。
可以看出：树状网中，各管段流量 可以看出：树状网中，各管段流量qi可以用节点流 表示出来。 量Qj表示出来。
5.1.2 管段能量方程（根据能量守恒定律） 根据能量守恒定律）
管段两端节点水头之差等于该管段的压降： 管段两端节点水头之差等于该管段的压降： HFi –HTi= hi i-1,2,…,M
HFi——管段 的上端点水头； 管段i的上端点水头 管段 的上端点水头； HTi——管段 的下端点水头； 管段i的下端点水头； 管段 的下端点水头 hi——管段 的压降； 管段i的压降 管段 的压降； M——管段模型中的管段总数。 管段模型中的管段总数。 管段模型中的管段总数
给水管网水力计算2
第14页/共63页
给水方式及管道布置
3.给水管道的敷设
第15页/共63页
给水管道的防护
1）防腐 防腐措施：管道除锈后，在外壁涂刷防腐涂料 进行防腐处理。
明装的焊接钢管和铸铁管外刷防腐漆一道， 银粉面漆两道;
镀锌钢管外刷银粉面漆两道；
暗装和埋地管道均刷沥青漆两道；
第16页/共63页
给水管道的防护
第8页/共63页
给水管道布置与敷设
2.布置要求
2）保证建筑物使用功能和生产安全。 管道不能穿过配电间，以免因渗漏造成电气 设备故障或短路； 不能布置在遇水易引起燃烧、爆炸、损坏的 设备、产品和原料的上方， 应避免在生产设备上面设置管道；
第9页/共63页
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给水管道布置与敷设
2.布置要求
3）保证给水管道的正常使用。
第11页/共63页
给水管道布置与敷设
3.给水管道的敷设
敷设要求： （1）引入管埋地敷设 • 在室外埋地敷设时要注意地面动荷载和冰冻的影响，
其管顶覆土厚度不宜小于0.7m，并且管顶埋深应 在冻土线0.2m以下。 • 建筑内埋地管在无动荷载和冰冻影响时，其管顶埋 深不宜小于0.3m。 • 给水横管穿承重墙或基础、立管穿楼板时均应预留 孔洞。暗装管道在墙中敷设时也应预留墙槽。横管 穿过预留洞时，管顶上部净空不得小于建筑物的沉 降量，其净空一般不小于0.1m。
qg——计算管段的给水设计秒流量（L/s）； q0——同一类型的1个卫生器具给水额定流量（L/s） n0——同一类型卫生器具/共63页
一、给水设计流量及生活给水设计秒 流量
例：某公共浴池内有淋浴器20个，浴盆8个，洗 脸盆10个，大便器（冲水箱）5套，污水池2个， 求给水进户总管中的设计秒流量。 解：通过查表确定各卫生器具的同时给水百分数 和当量数。
给水方式及管道布置
3.给水管道的敷设
第15页/共63页
给水管道的防护
1）防腐 防腐措施：管道除锈后，在外壁涂刷防腐涂料 进行防腐处理。
明装的焊接钢管和铸铁管外刷防腐漆一道， 银粉面漆两道;
镀锌钢管外刷银粉面漆两道；
暗装和埋地管道均刷沥青漆两道；
第16页/共63页
给水管道的防护
第8页/共63页
给水管道布置与敷设
2.布置要求
2）保证建筑物使用功能和生产安全。 管道不能穿过配电间，以免因渗漏造成电气 设备故障或短路； 不能布置在遇水易引起燃烧、爆炸、损坏的 设备、产品和原料的上方， 应避免在生产设备上面设置管道；
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给水管道布置与敷设
2.布置要求
3）保证给水管道的正常使用。
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给水管道布置与敷设
3.给水管道的敷设
敷设要求： （1）引入管埋地敷设 • 在室外埋地敷设时要注意地面动荷载和冰冻的影响，
其管顶覆土厚度不宜小于0.7m，并且管顶埋深应 在冻土线0.2m以下。 • 建筑内埋地管在无动荷载和冰冻影响时，其管顶埋 深不宜小于0.3m。 • 给水横管穿承重墙或基础、立管穿楼板时均应预留 孔洞。暗装管道在墙中敷设时也应预留墙槽。横管 穿过预留洞时，管顶上部净空不得小于建筑物的沉 降量，其净空一般不小于0.1m。
qg——计算管段的给水设计秒流量（L/s）； q0——同一类型的1个卫生器具给水额定流量（L/s） n0——同一类型卫生器具/共63页
一、给水设计流量及生活给水设计秒 流量
例：某公共浴池内有淋浴器20个，浴盆8个，洗 脸盆10个，大便器（冲水箱）5套，污水池2个， 求给水进户总管中的设计秒流量。 解：通过查表确定各卫生器具的同时给水百分数 和当量数。
给水排水管道系统第五章给水管网水力分析
量合理分配的重要准则之一。管网流量分配应作到经济 性和可靠性并重。
第十四页，共六十一页。
5.3 环状管网的流量初分配
三，流量分配的步骤： 1，定出管网的控制点；
2，从配水源到控制点之间选定主要的平行供水线路。
3，分配主要干管的流量，平行的管线中应尽可能的分配相似的 流量，分配时应满足节点连续性方程。
4，环流量（校正流量）直接按下式求解：
5，将环流量施加到环内的所有管段，得到新的管道流量，作为新的初值，转第 2步重新计算，管段流量流量迭代公式为：
6，计算压管压降、流速、用顺推法求各节点水头，最后计算节点自由水压，结束计 算。
第四十一页，共六十一页。
哈代-克罗斯法
二，例题： 和前一个例题相同，要求用哈代克罗斯法求解
第二十七页，共六十一页。
四种初分配流量方法的比较
均匀法
预先确定 流向
是
考虑管长 否
节点累计法
是
否
最短树法
是
是
最小平方和法
否
否
截面法
否
否
求解节点 方程 是
是
是
是 是
其他操作
无
无
求最短树，预赋 支管流量 无 无
第二十八页，共六十一页。
5.4 单定压节点树状管网水力分析
定压节点：已经知道节点水头而不知道节点流 量的节点称为定压节点。 定压节点水力分析的步骤： 1，用流量连续性方程计算管段流量，并计算 出管段压降。 2，根据管段能量方程和管段压降方程，从定 压节点出发推求各节点水头
因为节点流量方程是线性相关的，所以其独立的方程个 数为J-1个。所以可列出独立方程J+L-1，即P个。通过联 立求解这两个方程组即可求得管段流量。但管网节点的
第十四页，共六十一页。
5.3 环状管网的流量初分配
三，流量分配的步骤： 1，定出管网的控制点；
2，从配水源到控制点之间选定主要的平行供水线路。
3，分配主要干管的流量，平行的管线中应尽可能的分配相似的 流量，分配时应满足节点连续性方程。
4，环流量（校正流量）直接按下式求解：
5，将环流量施加到环内的所有管段，得到新的管道流量，作为新的初值，转第 2步重新计算，管段流量流量迭代公式为：
6，计算压管压降、流速、用顺推法求各节点水头，最后计算节点自由水压，结束计 算。
第四十一页，共六十一页。
哈代-克罗斯法
二，例题： 和前一个例题相同，要求用哈代克罗斯法求解
第二十七页，共六十一页。
四种初分配流量方法的比较
均匀法
预先确定 流向
是
考虑管长 否
节点累计法
是
否
最短树法
是
是
最小平方和法
否
否
截面法
否
否
求解节点 方程 是
是
是
是 是
其他操作
无
无
求最短树，预赋 支管流量 无 无
第二十八页，共六十一页。
5.4 单定压节点树状管网水力分析
定压节点：已经知道节点水头而不知道节点流 量的节点称为定压节点。 定压节点水力分析的步骤： 1，用流量连续性方程计算管段流量，并计算 出管段压降。 2，根据管段能量方程和管段压降方程，从定 压节点出发推求各节点水头
因为节点流量方程是线性相关的，所以其独立的方程个 数为J-1个。所以可列出独立方程J+L-1，即P个。通过联 立求解这两个方程组即可求得管段流量。但管网节点的
给水管网水力计算方法步骤
给水管网水力计算
1.确定给水管网各管段的管径
给水管道的流速控制范围：
1、对于生活或生产给水管道，一般采用1.0~1.5m/s，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.8~1.0m/s；
2、消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s；
3、其自动喷水灭火系统给水管道的流速不宜大于5m/s，其配水支管在特殊情况下不得大于10m/s。
2.给水系统水压的确定
H=H1+H2+H3+H4
H1——引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压；
H2——引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程与局部阻力水头损失之和；
H3——水表的水头损失；
H4——配水最不利点所需的流出水头。
3.水力计算方法和步骤
1、根据综合因素初定给水方式;
2、根据建筑功能、空间布局及用水点分布情况，布置给水管道，并绘制出给水平面图和轴侧草图；
3、绘制水利计算表格；
4、根据轴侧图选择配水最不利点，确定计算管路；
5、以流量变化处为节点，从配水最不利点开始，进行节点编号，并标注两节点间的计算管段的长度；
6、按建筑的性质选择设计秒流量的计算公式，计算各管道的设计秒流量；
7、根据设计秒流量，考虑流速，查水利计算表进行管网的水利计算，确定管径，并求出给水系统所需压力；
8、校核（H0≥H；H0略＜H ；H0远＜H ）
9、确定非计算管路各管径。
5第五章-给水管网水力分析
5
5.1.1 管段水力特性（续） 管段阻力系数可以用下列综合公式计算：si s fi smi s pi
式中， sfi, smi, spi--管段i的管道摩阻系数、局部阻力系数和泵站
内部阻力系数 . 代入管段能量方程组：
H Fi H Ti si qi qi
n 1
hei
i 1, 2,3, L , M
S3.计算水头损失 h Sq ；
2
q13
Q3 3
1
q12 q2 3
Ⅱ
Q2
2
Ⅰ
q24
Q4
q34
4
S4.计算环闭和差。 各个环编号
16
5.3 管网环方程组水力分析和计算
2 2 h1(0) S12 q122 S23 q2 S q 3 13 13
Q1
Q2
h
(0) 2
0
S q
2 13 13
0 2
h1(0) 2S12 q12 (q1 )
2S23q23 (q1 ) 2S23q23 (q2 )
2( Sq )1 q1
邻环影响
2S13q13 (q1 )
0
19
5.3 管网环方程组水力分析和计算
h1 2( Sq )1 q1 2S23q23 (q2 )
节点分类：定压节点（R），定流节点（N－R）。
问题分类：多定压节点问题；单定压节点问题。
水塔节点为例：水塔高度未定，应给定水塔供水量（定流 节点）；水塔高度已定，可求得水塔供水量（定压节点）。 （2）管网中至少有一个定压节点 管网中至少有一个定压节点，亦称为管网压力基准点。
7
5.1.3 管网恒定流方程组求解方法 （1）树状管网水力计算 管段流量是唯一的，一次计算完成。 （2）环状管网水力计算 1）解环方程组 先进行管段流量初始分配，使满足节点流量连续性条件，
02-4给水管网的水力计算
第2章建筑内部给水系统2.4给水管网的水力计算在求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式，即可求定管径：给水管网水力计算的目的在于确定各管段管径、管网的水头损失和确定给水系统的所需压力。
υπ42dq g =πυgq d 4=式中 q g ——计算管段的设计秒流量，m 3/s ；d j ——计算管段的管内径，m ；υ——管道中的水流速，m/s 。
（2-12）当计算管段的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，使建筑内给水系统所需压力增大。
而流速过小，又将造成管材的浪费。
考虑以上因素，建筑物内的给水管道流速一般可按表2-12选取。
但最大不超过2m/s。
工程设计中也可采用下列数值： DN15~DN20，V =0.6~1.0m/s ；DN25~DN40，V =0.8~1.2m/s 。
生活给水管道的水流速度 表2-122.4.2 给水管网和水表水头损失的计算2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算给水管网水头损失的计算包括沿程水头损失和局部水头损失两部分内容。
１. 给水管道的沿程水头损失（2-13）——沿程水头损失，kPa；式中 hyL——管道计算长度，m；i——管道单位长度水头损失，kPa/m，按下式计算：2.4 给水管网的水力计算2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算式中i——管道单位长度水头损失， kPa/m ；dj——管道计算内径，m；q g——给水设计流量，m3/s；Ch——海澄-威廉系数：塑料管、内衬（涂）塑管C h = 140；铜管、不锈钢管C h = 130；衬水泥、树脂的铸铁管C h = 130；普通钢管、铸铁管Ch = 100。
（2-14）设计计算时，也可直接使用由上列公式编制的水力计算表，由管段的设计秒流量，控制流速在正常范围内，查出管径和单位长度的水头损失。
“给水钢管水力计算表”、“给水铸铁管水力计算表”以及“给水塑料管水力计算表”分别见附表2-1、附表2-2和附表2-3。
给水管网水力计算
86.81
注：节点4除包括流量23.80L/s以外，还应包括工业用
水集中流量6.94L/s。
4.48 7.16
3
水塔
水泵
93.75 600
5.37 88.38 0 300 1
23.80+6.94 60.63 11.63 450 4 650 16.11 5 7.52
2
11.63
8
6 3.67 7 205 7.07 3.67
计 算 方 法 分 类
量。
2.1 环方程组解法
连续性方程qi+∑qij＝0的要求 初步分配流量
满足∑hij＝0或∑sijqijn＝0
？？ 管径和各管段水头损失
平差
不满足∑hij＝0或∑sijqijn＝0，如何解决？
管网平差
按初步分配流量确定的管径基础上，重新分配各管段的 流量，反复计算，直到同时满足连续性方程组和能量方 程组时为止，这一计算过程称为管网平差。
FL qm , qm 1 , , q p 0
0 0 0
初步分配流量qi(0)增加校正流量与（实际流量的的差额）
为Δqi，将qi(0) + Δqi带入上式有
使管段流量逐渐接近于实际流 量，从而使闭合差逐渐减小， 最后趋于0
F1 q10 qi , q20 q2 , , qh0 qh 0
86.81
节点流量 节点流量qi=0.5∑q1：
节点 0 1 2 3 4 5 6 7 8
合计
节点流量（L/s） 0.5×10.74＝5.37 0.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.11 0.5×(5.37+8.95) ＝7.16 0.5×8.95＝4.48 0.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.80 0.5×(8.23+6.80)＝7.52 0.5×(6.80+7.34)＝7.07 0.5×7.34＝3.67 0.5×23.27＝11.63
注：节点4除包括流量23.80L/s以外，还应包括工业用
水集中流量6.94L/s。
4.48 7.16
3
水塔
水泵
93.75 600
5.37 88.38 0 300 1
23.80+6.94 60.63 11.63 450 4 650 16.11 5 7.52
2
11.63
8
6 3.67 7 205 7.07 3.67
计 算 方 法 分 类
量。
2.1 环方程组解法
连续性方程qi+∑qij＝0的要求 初步分配流量
满足∑hij＝0或∑sijqijn＝0
？？ 管径和各管段水头损失
平差
不满足∑hij＝0或∑sijqijn＝0，如何解决？
管网平差
按初步分配流量确定的管径基础上，重新分配各管段的 流量，反复计算，直到同时满足连续性方程组和能量方 程组时为止，这一计算过程称为管网平差。
FL qm , qm 1 , , q p 0
0 0 0
初步分配流量qi(0)增加校正流量与（实际流量的的差额）
为Δqi，将qi(0) + Δqi带入上式有
使管段流量逐渐接近于实际流 量，从而使闭合差逐渐减小， 最后趋于0
F1 q10 qi , q20 q2 , , qh0 qh 0
86.81
节点流量 节点流量qi=0.5∑q1：
节点 0 1 2 3 4 5 6 7 8
合计
节点流量（L/s） 0.5×10.74＝5.37 0.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.11 0.5×(5.37+8.95) ＝7.16 0.5×8.95＝4.48 0.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.80 0.5×(8.23+6.80)＝7.52 0.5×(6.80+7.34)＝7.07 0.5×7.34＝3.67 0.5×23.27＝11.63
给水管网水力计算基础
为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。
管网按其形状可分为枝状［图1(a)］和环状［图1(b)］两种。
管网内各管段的管径是根据流量Q和速度v来决定的，由于Q Av (d2/4)v所以管径d .. 4Q/ v 1.13 Q/v。
但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q一定的条件下，管径还随着流速v的变化而变化。
如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。
反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。
图1管网的形状(a)枝状管网；(b)环状管网因此，在确定管径时，应该作综合评价。
在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。
应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。
但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为：--- 当直径d= 100~400mm 经济流速v= -1.0ms ;--- 当直径d>400mm经济流速v=~1.4m/s。
一、枝状管网枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。
它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。
若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。
因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。
技状管网的水力计算•可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。
1 •新建给水系统的设计对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。
第5讲-1：给水系统水力计算
0.49
——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，％； c ——对应于不同U 0 的系数，按表2-7取用； N g ——计算管段的卫生器具给水当量总数。
U
（1）住宅建筑的设计秒流量计算
3）根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流 概率，按(2-6)式计算得计算管段的设计秒流量：
qg 0.2 U N g
二、设计流速——经济流速
生活或生产给水管道的水流速度宜按表2-13采 用； 消火栓给水系统的管道流速不宜大于2.5m/s； 自动喷水灭火系统的管道流速，不宜大于 5.Om/s，特殊情况下可控制在10m/s以下。
表2-13 生活给水管道的水流速度
公称直径 (mm) 水流速度 (m/s)
15～20 25～40 50～70 ≥80
例题：
某研究院实验室设置单联化验龙头15个， 额定流量0.2 L/s，同时给水百分数为 30%；双联化验龙头12个，额定流量 0.07 L/s，同时给水百分数20%；该管段 设计秒流量应为（ ）L/s。 A．0.50 B．0.80 C．1.07 D．2.86
二、设计流速
当管段的流量确定后，流速的大小将直接影 响到管道系统技术、经济的合理性。流速过 大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件， 并将增加管道的水头损失，提高建筑内给水 系统所需的压力和增压设备的运行费用；流 速过小，会使管道直径变大，增加工程投资。 设计时应综合考虑以上因素，将给水管道流 速控制在适当的范围内。 经济流速
（四）设计秒流量的确定
• 一是 经验法 ，按卫生器具数量确定管径，或以卫 生器具全部给水流量与假定设计流量间的经验数据 确定管径，简捷方便，但精确度较差，不能区别建 筑物的不同类型、不同标准、不同用途和卫生器具 的种类、使用情况、所在层数和位置。 •二是 平方根法 ，以单阀水嘴在额定工作压力时的流 量 0.20L/s 作为一个理想器具的给水当量，其他类型 的卫生器具配水龙头的流量按比例换算成相应的器具 给水当量，设计秒流量与卫生器具给水当量总数的平 方根成正比，建筑物用途不同比例系数不同，当量数 增大到一定程度后，流量增加极少，导致计算结果偏 小。
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第1章建筑内部给水系统1.7给水管网的水力计算1.7.1确定管径求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式即可求定管径：式中q j ——计算管段的设计秒流量，m 3/s ；d ——计算管段的管内径，m ；v ——管道中的水流速，m/s 。
建筑物内的给水管道中不同材质管径流速控制范围可按不同材质管径流速控制范围表选取。
但最大不超过2m/s 。
v dq g 42π=vq d gπ4=不同材质管径流速控制范围表点击查看1.7.2给水管网和水表水头损失的计算１. 给水管道的沿程水头损失式中h y——沿程水头损失，kPa；L ——管道计算长度，m；i——管道单位长度水头损失，kPa/m，按下式计算：后退前进返回本章总目录返回本书总目录式中i ——管道单位长度水头损失，kPa/m ；d j ——管道计算内径，m ；q g ——给水设计流量，m 3/s ；C h ——海澄-威廉系数：塑料管、内衬（涂）塑管C h = 140；铜管、不锈钢管C h = 130；衬水泥、树脂的铸铁管C h = 130；普通钢管、铸铁管C h = 100。
i 1.７给水管网的水力计算1.7.2给水管网和水表水头损失的计算1.7.2给水管网和水表水头损失的计算２. 生活给水管道的局部水头损失管段的局部水头损失计算公式式中h j ——管段局部水头损失之和，kPa ；ζ ——管段局部阻力系数；v ——沿水流方向局部管件下游的流速，m/s ；g ——重力加速度，m/s 2。
∑=g v h j 22ζ1.7.2给水管网和水表水头损失的计算根据管道的连接方式，采用管（配）件当量长度计算法管（配）件当量长度：螺纹接口的阀门及管件的摩阻损失当量长度，见阀门和螺纹管件的摩阻损失的当量长度表。
管（配）件产生的局部水头损失大小同管径某一长度管道产生的沿程水头损失则：该长度即为该管（配）件的当量长度。
等于阀门和螺纹管件的摩阻损失的当量长度表点击查看1.7.2给水管网和水表水头损失的计算按管网沿程水头损失的百分数取值法不同材质管道、三通分水与分水器分水管内径大小的局部水头损失占沿程水头损失百分数的经验取值，分别见不同材质管道的局部水头损失估算值表和三通分水与分水器分水的局部水头损失估算值表。
不同材质管道的局部水头损失估算值表和三通分水与分水器分水的局部水头损失估算值表点击查看1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失（一）水表的分类及比较 1. 水表的分类(１)按计量元件运动原理分类：a. 容积式水表b ．速度式水表旋翼式螺翼式速度式水表单流束多流束水平螺翼式垂直螺翼式小口径水表(D =15-50mm)水流阻力大，适用于测量小的流量。
旋翼湿式水表旋翼湿式磁传电子远传水表各种类型的旋翼式水表点击查看更多图片水平螺翼式水表水平螺翼可拆卸传干式水表为大口径水表(D =50-50mm )水流阻力小，适用于测量大流量。
1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失(２)按读数机构的位臵分类：a．现场指示型；b．远传型：分无线和有线两种；c．远传、现场组合型。
(３)按水温度分类：a．冷水表；b．热水表。
(４)按计数器的工作现状分类：a．湿式水表；b．干式水表；c．液封式水表。
(５)按被测水压力分类：a．普通型水表；b. 高压水表。
目前我国民用建筑中常用的水表为速度式水表。
1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失２. 水表性能的比较结论：速度式湿式多流束水表既有较好的计量性能，又有较好的实用经济性。
（1）速度式水表与容积式水表比较水表类型比较项目速度式表容积式表1．整机机械结构2．零件制造精度3．制造成本4．灵敏性能5．整机调校6．使用维修较简单较低较低较好较易方便较复杂要求高较高优良较难较困难1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失（2）多流束水表与单流束水表的比较水表类型比较项目多流束表单流束表1．整机机械结构2．制造成本3．灵敏性能4．易损件使用情况5．正常工作周期6．压力损失较复杂较高优良叶轮、顶尖单边磨损轻较长较大简单低差叶轮、顶尖单边磨损甚较短较小1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失（3）湿式水表与干式水表比较水表类型比较项目湿式表干式表1．整机机械结构2．制造成本3．对被测水质要求4．灵敏性能较简单较便宜较高(否则表盘易污染)好较复杂（增加密封机构）较高(计数器分为2层，零件多)不高较差1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失（二）水表的性能１．水表的常用术语最大流量（Qmax ）公称流量（Qn）分界流量（Qt ）最小流量（Qmin）始动流量（Qs）流量范围公称压力压力损失示值误差示值误差限计量等级）：(１)最大流量（Qmax水表在规定误差限内使用的上限流量。
在最大流量时，水表只能短时间使用而不至损坏。
此时旋翼式水表的水头损失为100kPa，螺翼式水表的水头损失为10kPa。
）：(２)公称流量（Qn水表在规定误差限内允许长期通过的流量，其数值为最大）的1/2。
流量（Qmax）：(３)分界流量（Qt水表误差限改变时的流量，其数值是公称流量的函数。
）：(４)最小流量（Qmin水表在规定误差限内使用的下限流量，其数值是公称流量的函数。
）：(５)始动流量（Qs水表开始连续指示时的流量，此时水表不计示值误差。
但螺翼式水表没有始动流量。
(６)流量范围：最大流量和最小流量之间的范围。
流量范围分为二个区间，二个区间的误差限各不相同。
(７)公称压力：水表的最大允许工作压力，MPa。
(８)压力损失：水流经水表所引起的压力降低，MPa。
(９)示值误差：水表的示值和被测水量真值之间的差值。
(10)示值误差限：技术标准给定的水表所允许的误差极限值，亦称最大允许误差。
a．当Qmin ≤Q <Qt时，示值误差±5％。
b．当Qt ≤Q≤Qmax时，示值误差±2％。
(11)计量等级：水表按始动流量、最小流量和分界流量分为A、B二个计量等级。
1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失２．水表的技术参数见水表技术参数表３．水表水头损失的计算水表的水头损失可按下式计算：式中h d——水表的水头损失，kPa；qj——计算管段的给水设计流量，m3/h；K b ——水表的特性系数，一般由生产厂提供。
水表技术参数表点击查看1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失４．水表的安装(１)水表应安装在便于检修和读数，不受曝晒、不冻结、不受污染和机械损伤的地方。
(２)水表不应承受由管子和管件引起的过度应力，必要时，水表应装在底座或托架上，以及在水表前加装柔性接头。
此外，水表的上游和下游应适当地固紧，以保证在一侧拆开或卸下水表时，不至由于水的冲击使设施零件移动。
(３)避免接近水表处流量截面的突然变化。
(４)水流方向应与水表的标注方向一致。
(５)水表前应装设检修阀门，且宜设过滤器。
水表井1.7.3水表和特殊附件的局部水头损失５. 特殊附件的局部阻力管道过滤器：水头损失一般宜取0.01MPa。
管道倒流防止器：水头损失一般宜取0.025～0.04 MPa。
比例式减压阀：阀后动水压宜按阀后静水压的80%～90%选用。
确定给水计算管路水头损失、水表和特殊附件的水头损失之后，即可根据公式求得建筑内部给水系统所需压力。
1.7.4求给水系统所需压力确定之后根据公式求得建筑内部给水系统所需压力给水计算管路水头损失水表和特殊附件的水头损失1.7.5水力计算的方法步骤首先根据建筑平面图和初定的给水方式，绘给水管道平面布臵图及轴测图，列水力计算表，以便将每步计算结果填入表内，使计算有条不紊的进行。
１．根据轴测图选择最不利配水点，确定计算管路，若在轴测图中难判定最不利配水点，则应同时选择几条计算管路，分别计算各管路所需压力，其最大值方为建筑内给水系统所需的压力；２．以流量变化处为节点，从最不利配水点开始，进行节点编号，将计算管路划分成计算管段，并标出两节点间计算管段的长度；1.7.5水力计算的方法步骤３．根据建筑的性质选用设计秒流量公式，计算各管段的设计秒流量；４．进行给水管网的水力计算；绘制水力计算表.５．确定非计算管路各管段的管径；６．若设臵升压、贮水设备的给水系统，还应对其设备进行选择计算。
绘制水力计算表点击查看示例1.７给水管网的水力计算1.7.5水力计算的方法步骤[例题]某5层10户住宅，每户卫生间内有低水箱坐式大便器1套，洗脸盆、浴盆各1个，厨房内有洗涤盆1个，该建筑有局部热水供应。
右图为该住宅给水系统图，管材为镀锌钢管。
引入管与室外给水管网连接点到最不利配水点的高差为17.1m。
室外给水管网所能提供=270kPa。
的最小压力H试进行给水系统的水力计算。
后退前进返回本章总目录返回本书总目录配水最不利点为低水箱坐便器，故计算管路为0、1、2、……9。
该建筑为普通住宅Ⅱ类，选用公式计算各管段设计秒流量。
由住宅最高日生活用水定额及小时变化表查：用水定额q 0=200L/（人·d ），小时变化系数K h =2.5，每户按3.5人计。
查住宅最高日生活用水定额及小时变化表得：坐便器N =0.5，浴盆龙头N =1.0，洗脸盆龙头N =0.75，洗涤盆龙头N =1.0。
根据公式先求出平均出流概率U 0:[解]g g N U q ⋅⋅=2.0g g N U q ⋅⋅=2.0()%1001149.0⨯-+=g g c N N U α%10036002.000⨯⨯⨯⨯⨯⨯=T N K m q U gh 查αc 与U 0的对应关系表找出对应的αc 值代入公式：求出同时出流概率U ，再代入公式可求得该管段的设计秒流量。
重复上述步骤可求出所有管段的设计秒流量。
流速应控制在允许范围内，查附录1-1可得管径DN 和单位长度沿程水头损失，由公式计算出管路的沿程水头损失。
各项计算结果均列入给水管网水力计算表中。
g g N U q ⋅⋅=2.0下一节：1.8增压和贮水设备各种类型的旋翼式水表返回。