水管网解算程序范文

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摘要：本文针对现行给水管网电算程序的一些缺陷,作了若干改进，使其输入原始数据简单方便，并能自动圈划回路，适用于不同结构或多水源管网设计与运行管理,能输出管段流量、结点水压、水塔高度或水泵工况及其轴功率等结果，比现行程序更方便、通用、有效。简例介绍了新程序的功能。

关键词：给水系统水力计算解算程序

在现行给水管网计算程序中，解环方程法管网平差程序存在如下缺点：（1）原始数据输入工作复杂，不仅要输入管段参数，而且要输入环数及管段所属环号，工作量大，自动化水平低，且极易出错。（2）通用性及适应性差，环状管网的程序无法应用于树状或混合状管网，对二级水泵直接供水或通过水塔供水，以及多泵站或泵与水塔、水塔与水塔联合供水等各种情况，现行很多程序不能通用，对给水管网设计计算和运行管理计算，程序也只能分别处理。针对这些缺点，本文运用网络图论知识，对解环方程管网平差程序进行了改进，较好地满足了实际要求。2原始数据输入与水泵特性曲线拟合

将给水系统进行拓扑变换，使之成为强连通有向赋权图。对管网中各节点从1开始编号，每个节点流量视为一虚拟分支流量，虚拟分支阻力为R＝0，其流量终点即水泵吸水点。输入的原始数据（由数据库系统进行管理）有：各分支起、止节点编号，管段的管径、管长，分支中水泵型号，分支中恒压头（水塔和管段节点高差），以及分支流量。另外由一有格式数据文件输入分支、含泵站分支数、水泵特性曲线上五对流量与压力数据。

对水泵H－Q特性曲线上的五对压力、流量值，采用最小二乘法进行拟合。3管道水头损失及节点水压计算

管道水头损失H按式（1）计算。H=RQ2(1)式中，Q——管段流量，m3/s；D——管径，m。R——摩阻系数，可按式（2）计算［1，2］。R＝0．001629L／D5．29(2)式中，L——管长，m；D——管径，m。

为了了解管网水压分布情况，需要计算各节点相对于参考点的压力［3］。计算式为。Hbi=Hai-Hi+Pfi+Pvi(3)式中Hai和Hbi分别为分支i中起、止节点的相对压力值；Hi为分支中的阻力；Pfi和Pvi分别为分支中水泵压头及恒压头。4阻力排序及独立网孔圈划

按图论知识，闭合链称为网孔或回路。一个包含网络所有节点但不形成回路相互连通的图称为树，树中分支称树支，其余分支称为弦。若以Nb、Nj、Nm分别表示网络的分支数、节点数、独立网孔数，则有Nm=Nb-Nj+1。理论上，网孔圈划可由点边关联矩阵推演出回路矩阵来实现。但实际运算中此法较繁，故应用上多采用生成树原理进行圈划。先挑选出一棵最小生成树，再选出独立网孔［4］。