村镇供水中环状网水力计算

一、村镇供水中环状网水力基本计算方程

首先分析环状网水力计算的基本条件。对于任何环状网，管段数P、节点数J (包括泵站、水塔等水源节点)和环数之间存在下列关系：

P = J + L-1  (4-5)

环状管网水力计算是联立求解连续性方程、能量方程和压降方程，见表4-10。

二、村镇供水中环状网计算方法分类

在管网水力计算时，根据求解的未知数是管段流量还是节点水压，具体解法有管段方 程、节点方程或环方程等，见表4-11。

表4-10 连续性方程、能量方程和压降方程

名称	计算公式	说明
连续性方程	任一节点，流向该节点的流量等于该节点流出的流量，假定从节点流出的流量为正，流向节点的流量为负，得：qi+∑qij=0                                     环状管网有J个节点就有J-1个连续方程	Qi – 节点流量，L/S qij – 该节点上的管段流量，L/S
能量方程	管内任一环内，各管段的水头损失之和等于零，也就是说任两个节点之间各管段的水头损失相等。一般假定顺时针方向管段的水头损失为正，逆时针方向为负，得：∑hij=0                                          L个环的管网有L个能量方程	Hij – 管段水头损失，m
压降方程	表示各管段的流量和水头损失关系：	Hi – 管段起端节点的水压，m；Hj – 管段终端节点的水压，m；Sij – 管段摩阻系数

表4-11 解管网方程

名称	解方程
管段方程	联立求解J—1个节点的连续性方程和L个能量方程，以得所有管段的流量:                                                                 管段比较多的时候通常采用计算机求解
节点方程	联立求解5方程和P个管段的压降方程，以得各节点的水压，再据以求出管段的水头损失和流量：
环方程	1. 管网的节点数比管段数少，环数则更少。因此，解每一环校正流量的方程数较少。流量分配后，J个节点已满足连线性方程，但管段水头损失不能满足L个环的能量方程。用校正流量△q调整管段流量，使其满足能量方程。一般假定校正流量△q以顺时针方向为正，逆时针方向为负。 2. L个环有L个环状方程：                                   每一方程表示经流量调整后，该环各管段的水头损失总和。△q表示该环各管段的校正流量， 两环之间的公共管段，应考虑两环的校正流量的影响。校正流量和管段流量方向相同时为加，反之则管段流量应减去校正流量。得出新的管段流量后，根据新流量计算管段损失。按同样步骤， 经过多次校正，知道满足能量方程为止。在调整流量的过程中，各节点仍满足连续性方程的条件。 3. 手工计算时，常采用解环状方程的方法