给水管网设计时控制点的选择论文_王艳菊

王艳菊

(沈阳绿地置业有限公司,辽宁,沈阳,110000)

【摘 要】给水系统设计时须同时满足水量、水质、水压的要求,其中水压的计算既要满足安全可靠,又要满足经济要求,因此控制点的选择就显得尤为重要。此文先从理论分析所需水压的相关因素,再从具体数据计算控制点选择的正确性。

【关键词】给水管网;设计;控制点

给水系统中必须保证水压满足用户的使用要求,因此在系统设计时要尽可能准确的计算保证管网全部节点正常供水所需的压力,该压力由以下几部分组成:

1、几何高差,又称静扬程,指从水泵的吸水池最低水位到用水点的高程差值;

2、水头损失,包括从水泵吸水管路、压水管路到用水点处所有管道和管件的水头损失之和;

3、用水点处的服务水头,又称自由水压,指用户在用水接管点的地面上测出的测压管水柱高度。

在进行管网设计计算时,要从给水管网中的众多用水点里选择一个用水点,给它一个特别的名字,叫做控制点,只要该点的水压在最高用水量时可以达到最小服务水头的要求,整个管网的用水点就都满足用户水压要求、就不存在低水压区。简言之,所需水压=∑(几何高差+水头损失+服务水头),该值最大的点对应的就是控制点。

可见控制点的选择与几何高差、水头损失、服务水头密切相关,下面就逐一进行分析:

1、首先是几何高差,这是个高程差,因泵站的位置是固定的、唯一的,故用水点的高程越高,高程差越大。

2、其次是水头损失,分为沿程水头损失(hy)和局部水头损失(hj)。

①沿程水头损失hy=αl q2, 式中α为管道比阻,与管径及管内壁粗糙系数有关,l为管道长度,q为流量;

②局部水头损失hj=∑ζv2/2g , 式中ζ为管道局部水头损失系数,v为管道断面平均水流速度。管道的局部损失与管线的水平及顺直等情况有关,长距离输水管道局部水头损失一般占沿程水头损失的5%~10%。

由此可见,用水点距离泵站越远,用水量越大,则水头损失越大。

3、最后是服务水头,即用户要求的自由水压,该数值需根据具体用户特点确定。

因控制点是上述三者之和最大的点,若距离泵站最高的点、最远的点、流量最大的点是同一个点,那么该点即为控制点;若上述之最点不为同一点,那么就都有可能是控制点,只有通过进一步的试算才能确定。

例1: 现以下图所示给水管网为例,计算说明。

某城市采用枝状管网供水,节点流量、地面标高如图所示,各管段长度、管径、比阻见下表,节点4处设一高位水池,最高日总用水量120L/s,其中20L/s由高位水池供给,要求管网最小服务水头为20m。

分析:如上图所示,高程最高的用水点是节点6(标高为9.2m),距离水厂最远的用水点是节点7(距离水厂950m),流量最大的用水点是节点7(流量为30L/S)。初步判断节点6或者节点7有可能为控制点,下面进行具体计算。

由题目可知,在最高日最高供水时,管网由水厂和高地水池同时供水,最高日最高时用水量为120L/s,其中20L/s由高位水池供给,100L/s由水厂供给。

(一)假设节点6为控制点,服务水头为20m,满足节点6的所需压力为H6:

H6=几何高差+水头损失+服务水头=9.2+7.86+20=37.06m;

按上述计算压力值,校核整个管网的全部用水点是否均达到最小服务水头要求。

节点5的服务水头h5=37.06-7.6-5.56= 23.9m; 节点2的服务水头h2=37.06-5.8-3.00 =28.26m;

节点3的服务水头h3=37.06-6.2-6.67= 24.19m; 节点7的服务水头h7=37.06-8.3- 9.62=19.14m<20m;

通过上述计算可知,选择节点6做为控制点的时候,节点7的服务水头不能满足最小服务水头的要求,其他节点均满足最小服务水头的要求,故知控制点应为节点7。

(二)现以节点7为控制点进行验算,服务水头为20m,满足节点7的所需压力为H7:

H7=几何高差+水头损失+服务水头=8.3+9.62+20=37.92m;

同样按上述计算压力值,校核整个管网的全部用水点是否均达到最小服务水头要求。

节点6的服务水头h6=37.92-9.2-7.86= 20.86m;节点5的服务水头h5=37.92-7.6-5.56 =24.76m;

节点2的服务水头h2=37.92-5.8-3.00= 29.12m;节点3的服务水头h3=37.92-6.2-6.67 =25.05m;

即节点7满足服务水头要求时,所有的用水点均满足服务水头的要求,不存在低水压区,所以节点7为管网控制点。

结论:综上所述,控制点的选择主要由初步判断、假定试算、重新调整这几步组成。

第一步:初步判断。就是要观察管网的基本情况,比如管网布局走势、地势起伏大小、用水量大的节点位置、距离水源地最远的节点位置等等,据此来初步判断哪些节点的水压较难满足,它们就是可能成为控制点的节点。

第二步:假定试算。分析管网在最高日最高时的供水情况,依此计算出管段流量、沿程水头损失、总水头损失,然后在初步判断时可能成为控制点的节点中选择一点,先假定其为控制点,进行所需水压计算,依据计算结果进一步计算其余节点的服务水头,看是否均满足了最小服务水头要求。

第三步:重新调整。通过上面第二步的计算后,若满足了所有节点的最小服务水头要求,则控制点选择正确,无需调整;若有没满足的节点,说明这个没满足节点为控制点,若多个节点未满足,则与要求的服务水头相差最大的节点为控制点。重新调整控制点。

参考文献:

[1]《给水工程》严煦世,范瑾初

[2]《城镇给水工程技术与设计》胡开林,胡昱姝,王云珊

论文作者:王艳菊

论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年8月供稿

论文发表时间:2015/12/4

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

给水管网设计时控制点的选择论文_王艳菊
下载Doc文档

猜你喜欢