管网建模之基本概念篇
管网建模之基本概念篇
---注：本文档建模系列文档均从从网上以及各种书籍上摘抄整理而来
一、流量
流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。用容积表示流量单位是L/s或
（`m^3`/h）；用重量表示流量单位是kg/s或t/h。
节点流量是指从某个节点流入或流出被研究网络的流量,入流为正,出流为负
二、流速
流体在管道内流动时，在一定时间内所流过的距离为流速，流速一般指流体的平均流速，单位为
m/s。 流量与管道断面及流速成正比，三者之间关系：
Q =A.V = (∏ D^2)/ 4 · v · 3600 (m^3 / h )
式中 Q — 流量（m ^3 / h 或 t / h ）；
D — 管道内径（m）；
V — 流体平均速度（m / s）。
根据上式，当流速一定时，其流量与管径的平方成正比，在施工中遇到管径替代时，应进行计算后方可代用。例如用二根DN50的管代替一根DN100的管是不允许的，从公式得知DN100的管道流量是DN500管道流量的4倍，因此必须用4根DN50的管才能代用DN100的管。
三、水力坡度
水力坡度，又称比降（WATER SURFACE SLOPE OR GRADIENT）：河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。如河道上A、B两点的距离为
在水力学中，水力坡度表明了实际液体沿元流单位流程上的水头损失，水力坡度也就是总水头线坡度。
四、水头
垂直、均匀地作用在物体单位面积上的力(压强)。水头是表示能量的一种方法。重力势能直接用相对高度来表示，动能则用速度平方除以二G得到一个相对高度。压强产生的能量则用压强除以密度和G得到相对高度。他们的代数和就是总的能量高度。用高度单位来表示能量大小，便于工程计算。水头乘以G和质量能得到一个折算出来的理论高度，他们的能量是相等的。同理可以折算成单一的压强或者是动能
五、水头损失
水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失
其中边界对水流的阻力是产生水头损失的外因，液体的粘滞性是产生水头损失的内因，也是根本原因。 根据边界条件的不同把水头损失分为两类：对于平顺的边界，水头损失与流程成正比的称为沿程水头损失，用hf表示；由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而引起的水头损失称为局部水头损失，用hj表示
六、恒定等速流
流速的大小和方向均不随时间及距离而变的明渠水流。又称恒定等速流。这种明渠水流只在特定条件下形成,即底坡为常数的正坡棱柱形渠道、糙率沿程不变、无建筑物干扰、水流为恒定流、流量沿程不变。明渠均匀流是重力和阻力相平衡时的流动，其动能保持不变，而水头损失取自势能的减少。其特性是总水头线、水面线与渠道底坡线为互相平行的直线，故水力坡度和渠道底坡相等。明渠均匀流的规律可用谢才公式表示。利用此式可进行过水能力估算、渠道断面尺寸设计等。
七、何谓短管和长管？这种分类有何实际意义？
长管：指管道中以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比重小于（5%-10%）的沿程水头损失，可予以忽略的管道
短管：局部水头损失和流速水头不能忽略的管道需要同时计算的管道。
简单管路：是指管径、流速、流量沿程不变，且无分支的单线管道。
复杂管路：是指由两根以上管道所组成的管路系统。
