【正文】 ?????????????????????環(huán)狀管網(wǎng)造價 C和管理費用 M都和管徑 D有關。當流量已知時，則造價和管理費用與流速 v有關，因此 年折算費用既可以用流速 v的函數(shù)也可以用管徑 D的函數(shù)表示 。 ?流量一定時，如管徑 D增大（ v相應減小），則管網(wǎng)造價和折舊費增大 ,而電費減小。 ?年折算費用 W值隨管徑和流速的改變而變化，是一條 下凹的曲線 ，相應于曲線 最小縱坐標值的管徑和流速，就是最經(jīng)濟的。 經(jīng)濟管徑為 De，經(jīng)濟流速為 ve。 ?由于水管有標準管徑，如 200mm， 250mm…等，分檔不多，按經(jīng)濟管徑方法算出的不一定就是標準管徑，這時可選用 相近的標準管徑 。 ?設計中也可采用 平均經(jīng)濟流速（表 5—1） 來確定管徑，得出的是 近似經(jīng)濟管徑。 ?一般大管徑可取較大的平均經(jīng)濟流速，小管徑可取較小的平均經(jīng)濟流速。 ?以上是指水泵供水時的經(jīng)濟管徑確定方法， 重力供水時 ，各管段的經(jīng)濟管徑或經(jīng)濟流速，應 按輸水管渠和管網(wǎng)通過設計流量時的水頭損失總和等于或略小于可以利用的標高差來確定 。 ?流量和水頭損失的關系 ? 給水管網(wǎng)任一管段兩端節(jié)點的水壓和該管段水頭損失之間有下列關系： hij=Hi－ Hj Hi、 Hj——從某一基準面算起的管段起端 i和終端 j的水壓， m； hij——管段 ij的水頭損失， m。 ?在管網(wǎng)計算中，主要考慮沿程水頭損失。至于局部水頭損失，因和沿程水頭損失相比很小，通常忽略不計。 ?均勻流流速公式（謝才公式） —重力加速度?！?；—阻力系數(shù)，——水管內(nèi)徑；—或水力坡度；—單位長度水頭損失，—；，圓管滿流時，—水利半徑，——謝才系數(shù)；——管內(nèi)平均流速；—g8Di4DDD4RXARRC22822222222222CgvgvDgvDCggvRCgRCviRiCv?????????????????—流量。—；—比阻，—則有：qD64aaaqqD642gD16qD828445222252242222222CCCggvDiCgDqvvDq????????????????????—摩阻?！芏伍L度；—；—指數(shù)，通常為—alsl2nsqa lqlaqh nnn??????? li?給水管的三種水流流態(tài) ? 阻力平方區(qū) ，此時比阻 a值僅和管徑及水管內(nèi)壁粗糙度有關，而和 Re數(shù)（雷諾數(shù)）無關，例如舊鑄鐵管和舊鋼管在流速 v≥／ s時或金屬管內(nèi)壁無特殊防腐措施時，就屬于這種情況； ? 過渡區(qū) ，此時，比阻 a值和管徑、水管內(nèi)壁粗糙度以及 Re數(shù)有關，例如舊鑄鐵管和舊鋼管在流速 v／ s時，以及石棉水泥管在各種流速時的情況； ? 水力光滑區(qū) ，此時比阻 a值和管徑及 Re數(shù)有關，但和水管內(nèi)壁祖糙度無關，例如應用塑料管和玻璃管時。 ?舍維列夫公式 225 . 22v8 6 1Dv0 . 0 0 0 9 1 2i1 . 2 m / svqD0 0 1 7 3 D1D1 6 q0 0 1 0 Dv0 . 0 0 1 0 7i1 . 2 m / sv10??????????????時，時，攝氏度時：管，水溫適用于舊鑄鐵管和舊鋼?計算舊鑄鐵管和舊鋼管水力坡度 i時，如流速 v≥,則舍維列夫公式的比阻 a=— 2。 ?舍維列夫公式 ? 當水流在過渡區(qū)（ v），應在表 5—2的 a值上乘以修正系數(shù) K， K值見表 5—3。 ?巴甫洛夫斯基公式 ? 適用于混凝土管、鋼筋混凝土管和渠道的水頭損失計算。 ? ?。，式中，時，；，式中，時，會得到如下結果：，將此式帶入，則有：值可采用時，凝土管，當對于混凝土管和鋼筋混?！Π霃?，—；般采用土管和鋼筋混凝土管一—管壁粗燥系數(shù)，混凝——指數(shù)，—）（謝才系數(shù)巴甫洛夫斯基公式中，22222522261612/1yD0 0 2 0 2 aqD0 0 2 0 2 aqi0 1 D0 0 1 7 4 aqD0 0 1 7 4 aqi0 1 ,qDC64aqi4Dn1Rn1C61mR0 1 ~0 1 s/mRn1C?????????????????????????????巴甫洛夫斯基公式 ? 巴甫洛夫斯基公式中的比阻 a值 ?海曾 —威廉公式 頭損失。力坡度即單位長度的水從而也就可以計算出水也就可以確定出來了；確定后，值可以確定出來；管徑管材確定后，則；—值可查表系數(shù)，為一系數(shù)，但并非謝才此處，則則有：，此處 5 5 8 5 5 5 8 5 DCaC55CCDCaqDCiDCl6 7 h8 5 ?????????nnaqaqh?海曾 —威廉公式 ? 系數(shù) C值 ?柯爾勃洛克公式 值。度的水頭損失水力坡度也就是單位長中，就可以得到帶入式；將已知，即可確定出已知，；；據(jù)上式確定出已知，確定出后即可根已知、值；管材確定后即可取定出?！獏⒖急怼^對粗燥度，其值可——阻力系數(shù)；—i2gvDivDvqD2gvDiRekk65kRe/lg2122??????????????????????Dk?柯爾勃洛克公式 ?給水管網(wǎng)計算目的在于求出各水源節(jié)點（如泵站、水塔等）的供水量、各管段中的流量和管徑以及全部節(jié)點的水壓。 ? 環(huán)狀網(wǎng) 管段數(shù) P、節(jié)點數(shù) J（包括泵站、水塔等水源節(jié)點）和環(huán)數(shù) L之間的關系： P=J+L－ 1 ? 樹狀網(wǎng) 環(huán)數(shù) L=0，所以 P=J－ 1 ?管網(wǎng)計算時，節(jié)點流量 qi= ∑q1 、管段長度l、管徑 D和阻力系數(shù) λ 等為已知，需要求解的是管網(wǎng)各管段的流量 qij（此處求解的是最終滿足要求的管段流量而并非是初分流量）或水壓 Hi，所以 P個管段就有 P個未知數(shù)。因此環(huán)狀網(wǎng)計算時必須 列出 P=J+L－ 1個方程 ，才能求出P個流量。 ?管網(wǎng)計算的原理是基于 質量守恒和能量守恒 ，由此得出 連續(xù)性方程和能量方程 。 ?連續(xù)性方程 ? 按照 對任一節(jié)點來說，流向該節(jié)點的流量必須等于從該節(jié)點流出的流量。 ? 離開節(jié)點的流量為正，流向節(jié)點的流量為負。 ? 如管網(wǎng)有 J個節(jié)點，只可以寫出類似于式 qi+∑ qij=0的獨立方程 J－ 1個。因為 J個節(jié)點可以對應 J個類似的方程，但其中任一方程可從其余 J－ 1個方程導出。 ? ?? ?? ? ?????????????????0.... . . . . . . . . .00121Jijiijiijiqqqqqq?能量方程 ?表示管網(wǎng)每一環(huán)中各管段的水頭損失總和等于零的關系。 ?水流順時針方向的管段水頭損失為正，逆時針方向的為負 。 ? ?? ?? ? ????????????? ?0.............002Lijijijhhh?能量方程 ?如水頭損失用指數(shù)公式 h=sqn表示，則能量方程還可以表示為： ? ?? ?? ? ??????????????0. . .. . . . . . . . . .002Lnijijnijijnijijqsqsqs?壓降方程 ? ?正，流向節(jié)點時為負。流離節(jié)點的管段流量為方向而定，這里假定出該節(jié)點的各管段流量總括號內(nèi)的正負號視進?！B接該節(jié)點的管段數(shù)——管段摩阻；—對某一基準點的水壓；和—節(jié)點—，則有又NsjiH,H0qq/ijjiN11iji11???????????????????? ????????????? ?????nijjiinijjinijijijnijijijsHHqsHHshqqsh?給水管網(wǎng)計算實質上是 聯(lián)立求解連續(xù)性方程、能量方程和管段壓降方程 。 ?在管網(wǎng)水力計算時，根據(jù)求解的未知數(shù)是管段流量還是節(jié)點水壓，可以分為 解環(huán)方程、解節(jié)點方程和解管段方程 三類，在具體求解過程中可采用不同的算法。 ?管網(wǎng)經(jīng)流量分配后， 各節(jié)點初分流量已滿足連續(xù)性方程 ，可是由該流量求出的管段水頭損失， 并不同時滿足 L個環(huán)的能量方程 。為此必須多次將 各管段的流量反復調整 ，直到滿足能量方程，從而得出各管段的最終流量和水頭損失。 ?解環(huán)方程時，哈代 —— 克羅斯 (Hardy Cross)法是其中常用的一種算法。由于環(huán)狀網(wǎng)中，環(huán)數(shù)少于節(jié)點數(shù)和管段數(shù)，相應的以環(huán)方程數(shù)為最少，因而成為 手工計算時的主要方法 。 ?解節(jié)點方程是在 假定每一節(jié)點水壓 的條件下，應用連續(xù)性方程以及管段壓降方程 ，通過計算調整，求出每一節(jié)點的最終水壓。節(jié)點的水壓已知后，即可以 從任一管段兩端節(jié)點的水壓差得出該管段的水頭損失 ，進一步從流量和水頭損失之間的關系 算出管段流量 。 ?工程上常用的算法有哈代 —— 克羅斯法。 ?解節(jié)點方程是應用 計算機求解 管網(wǎng)計算問題時，應用最廣的一種算法。 ?該法是 應用連續(xù)性方程和能量方程 ，求得各管段流量和水頭損失，再 根據(jù)已知節(jié)點水壓求出其余各節(jié)點水壓 。 ?需借助 計算機 才能快速求解 。 解管段方程同解環(huán)方程的區(qū)別在于，解環(huán)方程，初分流量已滿足連續(xù)性方程，然后解能量方程，調整初分流量，得最終管段流量和水頭損失。而解管段方程，則是通過一定手段的簡化上來就同時解連續(xù)性方程（不初分流量）和能量方程，因此工作量大，需電算，但所得結果直接就是滿足要求的管段最終流量和水頭損失。