环状网水力计算案例分析

【案例】某镇最高时流量为219.8L/S，由二级泵站直接供给用户。最小服务水头为 28m,水管采用球墨铸铁管。节点流量(包括大用户流量)如图4-5所示。试按环方程法求解。

解：根据用水情况假定各水流方向，并按每一节点的流量平衡条件，进行流量分配， 取流向节点的流量为负，流离节点的流量为正，使之符合连续性方程。按照分配的流量，结合经济流速选定管径。

已知流量、管径、管长，査铸铁管的水力坡度lOOOi,计算出各管段的水头损失。由水头损失h除以流量q得sq值。然后开始环状管平差，求出管网真正的流量分配。管网平差计算见表4-12。表4-12 环状管网平差计算。

环号	管段（m）	管长（m）	管径（mm）	初步分配流量	第一次校正
q（L/S）	1000i	h（m）	∣sq∣	q（L/S）	1000i	h（m）	∣sq∣
Ⅰ	1-2 1-4 2-5 4-5	760 400 400 700	150 150 150 250	-12.0 4.0 -4.0 31.6	6.55 0.909 0.909 3.02	-4.98   0.36 -0.36 2.11	0.415 0.090 0.090 0.067	-12+2.17=-9.83  4.0+2.17=6.17 -4+2.17+0.2=-1.63 31.6+2.17+2.4=36.1	4.60 1.96   0.10     3.86	-3.50 0.78 -0.04 2.70	0.356 0.120 0.025 0.075
	△q1=2.87/2×0.662=2.17	-2.87	0.662			-0.06	0.582
Ⅱ	2-3 2-5 3-6 5-6	850 400 400 850	250 150 300 300	-39.6 4.0 -59.6 76.4	4.55 0.909 3.84 6.08	-3.88 0.36 -1.54 5.17	0.098 0.090 0.026 0.068	-39.6-0.2=-39.8 4-0.2-2.17=1.63 -59.6-0.2=-59.8 76.4-0.2-0.82=75.38	4.57 0.10 3.85 5.93	-3.88 0.04 -1.54 5.04	0.097 0.025 0.026 0.067
	△q2=-0.11/2×0.282=-0.20	0.11	0.282			-0.34	0.215
Ⅲ	4-5 4-7 5-8 7-8	700 350 350 700	250 150 150 150	-31.6 -4.0 4.0 12.8	3.02 0.909 0.909 7.33	-2.11 -0.32 0.32 5.13	0.067 0.080 0.080 0.401	-31.6-2.4-2.17=-36.17 -4.0-2.4=-6.4 4.0-2.4-0.82=0.78 12.8-2.4=10.4	3.86  2.10 0.026 5.06	-2.70 -0.74 0.009 3.54	0.075 0.116 0.012 0.340
	△q3=-3.02/2×0.628=-2.40	3.02	0.628			0.109	0.543
Ⅳ	5-6 6-9 5-8 8-9	850   350 350 850	300 300 150 250	-76.4 58.2 -4.0 39.0	6.08 3.67 0.909 4.44	-5.17 1.28 -0.32 3.77	0.068 0.022 0.080 0.097	-76.4+0.82+0.20=-75.38 58.2+0.82=59.02 -4.0+0.82+2.40=-0.78 39.0+0.82=39.82	5.93 3.88 4.60 4.60	-5.04 1.36 3.91 3.91	0.067 0.023 0.098 0.098
	△q4=0.44/2×0.267=0.82	-0.44	0.267			0.221	0.200

注 每环顺时针管段中的流量为正，逆时针方向的流量为负。

平差注意事项：

(1)计算流量时的正负取值。

(2)两环之间的公共管段校正流量同时受两环的影响，应同时考虑。

经过一次校正后，各环的闭合差已小于0.5m，平差完毕。否则当以同样步骤进行第二次校正，直到闭合差符合要求为止。