《管網(wǎng)水力計(jì)算》課件

《管網(wǎng)水力計(jì)算》PPT課件管網(wǎng)水力計(jì)算概述管網(wǎng)模型建立水力計(jì)算原理水力計(jì)算實(shí)例結(jié)果分析與應(yīng)用contents目錄管網(wǎng)水力計(jì)算概述CATALOGUE01定義與目的定義管網(wǎng)水力計(jì)算是對(duì)給定管網(wǎng)系統(tǒng)中的水流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬和分析的過程。目的確定管網(wǎng)中各管段的流量、水頭損失、節(jié)點(diǎn)水壓等參數(shù)，為管網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理提供依據(jù)。根據(jù)實(shí)際需求和管網(wǎng)規(guī)模，確定計(jì)算的范圍和邊界條件，如進(jìn)口流量、出口壓力等。確定計(jì)算范圍和邊界條件建立數(shù)學(xué)模型求解數(shù)學(xué)模型結(jié)果分析和驗(yàn)證根據(jù)管網(wǎng)系統(tǒng)和水流運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，如管段流量方程、節(jié)點(diǎn)水壓方程等。采用適當(dāng)?shù)臄?shù)值計(jì)算方法，如有限差分法、有限元法等，求解數(shù)學(xué)模型，得到各參數(shù)的數(shù)值解。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析和驗(yàn)證，確保其準(zhǔn)確性和可靠性，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。計(jì)算流程解析法通過數(shù)學(xué)公式和定理推導(dǎo)，直接求解管網(wǎng)水力計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，得到精確解。但只適用于簡(jiǎn)單管網(wǎng)系統(tǒng)和特定邊界條件。數(shù)值法采用離散化的方法將管網(wǎng)系統(tǒng)劃分為若干個(gè)節(jié)點(diǎn)和管段，建立離散化的數(shù)學(xué)模型，然后采用數(shù)值計(jì)算方法求解。具有廣泛的適用性和靈活性。近似法基于經(jīng)驗(yàn)公式和簡(jiǎn)化假設(shè)，對(duì)管網(wǎng)水力計(jì)算進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，得到近似的解。適用于快速估算和初步設(shè)計(jì)。計(jì)算方法管網(wǎng)模型建立CATALOGUE02根據(jù)管網(wǎng)的規(guī)模、復(fù)雜性和計(jì)算精度要求，選擇適合的模型類型，如一維、二維或三維模型。確定模型類型根據(jù)實(shí)際需求，確定模型的計(jì)算范圍，包括管網(wǎng)的起止點(diǎn)、分支點(diǎn)和邊界條件等。確定模型范圍根據(jù)計(jì)算需求，確定模型的精度，包括時(shí)間步長(zhǎng)、空間步長(zhǎng)和離散化方法等。確定模型精度模型選擇123輸入管網(wǎng)的幾何參數(shù)，如管徑、長(zhǎng)度、高程等。輸入管網(wǎng)參數(shù)輸入管網(wǎng)的水力學(xué)特性參數(shù)，如流速、流量、壓力等。輸入水力特性參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況，輸入管網(wǎng)的邊界條件，如進(jìn)口流量、出口壓力等。輸入邊界條件模型參數(shù)設(shè)置驗(yàn)證模型精度通過對(duì)比實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)和模型計(jì)算數(shù)據(jù)，驗(yàn)證模型的精度和可靠性。驗(yàn)證模型范圍檢查模型的計(jì)算范圍是否合理，是否存在遺漏或冗余的計(jì)算部分。驗(yàn)證模型適用性評(píng)估模型在不同工況下的適用性，確保模型能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。模型驗(yàn)證030201水力計(jì)算原理CATALOGUE0303密度與粘度流體的密度和粘度是水力計(jì)算中需要考慮的重要參數(shù)。01流體分類根據(jù)流體是否具有粘性，可將流體分為牛頓流體和非牛頓流體。02流態(tài)判別根據(jù)雷諾數(shù)的大小，可以判斷流體的流動(dòng)狀態(tài)是層流還是湍流。流體性質(zhì)管道阻力產(chǎn)生原因管道阻力是由于流體在流動(dòng)過程中受到摩擦力和局部阻力作用而產(chǎn)生的。管道阻力計(jì)算公式根據(jù)達(dá)西-韋斯巴赫公式，可以計(jì)算管道阻力，進(jìn)而求得管內(nèi)流速和壓力損失。管道粗糙度管道粗糙度對(duì)管道阻力有較大影響，不同材質(zhì)和加工方法的管道具有不同的粗糙度。管道阻力水頭損失定義水頭損失水頭損失是指流體在管道或渠道中流動(dòng)時(shí)，由于克服摩擦阻力和局部阻力而產(chǎn)生的能量損失。水頭損失計(jì)算方法根據(jù)流體流動(dòng)的實(shí)際情況，可以采用不同的水頭損失計(jì)算方法，如伯諾里方程、謝才公式等。流速越大，水頭損失越大；流速越小，水頭損失越小。水頭損失與流速的關(guān)系水力計(jì)算實(shí)例CATALOGUE04總結(jié)詞單水源、直線管網(wǎng)、無分支詳細(xì)描述該實(shí)例為一個(gè)單水源供應(yīng)的直線管網(wǎng)，管道無分支，水流從水源地經(jīng)由管網(wǎng)直接輸送到用戶。計(jì)算時(shí)需要考慮管網(wǎng)的阻力損失和沿程水頭損失，以確定管網(wǎng)的水壓分布和流量分配。計(jì)算實(shí)例一：簡(jiǎn)單管網(wǎng)總結(jié)詞多水源、分支管網(wǎng)、環(huán)狀結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述該實(shí)例為一個(gè)多水源供應(yīng)的分支管網(wǎng)，管道存在多個(gè)分支和交匯點(diǎn)，形成復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。計(jì)算時(shí)需要分析各個(gè)水源的流量和壓力，考慮分支管道的水頭損失和阻力損失，以及環(huán)狀管網(wǎng)的閉合條件，以實(shí)現(xiàn)水壓和流量的平衡。計(jì)算實(shí)例二：復(fù)雜管網(wǎng)多個(gè)獨(dú)立水源、分散供應(yīng)、無環(huán)狀結(jié)構(gòu)總結(jié)詞該實(shí)例為一個(gè)由多個(gè)獨(dú)立水源分散供應(yīng)的管網(wǎng)，管道無環(huán)狀結(jié)構(gòu)，水流從各個(gè)水源經(jīng)由管網(wǎng)分別輸送到用戶。計(jì)算時(shí)需要考慮各個(gè)水源的供水能力和管網(wǎng)的阻力損失，以實(shí)現(xiàn)水壓和流量的合理分配，滿足用戶需求。詳細(xì)描述計(jì)算實(shí)例三：多水源管網(wǎng)結(jié)果分析與應(yīng)用CATALOGUE05計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)誤差來源進(jìn)行詳細(xì)分析，并采取措施減小誤差。數(shù)據(jù)對(duì)比分析將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析差異原因，以提高計(jì)算精度。結(jié)果可視化使用圖表、圖像等形式展示計(jì)算結(jié)果，便于理解和分析。結(jié)果分析根據(jù)計(jì)算結(jié)果優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計(jì)，提高工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。工程設(shè)計(jì)優(yōu)化根據(jù)計(jì)算結(jié)果優(yōu)化管網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度，提高供水效率。運(yùn)行調(diào)度優(yōu)化根據(jù)計(jì)算結(jié)果制定管網(wǎng)的應(yīng)急預(yù)案，提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力。應(yīng)急預(yù)案制定結(jié)果應(yīng)用數(shù)據(jù)可靠性確保輸入數(shù)據(jù)的可靠性，避免因數(shù)據(jù)錯(cuò)誤導(dǎo)致