2022年流量和管径、压力、流速之间关系计算公式.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 流量与管径、压力、流速的一般关系一般工程上运算时,水管路,压力常见为0.1-0.6MPa ,水在水管中流速在 1-3M/ 秒,常取 1.5M/秒；流量=管截面积 X 流速=0.002827X 管内径的平方 X 流速立 方 M/小时；其中,管内径单位： mm ,流速单位： M/秒 ,饱和蒸汽的公式与水相同,只是流速一般取 水头缺失运算 Chezy 公式这里：20-40M/ 秒；Q 断面水流量（ m 3/s）C Chezy糙率系数（ m 1/2/s）A 断面面积（ m 2）R 水力半径（ m）S 水力坡度（ m/m）依据需要也可以变换为其它表示方法

2、 :Darcy-Weisbach公式名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由于这里：hf 沿程水头缺失（ mm 3/s）f Darcy-Weisbach水头缺失系数（无量纲）l 管道长度（ m）d 管道内径（ mm）v 管道流速（ m/s）g 重力加速度（ m/s 2）水力运算是输配水管道设计的核心,其实质就是在保证用户 水量、水压安全的条件下,通过水力运算优化设计方案,选 择合适的管材和确经济管径；输配水管道水力运算包含沿程 水头缺失和局部水头缺失,而局部水头缺失一般仅为沿程水 头缺失的 510% ,因此本文主要讨论、

3、探讨管道沿程水头损 失的运算方法；1.1 管道常用沿程水头缺失运算公式及适用条件 管道沿程水头缺失是水流摩阻做功消耗的能量,不同的 水流流态,遵循不同的规律,运算方法也不一样；输配水管名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 道水流流态都处在紊流区,紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果；紊流又依据阻力特点划分为 水力光滑区、过渡区、粗糙区；管道沿程水头缺失运算公式 都有适用范畴和条件,一般都以水流阻力特点区划分；水流阻力特点区的判别方法,工程设计宜采纳 数值 做为判别式,目前国内管道常常采纳的沿程水头缺失水

4、力计 算公式及相应的摩阻力系数,依据水流阻力特点区划分如表 1；沿程水头缺失水力运算公式和摩阻系数）表 1阻 力 特适用条件水力公式、摩阻系数符号意义征区水 力 光 滑区10雷诺数h：管道沿程水（1）头缺失紊 流 过10 500Ch：海曾 -威廉糙区系数C：谢才系数 R：水力半径 n：粗糙系数 i：水力坡降 l ： 管 道 计 算 长 度达西公式是管道沿程水力运算基本公式,是一个半理论 半体会的运算通式,它适用于流态的不同区间,其中摩阻系 数 可采纳柯列布鲁克公式运算,克列布鲁克公式考虑的因素多,适用范畴广泛,被认为紊流区 的综合运算公式；利用达西公式和柯列布鲁克公式组合进行管道沿程水头缺失计

5、 算精度高,但运算方法麻烦,习惯上多用在紊流的阻力过渡 区；海曾 威廉公式适用紊流过渡区,其中水头缺失与流速名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的 1.852 次方成比例（过渡区水头缺失hV1.752.0）；该式运算方法简捷,在美国做为给水系统配水管道水力运算的 标准式,在欧洲与日本广泛应用,近几年我国也普遍用做配水管网的水力计算；谢才公式也应是管道沿程水头缺失通式,且在我国应用 时间久、范畴广,积存了较多的工程资料；但由于谢才系数C 采纳巴甫洛夫公式或曼宁公式运算确定,而这两个公式只 适用于紊流的阻力粗糙区,因此谢才

6、公式也仅用在阻力粗糙 区；另外舍维列夫公式,前一段时期也广泛的用做给水管道 水力运算,但该公式是由旧钢管和旧铸铁管管材试验资料确 定的；而现在国内采纳的金属管道已普遍采纳水泥砂浆和涂 料做内衬,条件已发生变化,因此舍维列夫公式也基本不再采用；1.2 输 配 水 管 道 沿 程 水 头 损 计 算 的 实 用 公 式输配水管道沿程水头运算时,先采纳判别水流的阻力特点用,再挑选相应的公式运算,科学合理,但操作麻烦,特殊在流速是待求的未知数时,需要采纳试算的方法确定雷 诺数（ Re）很不便利；为了使输配水管道水力运算能满意工 程设计的需要,又可以便利的挑选运算公式和进行简捷的计 算,依据多年来管道水

7、力运算的体会,室外给水设计规 范GBJ13-86 修编报批稿,依据管材的不同和流速的常用范名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 围,确定输配水管道沿程水头缺失运算公式如下：（1）塑料管（2）混凝土管（渠）及采纳水泥砂浆内衬的金属管道（3）输配水管道、配水管网水力平差运算2.1 管道摩阻系数的属性及应用条件每个管道沿程水力运算公式都有相应的摩阻系数和确定 方法,表达形式也不一样；摩阻系数是一个未知数,应由实 验确定；但实际应用时,一般都依据不同的管材和其不同的 内壁光滑程度,参考已有的资料,由设计人员运算时挑选采 用；该数

8、值特别重要,但随便性很大,而且取值的结果直接 影响水力运算成果的精度；因此明白和熟识摩阻系数的属 性,把握取值的方法和技巧,也同样是做好管道沿程水力计算的1）关量粗键糙度；（当当量粗糙度是自然（也有称工业）管道,依据水力试验 的成果,运用达西公式和尼古拉兹公式运算出的理论值；每 种管材都有一个确定的当量粗糙度,且不因流态不同而改 变,在判别水流流态和挑选其他运算公式参数时,常常用到名师归纳总结 当量2粗摩糙阻度数；（）系第 6 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 摩阻系数 可应用在不同的阻力特点区,不同区间 的数值不一样；在紊流的光滑区,

9、数值仅与雷诺数（ Re）有关,且随雷诺数（ Re）的增大而减小；在紊流过渡区, 与雷诺数（ Re）和相对粗糙度（ /d）两个因素有关；在紊流粗糙区仅和相对粗糙度（ /d）有关,只要管材与管径确定（即相对粗糙度 /d确定）,在该区 数值应为定值；（3）粗 糙 系 数 n 粗糙系数 n 是采纳巴甫洛夫公式和曼宁公式运算谢才公式 C 时的参数,它适用于紊流的粗糙区,在该区可依据管材内壁光滑程度,挑选相应的 n 值,但一般情形 n 的取值范畴宜 大 于 0.010 , 否 就 计 算 成 果 误 差 较 大 ；（4）海 曾威 廉 系 数 Ch 海曾 威廉系数适用紊流过渡区,Ch 取值范畴宜大于120,

10、否就计算成果误差较大；2.2 相应的紊流阻力特点区内不同摩阻系数间的对应关系（1）（2）紊流粗糙区（其中 y 采纳巴甫洛夫公式运算,如 y=1/6 即为曼宁公式,这时）3.1 室外给水设计规范 GBJ13-86 修编建议沿程水头缺失摩阻系数（ 、n、Ch）取值见表 2；名师归纳总结 管道沿程水头缺失（ n Ch ）值表 2第 7 页,共 9 页管道种类n （ 粗 糙 Ch （ 海 （mm）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 系数）曾-威廉（当量粗糙钢管、铸铁管水 泥 砂 浆 内0.011系数）度）120衬0.012130涂料内衬0.0105 1300.0

11、115140混凝土管旧 钢 管 、 旧0.014110铸 铁 管 （ 未0.018做内衬）0.012预 应 力 砼 管（PCP）0.013130预 应 力 钢 筒0.011120砼管现浇矩形混凝0.0125140（PCCP）0.012土管（渠）道0.014化学管材（聚 乙烯管、聚氯乙烯管、玻璃1400.0100.030钢夹砂管150等）,内衬涂 塑管名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 结论：沿程水头缺失运算是输配水管道设计的基础,正确的选用运算公式和采纳相宜的摩阻系数,运算成果才能真 实的反映管道的水力特性；为保证输配水管道工程设计质 量,提高工程的经济效益和规范水力运算方法名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页