给排水专业相关计算

给排水专业各章节计算公司汇编第一篇：给水工程第1章：给水总论一、用水量计算序号计算公司说明1城镇或居住区最高日生活用水Q1=ΣqiNi（m3/d）qi—不同卫生设备住居区最高日生活用水定额（m3/d·人）Ni—设计年限计划用水人数2工业企业生产用水和工作人员生活用水量Q2=Σ（Qi+Qi+Qi）（m3/d）Qi—各工业企业生产用水量（m3/d），由工艺确定Qi—各工业企业职工生活用水量（m3/d），一般采用25~35l/(人·班)，是变化系数为2.5~3.0Qi—各工业企业职工淋浴用水量（m3/d），一般采用40~60l/(人·班)，淋浴延续时间为1h3公共建筑用水量Q3=ΣqjNj（m3/d）qj—公共建筑最高日用水定额Ni—各公共建筑的用水单位数（人、床····）4浇洒道路绿化用水量Q4=ΣqlNl（m3/d）Ql—用水定额,浇洒道路和场地为2.0~3.0l/(m2·d),每日浇洒2次，绿化用水量1.0~3.0l/(m2·d)，每日浇洒2次Ni—每日浇洒道路和绿化的面积与次数5未预见水量和管网漏水量Q5=（0.15~0.25）X(Q1+Q3+Q4)+аQ2（m3/d）未预见水量和管网漏水量可按最高日用水量的15%~25%计算，工业企业未预见水量系数а，根据工业发展情况定，远距离输水渗漏量较大，应通过调查研究计算确定6消防用水量Q6=ΣqsNs（l/s）qi—一次灭火用水量，（l/s）Ni—同一时间内的火灾次数7最高日设计流量Qd=（1.15~1.25）X(Q1+Q3+Q4)+(1+а)Q2（m3/d）8最高日最高时设计流量Qh=Kh·Qd/86.4（l/s）Kh—时变化系数Qd--最高日设计流量（m3/d）最高日最高时和平均时流量按一天运行24小时算出，否则按实际运行时间换算9最高日平均时设计流量Q‘h=Kh·Qd/86.4（l/s）注：工业企业生产用水量在不能由工艺要求确定时，也可以按下式估算：Qi=Qb(1-n)Qi--工业企业生产用水量m3/dq---城市工业万元产值用水量，m3/万元B—城市工业总产值；n—工业用水重复利用率。二、流量关系及调节构筑物容积——重点掌握1.给水系统的设计流量图1水处理构筑物及以前的设施：高日平均时用水量地表水源地下水源T——一泵站每天工作时间，不一定为24h管网设计流量：满足高日高时用水量二泵站：满足管网高日高时用水量不分级供水——高日高时流量分级供水——最高一级供水量清水输水管：满足管网高日高时用水量无水塔时与管网设计流量同有水塔时按二泵站最高一级供水量设计2.调节构筑物容积计算清水池有效容积W=W1+W2+W3+W4(m3)W1——清水池调节容积W2——消防贮水量，2h灭火用水量W3——水厂用水量，水厂自用水量W4——安全贮水量，一般为0.5m深清水池的作用之一是（调节一、二泵站供水的流量差）。——清水池的调节作用水厂QdQh管网最高日平均时流量高日高时流量调节容积W1=阴影面积A或者B(m3)无供水曲线时估取W1=(10~20)%QdABB一泵站供水线二泵站供水线0t1t224时间(h)供水量(m3/h))10.1~05.1)(/(3hmTQQdh)1)(/('3即上式中的hmTQQdh)/(3hmTQKQdhh清水池水塔的有效容积W=W1+W2W1——水塔调节容积水塔调节二泵站供水量与用户用水量的差额依二泵站供水曲线和用户用水曲线计算或按Qd的百分数估取——教材P13W2——消防贮水量，10min室内消防水量3、水泵扬程的确定A、一级水泵扬程的确定Hp=H0+∑h——扬程计算通式H0——从吸水池最低水位到出水池最高水位的高差（取水构筑物吸水井最低水位——混合池最高水位）∑h——从吸水管起点到出水管终点的总水头损失∴Hp=H0+∑h=H0+∑hs+∑hdB、二级泵站扬程计算•无水塔管网的二泵站扬程起点：清水池或吸水井最低水位终点：管网控制点最小服务水头液面•设网前水塔管网的二泵站扬程起点：清水池或吸水井最低水位终点：水塔最高水位•设对置水塔管网的二泵站扬程设计时：同无水塔管网最大转输校核时：终点：水塔最高水位掌握扬程计算基本公式：Hp=H0+∑h4、水塔高度的计算依据能量方程，根据管网控制点最小服务水头Ht=Hc+hn-(Zt-Zc)Ht——水塔高度，水柜底高于地面的高度，mHc—控制点C要求的最小服务水头,mhn—按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失，mZt—设置水塔处的地面标高，mZc--控制点C处的地面标高，m与水塔在管网中的位置无关Zt越高，Ht越小：建在高处，水塔造价低第2章输水和配水工程用户的用水量包括集中用水量和分散用水量1、(对分散用水量)比流量qs：假设所有的分散用水量均匀分布在全部干管长度上，此时，单位管长向外配出的流量称比流量。Q——设计流量，Qh∑q——集中流量总和)/(msLlqQqs∑l——管网总计算长度l——管段计算长度：管段配水情况管段计算长度l双侧配水为管段实际长度单侧配水为管段实际长度的一半不配水为02、沿线流量ql：在假设全部干管均匀配水前提下，沿管线向外配出的流量。ql=qsl（与计算长度有关，与水流方向无关）3、节点流量：集中用水量一般直接作为节点流量分散用水量经过比流量、沿线流量计算后折算为节点流量，即节点流量等于与该点相连所有管段沿线流量总和的一半。qi=0.5∑ql0.5——沿线流量折算成节点流量的折算系数4、管段计算流量qij——确定管径的基础5、管段流量qij与沿线流量ql的区别：计算目的不同，算法不同：ql：在假定前提下，管段向外沿线配出，其值的大小沿线减小，无水流方向问题，只有数值大小，用以定节点流量及管段流量；qij：是依据节点流量得出的管段内大小不变的流量，含义上qij=本段沿线流量的折算流量q+本段向下游转输的qt，依据水流连续性计算，有方向性，用来确定管径、计算水头损失前提条件：必须满足节点流量平衡条件，即满足节点连续性方程i点的连续性方程:qi+∑qij=0（流入i点和流出i点的流量代数和为0）qi——i点的节点流量qij——从节点i到节点j的管段流量，“流入为负，流出为正”6、管径计算由“断面积×流速=流量”，得树状管网水力计算步骤)(4mqD环状管网水力计算的步骤——结合例题管网校核消防时最高时流量+消防流量：Qh+Qx水压要求：10m事故时事故供水量：最高时流量×70%：Qh×70%水压要求同最高用水时最大转输时最大转输时流量：QtQhqsqlqiqijveDijqijhijHPHtH节点起点QhqsqlqiqijDijhijΔqiqij(0)+Δqi本-Δqi邻Δhi＜E平差结束Ht，HPHiYN树状管网水力计算步骤水压要求：能够供水至水塔最高水位在各校核流量、水压要求下，较核设计时所选水泵是否能提供相应的流量及扬程三、输水管渠水力计算位置水头H=Z-Z0是固定的，正常供水时和事故时可利用的水头差相等；平行设置的几根输水管若管径相同，则各条输水管的摩阻相等；输水管分段若是等分的，则各段的摩阻相等；事故供水量应为设计水量的70%以上。平行2根输水管，通过连通管等分成3段可满足事故时供水量Qa≥70%Q设计正常供水时：事故时：又H1=H2，则n=3.86≈4段第3章取水工程1、进水孔格栅面积的设计（P55）F0=Q/K1K2v0F0—进水孔或格栅面积，m2Q--进水孔的设计流量，m3/sv0--进水孔的设计流速，m/sK1—栅条引起的面积减少系数：K1=b/b+s,b为栅条净距，s为栅条厚度（或直径）K2--格栅阻塞系数。采用0.75，水流通过格栅的水头损失，一般采用0.05~0.1m2、平板式格网的面积可按下式计算：（P56）F1=Q/K1K2εv1F1—平板式格网的面积，m2Q—通过网格的流量，m3/sV1--通过网格的流速，m/s一般采用0.2~0.4m/sK1—栅条引起的面积减少系数：K1=b/（b+d）2,b为网眼尺寸，一般为5*5~10*10mm，d为网眼直径,一般为1~2mmK2--格栅阻塞系数。一般采用0.5，ε—水流收缩系数，一般采用0.64~0.80水流通过格栅的水头损失，一般采用0.1~0.2m3、旋转格网的有效过水面积可按下式计算：（P57）F2=Q/K1K2K3εv1F2—旋转格网的有效过水面积，m2Q—通过网格的流量，m3/sV2--通过网格的流速，m/s一般采用0.7~1.0m/s21)2('QnSHQQQSQSnHaaa75.0,')2(')1(222而K1—栅条引起的面积减少系数：K1=b/（b+d）2,b为网眼尺寸，一般为5*5~10*10mm，d为网眼直径,一般为1~2mmK2--格栅阻塞系数。一般采用0.75，K3—由框架引起的面积减少系数。一般采用0.75ε—水流收缩系数，一般采用0.64~0.80旋转格网在水下的深度:H=F2/2B-RH—格网在水下部分的深度，mmB--格网宽度：mF2--旋转格网的有效过水面积，m2R—网格下部弯曲半径，目前使用的标准滤网的R值为0.7m当为直流进水时，可用B代替式中的（2B）来计算H，水流通过旋转格网的水头损失，一般采用0.15~0.30m第4章给水处理1、速度梯度GG=√P/μG——速度梯度，s－1；p——对单位水体的搅拌功率，W/m3；μ——水的动力粘度，Pa•s。2、速度梯度计算机械搅拌：G——速度梯度，s－1；p——对单位水体的搅拌功率，W/m3；N—电机功率，kwμ——水的动力粘度，Pa•s。η1--搅拌设备机械效率：约为0.75η2—传动系统的效率：约为0.6~0.9η总—总效率：约为0.5~0.7水力搅拌：G——速度梯度，s－1；ρ—水的密度（约为1000kg/m3,详见P98表1-4-5）；h—流过水池的水头损失，m;μ——水的动力粘度，Pa•s。dyduGVNVPpG211000TghGT—水的停留时间：sg—重力加速度，9.81m/s23、G、GT值范围混合池：G＝500～1000s－1T=10～30s，（2min）絮凝反应池：G＝20～70s－1GT＝104～105（10～30min）例题：P984、混凝剂的投加（1）投加量——通过实验确定（2）投加系统湿法投加：固体－溶解池－溶液池－计量设备－投加固体储存量15～30天（规范7.3.12）*溶解池容积W1=(0.2~0.3)W2溶液池容积W2＝aQ/417cnW1，W2—m3；a—混凝剂最大投加量，mg/L；Q—处理水量，m3/h；c—配制的溶液浓度，一般取5％～20％(按固体重量计)，带入公式时为5～20；n—每日调制次数，一般不超过3次。（规范7.3.4、7.3.5）五、混合设备混合要求、G、T值范围混合方式机械混合：水泵叶轮混合（取水泵距反应池100m以内）、机械混合池水力混合：管式静态混合器、压力水管混合（投药点及流速要求P102）等絮凝要求；G、GT值范围；反应池出口做法絮凝池分类：机械搅拌、水力搅拌1、机械搅拌絮凝池：水平轴式、垂直轴式分3～4档，串连流过各自的适用范围及设计参数及例题P103例题P103六、影响混凝效果的因素1、水温原因：水温影响混凝剂的水解提高低温水混凝效果的方法P1072、浊度与悬浮物原因：浊度大小决定了混凝剂的投量和矾花的核心高浊水、低浊水所需混凝剂量都较大提高高浊水、低浊水混凝效果的方法P107~1083、水的PH值原因：每种混凝剂都有其最佳的PH值范围铝盐、铁盐水解时产生H＋离子，消耗水的碱度，碱度不足时投加石灰，石灰投量公式：AL2(SO4）3：【CaO】=3【a】－【x】+【δ】FeCL3：【CaO】=1.5【a】－【x】+【δ】式中【CaO】－纯石灰CaO投量,mmol/L；【a】－混凝剂投量，mmol/L;【x】－原水碱度，mmol/L，按CaO计;【δ】－剩余碱度，一般取0.25~0.5mmol/L,按CaO计。例题：原水总碱度为0.1mmol/L（以Ca