从式(6—11)还可以看出,流量一定时,管径与流速的平方根成反比。如果流速选用的大一些,管径就会减小,相应的管网造价便可降低。但水头损失明显增加,所需的水泵扬程将增大,从而使经营管理费(主要指电费)增大,同时流速过大,管内压力高,因水锤现象引起的破坏作用也随之增大,因此限定其最高流速在2.5~3.om/s之内。相反,若流速选用小一些,因管径增大,管网造价会增加。可是,因水头损失减小,可节约电费,使经营管理费用降低。另外,流速长期过小对保持输送水的水质是不利的。若输送水的水质不稳定,会加剧水中杂质的沉淀及管内结垢,所以流速不能太小,一般不小于o.6m/s。由此看来,流速的选定涉及技术和经济两个方面,但技术上对流速的要求变化幅度较大。因此,管网造价和经营管理费用(主要指电费)这两项经济因素是决定流速的关键。由前述可知,流速变化对这两项经济因素的影响趋势又恰好相反,所以必须兼顾考虑和优选,以获得最优解。具体目标是,按一定年限‘(称投资偿还期)内,管网造价和经营管理费用之和为最小的流速
(称为经济流速)来确定管径。若管网造价为C,每年的经营管理费用为M,投资偿还期为‘年,则‘年内的经营管理费用为,M,总费用为1V=C+‘M,如以费用为纵坐标,以流速为横坐标,分别绘制u—C,t/一9M及
I/一W曲线,如图6—9所示。总费用W曲线的最低点表示管网造价和经营管理费用之和为最小,即最经济,此点相应的流速即为经济流速oe。
影响经济流速的因素很多(如管材价格、施工条件、动力费用、投资偿还期等),主要归结为管网造价和经营管理费用两项。我国各地区因上述因素的差异,其经济流速是不同的,不能直接套用其他城市的数据。设计实践中,在缺乏经济流速分析资料时,常采用平均经济流速选择管径,即大口径管道经济流速较大,小口径管道经济流速较小,其具体数
以上讨论的经济流速,对于单独的工作管段(流量、管长一定,如输水管)来说,用此流速确定管径是经济、合理的,但把这一管段放在管网中,仍采用同一流速来确定管径就不一定经济合理。因此在使用各地区提供的经济流速或按平均经济流速确定管网管径时,
还需考虑下列问题:
1)首先定出管网所采用的最小管径(由消防流量确定),按u,确定的管径小于最小管径时,一律采用最小管径。
2)连接管属于管网的构造管,不应过多考虑其经济性,而应注重安全可靠性,其管径应由管网构造来确定,即按与它所连接的次要干管管径相当或小一号确定。
3)由表6—2可以看出,不同管径的Q值及相邻两档管径d值的比值,随管径变化的情况,当管径较小时,管径缩小或放大一号,水头损失会大幅度增减,而所需管材变化不多;
相反,当管径较大时,管径缩小或放大一号,其水头损失增减不很明显,而所需管材变化较大。因此,在确定管网管径时,一般对于管网起端的大口径管道可按略高于平均经济流速来确定其管径.斗手管料末端较小且经篮道可按略低于平均经济流速确定其管径,特别