《流体输配管网 第4版》 课件 第1章 流体输配基础 .ppt

1.2.1.1明渠的分类

由于过水断面形状、尺寸与底坡的变化对明渠水流运动有重要影响，故明渠一般分为以下类型：

1.棱柱形渠道与非棱柱形渠道:

凡是断面形状及尺寸沿程不变的长直渠道，称为棱柱形渠道，否则为非棱柱形渠道。图1-10常见渠道断面形状2.顺坡、平坡和逆坡渠道:

明渠底一般是个斜面，在纵剖面上，渠底便成一条斜直线，这一斜线就是渠道底线的坡度便是渠道底坡，它单位流程上渠底高程降低值。

一般规定：

渠底沿程降低的底坡为称为顺坡；渠底水平时，称为平坡；渠底沿程升高时，称为逆坡。图1-11渠道底坡类型1.2.1.2明渠均匀流的条件与特征均匀流是一种渐变流的极限情况，即流线是绝对平行无弯曲的流动。明渠均匀流的水流具有如下特征：断面平均流速沿程不变；水深也沿程不变；而且总能线即总水头线，水面及渠底相互平行，也就是说，其总水头线坡度（水力坡度），测管水头线坡度（水面坡度）和渠道底坡彼此相等（图1-13），亦即图1-13明渠均匀流

流体输配管网

第4版

第1章流体输配基础1.1有压管网水力计算基础1.1.1枝状管网与环状管网

流体输配管网基本任务：

一、流体（物质）的转运与分配

二、能量的转运与分配

在流体（物质）、能量的转运与分配过程中，存在流体的机械能损失。建筑流体输配管网按照目的和用途来划分，大致可分为下述4类：

1.满足（建筑）环境控制（生产工艺或生活所需要的环境）目标的管网系统；

2.满足生产工艺及生活需要的用水，用气管网系统；

3.安全消防；

4.其它，如制冷机组各元件（零部件）之间的连接管道、空压管道等。

1.1.1.1枝状管网

枝状管网是指输送流体的管道通过串联与并联的组合呈树枝状排列的管道系统（管网）。

图1-1枝状管网

根据并、串联管路的计算原则，可得到该风机应具有的压头为

（1-1）

风机应具有的风量为

（1-2）

图1-2均匀泄流管路管段每单位长度上泄出的流量均相同即等于qV，这种管路称为均匀泄流管路

（1-3）

（1-4）近似写作近似写作（1-5）引入计算流量qVc（1-6）（1-7）流量qVz=0（1-8）

1.1.1.2环状管网

1、Hardy-Cross方法

环状管网是指管道通过串联与并联的组合存在一个以上闭合环路的管道系统（管网）。

图1-3

环状管网遵循串联和并联管路的计算原则，

根据其特点，并存在下列两个条件：

（1）任一节点（如点）流入和流出的流量相等。

（2）任一闭合环路（如）中，如规定顺时针方向流动的阻力损失为正，反之为负，则各管段阻力损失的代数和必等于零。（1）哈迪·克罗斯（Hardy-Cross）方法图1-4环路划分

计算程序如下：

①将管网分成若干环路如图1-4上分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个闭合环路。按节点流量平衡确定流量，选取限定流速?，定出管径D。

②按照上面规定的流量与损失在环路中的正负值，求出每一环路的总损失。

③根据上面给定的流量，若计算出来的不为零，则每段管路应加校正流量，而与此相适应的阻力损失修正值为。

④用同样的程序，计算出第二次校正后的流量，第三次校正后的流量……，直至满足工程精度要求为止。

图1-5 环网计算图

（2）燃气环状管网水力计算方法

手工表格法步骤：

①布置管网，绘制管网平面示意图。

②计算管网各管段的途泄流量。

③假定各管段的气流方向并选择零速点。

④求管网各管段的计算流量。

⑤选择管径。

⑥进行初步计算。

⑦进行校正计算，即水力平差计算。[例1-2]有一低压环网，环网中管段的长度及环内建筑用地面积均如图1-6所示，人口密度每公顷为500人，每人每小时的平均用气量为0.08m3，在2、6、9节点处有三个集中用户，用气量如图所示。现供应该管网的是城市焦炉燃气，燃气对空气相对密度为0.55，求管网中各段的管径。图1-