水管網解算程序范文

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摘要：本文針對現行給水管網電算程序的一些缺陷,作了若干改進，使其輸入原始數據簡單方便，并能自動圈劃回路，適用于不同結構或多水源管網設計與運行管理,能輸出管段流量、結點水壓、水塔高度或水泵工況及其軸功率等結果，比現行程序更方便、通用、有效。簡例介紹了新程序的功能。

關鍵詞：給水系統水力計算解算程序

在現行給水管網計算程序中，解環方程法管網平差程序存在如下缺點：（1）原始數據輸入工作復雜，不僅要輸入管段參數，而且要輸入環數及管段所屬環號，工作量大，自動化水平低，且極易出錯。（2）通用性及適應性差，環狀管網的程序無法應用于樹狀或混合狀管網，對二級水泵直接供水或通過水塔供水，以及多泵站或泵與水塔、水塔與水塔聯合供水等各種情況，現行很多程序不能通用，對給水管網設計計算和運行管理計算，程序也只能分別處理。針對這些缺點，本文運用網絡圖論知識，對解環方程管網平差程序進行了改進，較好地滿足了實際要求。2原始數據輸入與水泵特性曲線擬合

將給水系統進行拓撲變換，使之成為強連通有向賦權圖。對管網中各節點從1開始編號，每個節點流量視為一虛擬分支流量，虛擬分支阻力為R＝0，其流量終點即水泵吸水點。輸入的原始數據（由數據庫系統進行管理）有：各分支起、止節點編號，管段的管徑、管長，分支中水泵型號，分支中恒壓頭（水塔和管段節點高差），以及分支流量。另外由一有格式數據文件輸入分支、含泵站分支數、水泵特性曲線上五對流量與壓力數據。

對水泵H－Q特性曲線上的五對壓力、流量值，采用最小二乘法進行擬合。3管道水頭損失及節點水壓計算

管道水頭損失H按式（1）計算。H=RQ2(1)式中，Q——管段流量，m3/s；D——管徑，m。R——摩阻系數，可按式（2）計算［1，2］。R＝0．001629L／D5．29(2)式中，L——管長，m；D——管徑，m。

為了了解管網水壓分布情況，需要計算各節點相對于參考點的壓力［3］。計算式為。Hbi=Hai-Hi+Pfi+Pvi(3)式中Hai和Hbi分別為分支i中起、止節點的相對壓力值；Hi為分支中的阻力；Pfi和Pvi分別為分支中水泵壓頭及恒壓頭。4阻力排序及獨立網孔圈劃

按圖論知識，閉合鏈稱為網孔或回路。一個包含網絡所有節點但不形成回路相互連通的圖稱為樹，樹中分支稱樹支，其余分支稱為弦。若以Nb、Nj、Nm分別表示網絡的分支數、節點數、獨立網孔數，則有Nm=Nb-Nj+1。理論上，網孔圈劃可由點邊關聯矩陣推演出回路矩陣來實現。但實際運算中此法較繁，故應用上多采用生成樹原理進行圈劃。先挑選出一棵最小生成樹，再選出獨立網孔［4］。