第五章給水管網水力分析5.1給水管網水力分析方程管網水力計算的目的：確定各水源（水泵、水塔）的供水量，揚程或高度，確定各管段設計流量、管徑以及全部節點的水壓。水力計算的基礎方程：節點流量方程和管段能量方程5.1.1節點流量方程（根據質量守恒定律）含義：流入某一節點的流量等于流出該節點的流量。注意：1管段流量方向（指向節點為負，離開為正）2節點流量方向（流入為負，流出為正）節點流量連續性方程組的變換意義：將兩個或多個節點流量連續性方程相加得到由多個節點組成的大節點流量連續性方程。（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1][9][8][7][6][5][4][3][2]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4例1：環狀網節點流量方程組線性變換求出包括節點（5）和（6）的大節點連續性方程。（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1][9][8][7][6][5][4][3][2]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4所有節點流量方程相加：例1：樹狀網節點流量方程組（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1][7][6][5][4][3][2]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q4,h4節點魄流量報方程疏組經塞過線伶形變娃化，趴可得稻到：可以純看出箱：樹狀狀網蔽中，竿各管撲段流扇量qi可以促用節臭點流忽量Qj表示烏出來蛋。5.蘋1.犬2管段揭能量辱方程（根沸據能挽量守浴恒定某律）管段療兩端儉節點圓水頭紀之差那等于泡該管買段的飽壓降繁：HFi–HTi=漠hii-沒1,享2,缸…,傷MHFi——管段i的上移端點瓶水頭液；HTi——管段i的下侮端點喪水頭槳；hi——管段i的壓捉降；M—雁—管段鳴模型懷中的坊管段傭總數鵝。注意絕：判斷限上下旨端點贊時按肯管段男設定醬的方順向，拖而非生實際雞流向富。M個管掏段，羨可以賣列出M個方談程。（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1樓][9紫][8伐][7雜][6壓][5遣][4詢][3撕][2塔]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4例3：環聚狀網賺節點盲能量剪方程爐組hi可以犬通過翠管段撐的水肆力特斷性表掩示hi=siqinhi=siqi|qi|n-眉1hi=siqi|qi|n-甘1-heii=評1,載2,界…Mhi——管段哈壓降房誠，m；qi——管段啊流量貍，m/丙s;si——管段農阻力停系數巴，應士為管傳段上散管道坦、管躺件、慰閥門姨、泵虜站所葛以設蓄施阻垂力之碼和；hei——管段心揚程靠，如把管段販上未敗設泵買站，偏則hei=0；n—醉—管段狠阻力槍指數度。管段繳流向帖和設勻定方周向一宰致，言為正季，即siqi|qi|n-量1=siqin管段草能量謊守恒圣方程余組的茫變換如果震一些老管段共首尾慚相連賤，形鄰成一悼條路綠徑，劇將這冬些管爛段的秩能量開守恒遮方程蓄相加島或相購減，予到處匙路徑足能量管方程博。例：舍將管珍段[1徹]、[2語]、[3序]的能糠量方胖程相綁加，業再減頂去管違段[4奧]的能電量方毯程，箭可導百出從厚節點儉（7）到擁節點盞（8）之足間一絮條路毫徑的某能量獻方程嫁，即皂：H7-H8=h1+h2+h3-h4（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1砌][9萬][8甜][7庸][6能][5冒][4舉][3逗][2朝]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4思考箭題：癢由節亂點能州量方緩程導舊出：1）由削節點叨（1）、扯（2）、需（3）、胡（6）、令（5）、腔（4）組什成的仰回路痰能量卡方程觀。2）由廁節點檔（1）、掘（2）、組（5）、府（4）組間成的哀環能濱量方談程。可以柴證明目，對術于任銜意環戀狀管址網，贏環能號量方洪程的塔一般勝形式繁為：5.親1.蠻3恒定對流基區本方粗程組水力爽分析閉的數參學含綱義就潤是解穗恒定村流方害程組譯。水力肢分析貌的工杜程意焦義就生是已而知給衫水管格網部樣分水坑力學攀參數但，求晌其余鋸水力物參數指。5.灶2給水客管網江水力絕分析舍基礎5.英2.嶄1水力負分析公前提（1）必盯須已懇知各久管段個的水鴨力特樓性hi=siqinhi=siqi|qi|n-遞1hi=siqi|qi|n-荷1-heii=牌1,填2,席…M沿程桿水頭冠損失傘可以影寫成處：（2）節臣點流袖量與悶節點跪水頭雙必須運一個急已知烘一個數未知已知冶節點搜水頭叮而未仁知節踩點流袋量的格節點喚稱為窮定壓吸節點層。已知傳節點尾流量妄而未杏知節照點水傲頭的俘節點擋成為記定流旦節點江。（3）必鉤須至艇少有態一個優定壓磨節點管網洋中無閘定壓野節點與（R=稿0）時諷，恒急定流賤方程跌組無樸解。因為莫若Hj*為方到程組旋解，Hj*守+Δ專H仍為窄方程擱組的暖解，慢即方刻程組副無解擇。5.灶3單定喬壓節貿點樹擠狀管打網水透力分質析比較卷簡單脾，管告段流負量可影以由窩節點夏流量戒連續鉆性方愧程組媽直接瞇求出除，不嫌要求緩解非告線性匹的能棋量方弄程組清。水力諷分析功計算窗分兩紹步：1、用軌流量場連續懇性條且件計領算管花段流刑量，惠并計泄算出原管段嚷壓降租；2、根車據管蠅段能取量方金程和排管段鞭壓降湖，從暴定壓艇節點忘出發壩推求涌各節屯點水現頭。例5.銅1某城坡市樹用狀給斃水管冤網系賞統如議圖所憤示，稀節點概（1）處這為水扎廠清腸水池料，向枯整個道管網長供水睬，管討段[1珠]上設堂有泵夢站，岔其水鳴力特測性為竄：sp1=3睜11嗎.1兼(流量枝單位m3/s，水敏頭單進位m)雙,he1=4繩2.上6,相n=捕1.摩85乖2。根粥據清全水池未高程扎設計亞，節病點（1）水面頭為H1=7牧.8判m，各躬節點椒流量換、各測管段早長度揚與直鵝徑如非圖所雀示，浙各節盟點地倆面標乘高見僻表5.年1，試閱進行定水力承分析瓦，計具算各貞管段謎流量拐與流閑速、證各節拾點水高頭與寒自由出水頭咱。節點編號(1)(2)(3)(4)(5）（6）（7）（8）（9）（10）地面標高(m)9.811.511.815.217.413.312.813.712.515節點齊地面甲標高單定閥壓節荷點樹州狀管桂網水易力分怪析在管午網水克力計全算時斃，根刊據求頸解的耐未知世數是鈴管段廈流量塌還是配節點饅水壓世，可慈以分胸為解環瞧方程補、解海節點取方程束和解水管段脈方程嘆三類蠅。5.倡4單定勁壓節抬點環可狀管乒網水達力分俗析5.態4.桃1恒定倒流方級程組鏟求解棚方法漿概述解環搬方程：針添對求落解單定泡壓節瓶點擱環旦狀管康網管段慰流量攝初分賄配：就惑是擬比定各濾管段欠流量奇初值窗，使葡它們自滿足柴流量速節點唐連續鵝性方笑程。環流晚量：就稻是沿股順時蘋針方僅向或臂逆時仰針方綠向給政管網獲中一議個環戒內的模每條川管段囑施加竊一個伏相同罪的流憲量，岔不會治改變屠節點剝的流冤量平艇衡。1.解環升方程管網攜經流鋒量分雅配后幸，各勤節點擾已滿恨足連糞續性衡方程揭，可豬是由產該流郊量求旁出的飲管段辨水頭恥損失貪，謹并不局同時仆滿足L個環惰的能南量方黃程，資為此內必須榆多次量將各讓管段辛的流芒量反眉復調史整，勿直到喝滿足非能量畏方程笑，從瞇而得編出各秧管段養的流鈴量和義水頭市損失顫。原理者：在呀初步慎分配衛流量朋的基輔礎上閘，逐襲步調肺整管圈段流顛量以曠滿足克能量朵方程樣。解環咸方程贏具體掛步驟途：①根給據連送續性均條件兵初步摸分配牛管段喚流量卸；②計坊算各斬管段緒的水橡頭損緊失；③以飲順時湊針方預向為陽正，伏逆時刮針方恰向為等負，廣計算先各環皺的水派頭損碼失閉論合差解；④計桃算各以管段東的Sijqij和每仙一環恢的ΣSijqij；⑤計皇算各窗環的暑校正服流量腸；⑥將測管段派流量術加上膛校正責流量耀重新列計算妹水頭層損失桂，直開到最登大閉牧合差禁小于軍允許載誤差超為止煤。2.解節慎點方強程在假奪定每商一節斑點水鐵壓的淺條件灰下，盆應用畢連續腥性方視程以逆及管略段壓假降方虹程，夕通過心計算寄求出帆每一繳節點歌的水由壓。伶節點魔水壓孝已知禮后，淹即可成以從捆任一翻管段闖兩端洞節點賺的水貨壓差羨得出蘋該管陪段的稍水頭纏損失稀，進澤一步櫻從流籌量和亡水頭艱損失獄之間姐的關倆系算發出管市段流爸量。原理僅：在爹初步創擬訂割壓力循的基怖礎上默，逐厘步調活整節豎點水舌壓以件滿足踐連續遲性方蘿程。節點渣方程忽組具慚體步初驟：①根越據泵釀站和寇控制隊點的撥水壓愁標高航，假劃定各慚節點獻的初準始水盈壓。②由hij=H蹲=Hi-Hj=s襪q2的關沿系式害求出鉆管段辛流量寄。③驗證儀每一紅節點偽的管塵段流濱量是硬否滿仔足連鍛續性然方程諷，即菜進入熊該節聞點的畜流量受代數馬和是被否等璃于零災，如齒不等逼于零僚，則私按下肢式求賄出校湊正水拔壓值眠。④除了怪水壓尼已定頭的節潤點外共，按非校正貌每一俊節點憤的水框壓，盟根據愈新的多水壓燦，重段復上著列步海驟計拳算，濱直到友所有啊節點裝的進元出流座量代似數和麻達到誕預定攪的精壯確度堅為止柔。3.解管鼠段方本程應用倦連續碧性方阻程和橋能量規方程球，求帥得各母管段雨流量鼻和水倒頭損請失，章再根悅據已杏知節霧點水業壓求錫出其耐余各脂節點本水壓副。原理榨：直訴接聯嗽立求腹解J-良S個連緞續性纏方程不和L個能洞量方夢程，鉤求出P＝L+搜J-之S個管扶段流母量。管段徑方程書具體凱步驟邪：①對宋能量花方程惑進行怠線性吸化處墳理；②給版定流雕量初廟值并蕉計算墻線性肝系數才；③解逐線性卸方程需求出公管段土流量紙；④根聯據所依得流遲量計祖算線跨性系漁數并招重新宣求解槳管段稱流量板直到乓誤差遲符合喂要求厚。5.泰4.巾2解環蟲方程郵水力脫分析竊方法解環叔方程稈的基售本思暖想：先善進行惹管段杠流量餓初分創配，擺使節浙點流逝量連濃續性赤條件機得到憤滿足下，然浮后，考在保勞持節辣點流擺量連漆續性勇不被啊破壞晴的前跪提下乞，通調過施棟加環目流量念，設犧法使豈各環御的能躺量方拳程得顏到滿施足。環方逢程組纖解法枝（管胸網平遠差）悄哈乎代-克羅側斯法倡解環詠方程件組步信驟：①繪予制管料網平憲差計繞算圖究，標蠢出各蔥計算壟管段漁的長勇度和躺各節擦點的廈地面瞧標高假。②計傷算比偷流量嗽、管方段流貸量和址節點禽總流語量。③根墓據城劍鎮供芹水情恐況，羨擬定敢環狀孤網各總管段杜的水擱流方條向，委按每耳一節歉點滿巷足Qi+qij=0的條與件，顯并考租慮供趣水可除靠性校要求踩分配臣流量改，得剪出分翻配的顫管段謝流量qij(1胸)。④根據調經濟估流速帶或查宮界限餡流量躍表選匯用各丸管段緩的管篩徑。⑤計算疏各管慨段水孩頭損銷失hij。⑥假定躁各環銹內水嫌流順購時針費方向漏管段注中的襯水頭苦損失蔑為正強，逆慘時針頓方向匆管段磨水頭仰損失樹為負猴，計束算該肌環內滅各管痕段的案水頭垃損失球代數線和∑hij，如無∑hij≠0，其賊差值棉為第橋一次狡閉合曬差Δh(1丟)。如果Δh(1桑)>0，說拖明順井時針兼方向明各管典段中塔初步叛分配絨的流宿量多吧了些燃，反科之，切如Δh(1震)<0，說塑明逆抖時針籠方向增管段薄中的頑流量上多些弊。⑦計算堂各環路內各祝管段風的Sijqij其總羞和∑Sijqij，按央下式詳求出撐校正銜流量凈。如閉秧合差遮為正狀，校馬正流售量為距負，裕反之拖則校古正流淘量為索正。⑧設圖鎖上的券校正蒼流量已符號姨以順時茄針為美正，扔逆時自針方鹿向為港負，凡濃流向江和校辮正流藥量方興向相須同的牢管段馳，加際上校有正流粉量，給否則親減去開校正榨流量叢。據尺此得槐第一利次校礦正的所管段僚流量式中擔，Δqs為本邀環的能校正袋流量麗；Δqn為臨鍋環的盛校正氣流量辦。⑨按此賽流量坐再行息計算般，如凝閉合籌差尚像未達廉到允螺許