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直饮水秒流量计算与VB编程

摘要: 随着人民生活水平的提高,建筑给排水工程设计中的直饮水系统也越来越多,工程设计中直饮水管道的秒流量 计算 也就显得比较重要了。

关键词: 直饮水 概率 使用概率 设计秒流量 函数 类 循环体

随着人民生活水平的提高,建筑给排水工程设计中的 直饮水 系统也越来越多,工程设计中 直饮水 管道的秒流量计算也就显得比较重要了。

《2003全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》中第3章第62页对 直饮水 管道的设计秒流量计算采用的是概率法进行计算。其计算步骤如下:

1.先计算出系统的最高日用水量qd:qd=n×qd

式中:n—系统服务的人数 qd—用水定额(l/d.人)

2.再计算出系统最大时用水量qh:qh=kh×qd÷t

式中:kh—时变化系数 t—系统中 直饮水 使用时间(h)

3.然后计算出饮用水龙头的使用概率p:p=α×qh÷(1800×n×q0)

式中:α—经验系数,取0.6~0.9(一般取0.8) n—龙头数量

q0—龙头额定流量(l/s)

4.根据使用概率p,求出瞬时高峰用水量龙头使用数量m:

5.求出瞬时高峰用水量qs:qs=q0×m

在上述5个计算步骤中,第4步的计算在饮用水龙头数量少 时尚 可手算。如果龙头数量≥12个时,手算就很麻烦了。为此,书中特意列出了表3.1.9-3 《龙头设置数量达12个以上时的使用数量》。表中对于使用概率为0.005的整数倍进行详细列表,并且表中的数量仅局限于1500个龙头。在实际工程计算中,计算出的使用概率是0.005的整数倍的可能性是很小的,对于小数量的龙头,采用内插法求解时其误差可以忽略不计;但是数量大时,其误差 影响 就比较大。为此,我在利用程序求解方面作了一些尝试。

在上述5个计算步骤中,第4步是整个计算过程中最难求解的一步。瞬时高峰用水量龙头使用数量m是在n个龙头中,若0~m个龙头使用概率的总和不小于0.99,则m为设计秒流量发生时的同时使用龙头个数。

在n个龙头中,任意r个同时使用的概率为pnr

pnr=cnr×(1-p)n-r×pr

式中:cnr为从n个不同元素中,每次取出r个不同的元素,不管其顺序组合成的组合数量:

cnr=n!÷ (r!× (n-r)!)

在n个龙头中,任意0~m个水龙头使用的概率总和不小于0.99,其表达式为

pn=∑r=0mcnr×(1-p)n-r×pr

因此,我们只要按r从0到m依次求出pnr以及pn,并判断pn是否满足≥0.99;如果是,则m的值就是我们所求的解。具体编程流程如下:

在上述编程流程中使用了一个do while循环,并加了个计数器。这样,在满足条件跳出循环的时候,就可以得到m的值。

但是在计算程序执行过程中,由于vb编程 软件 自身对于计算结果的限制,对于cnr=n!÷ (r!× (n-r)!)中的组合数,如果采用integer变量,很容易就超出可计算的范围;如果采用long变量或double变量,则占用内存较多,且计算范围并未扩大很多。鉴于以上情况及所计算的概率值≤1,我考虑利用vb6提供的log函数(即数学函数中的ln),对上述公式进行了转换:

㏒(cnr)=㏒(n!)- (㏒ (r!)+ ㏒ (n-r)!)

㏒(pnr)= ㏒( cnr)+ (n-r)㏒(1-p)+r㏒(p)

因此在程序中,需要专门设计两个新的类:第一个类,用来处理㏒(pnr),其源程序如下:

function lnjc(n as integer) as double

dim tempjc as double

tempjc = 0

do while n >= 1

tempjc = tempjc + log(n)

n = n - 1

loop

lnjc = tempjc

end function

第二个类,用来处理㏒(cnr),其源程序如下:

function lncjc(n as integer, r as integer, p as double) as double

dim tempcjc, temp0, temp1, temp2 as double

dim n1 as integer

dim nn, rr as integer

dim temp as new lnjc

tempcjc = 0: nn = n - r: n1 = nn: rr = r

if r <= 0 the n r = 1

temp0 = temp.lnjc(n)

temp1 = temp.lnjc(r)

temp2 = temp.lnjc(n1)

tempcjc = temp0 - temp1 - temp2

temp1 = rr * log(p)

temp2 = nn * log(1 - p)

temp0 = tempcjc + temp1 + temp2

lncjc = temp0

end function

然后再用vb6中提供的另一个函数exp进行反向求解,既可以得到pnr。上述两个类在do while循环体内,然后再计算pn=∑r=0mpnr,退出循环体的条件是:

pn是否满足≥0.99

其循环体的求解源程序如下:

private sub command3_click()

dim n as integer

dim r as integer

dim m as integer

dim nn, mm as integer

dim p as double

dim p0 as double

dim temp as new lncjc

if text2.text <> "" then fwrs = cdbl(text2.text)

if text4.text <> "" then ysde = cdbl(text4.text)

if text5.text <> "" then n = cint(text5.text)

if text7.text <> "" then jyxs = cdbl(text7.text)

if text9.text <> "" then edll = cdbl(text9.text)

if text3.text <> "" then

bhxs = cdbl(text3.text)

yssj = cint(yssjt.text)

p = log(jyxs * (bhxs * fwrs * ysde / yssj)) - (log(1800 * edll) + log(n))

p = exp(p)

text1.text = format(p, "0.###0")

else

p = cdbl(text1.text)

end if

if n <= 32000 then

p0 = 0: mm = 0: nn = n

do while p0 < 0.99

m = mm: n = nn

p0 = p0 + exp(temp.lncjc(n, m, p))

mm = mm + 1

loop

text6.text = mm - 1

text8.text = format(((mm - 1) * edll), "0.##0")

else

msgbox ("龙头总数量不能超过32000个!")

end if

end sub

这样,计算的龙头数量可以多达32000个龙头。对于较大的住宅小区,已经是足够用了。程序运行时的界面如下:

其窗体调用时的源程序如下:

private sub form_load()

command3.enabled = false

end sub

对于建筑物性质,其参数控制的源程序如下:

private sub option1_click(index as integer)

select case index

case 0

yssjt.text = 24: text3.tooltiptext = "4~6": text4.tooltiptext = "一般:3~5 发达地区:7~8"

case 1

yssjt.text = 10: text3.tooltiptext = "2.5~4.0": text4.tooltiptext = "2~3"

end select

end sub

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