1、流量與管徑、壓力、流速的一般關(guān)系一般工程上計(jì)算時(shí)，水管路，壓力常見為0.1-0.6MPa,水在水管中流速在1-3米/秒，常取 1.5米/秒。流量=管截面積X流速=0.002827X管內(nèi)徑的平方X流速（立方米/小時(shí)）。其中，管內(nèi)徑單位：mm，流速單位：米/秒，飽和蒸汽的公式與水相同，只是流速一般取 20-40 米/秒。水頭損失計(jì)算Chezy公式這里：Q 斷面水流量（m3/s）C Chezy 糙率系數(shù)（mi/2/s）A斷面面積（m2）R 水力半徑（m）S 水力坡度（m/m）根據(jù)需要也可以變換為其它表示方法：Darcy-Weisbach 公式由于這里：hf 沿程水頭損失（mm3/s）f Darcy-

2、Weisbach水頭損失系數(shù)（無量綱）l管道長度（m）d 管道內(nèi)徑（mm）v 管道流速（m/s）重力加速度（m/s2）水力計(jì)算是輸配水管道設(shè)計(jì)的核心，其實(shí)質(zhì)就是在保證用戶水量、水壓安全的條件下，通過 水力計(jì)算優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，選擇合適的管材和確經(jīng)濟(jì)管徑。輸配水管道水力計(jì)算包含沿程水頭 損失和局部水頭損失，而局部水頭損失一般僅為沿程水頭損失的510%，因此本文主要研 究、探討管道沿程水頭損失的計(jì)算方法。1.1管道常用沿程水頭損失計(jì)算公式及適用條件管道沿程水頭損失是水流摩阻做功消耗的能量，不同的水流流態(tài)，遵循不同的規(guī)律，計(jì) 算方法也不一樣。輸配水管道水流流態(tài)都處在紊流區(qū)，紊流區(qū)水流的阻力是水的粘滯力及

3、水 流速度與壓強(qiáng)脈動(dòng)的結(jié)果。紊流又根據(jù)阻力特征劃分為水力光滑區(qū)、過渡區(qū)、粗糙區(qū)。管道 沿程水頭損失計(jì)算公式都有適用范圍和條件，一般都以水流阻力特征區(qū)劃分。水流阻力特征區(qū)的判別方法，工程設(shè)計(jì)宜采用 數(shù)值做為判別式，目前國內(nèi)管道經(jīng) 常采用的沿程水頭損失水力計(jì)算公式及相應(yīng)的摩阻力系數(shù)，按照水流阻力特征區(qū)劃分如表 1。沿程水頭損失水力計(jì)算公式和摩阻系數(shù) 表1阻力特征區(qū)適用條件水力公式、摩阻系數(shù)符號(hào)意義水力光滑區(qū)10雷諾數(shù)h：管道沿程水頭損失V：平均流速d：管道內(nèi)徑Y(jié)：水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù) 入：沿程摩阻系數(shù) :管道當(dāng)量粗糙度 q：管道流量Ch：海曾-威廉系數(shù)C：W才系數(shù)R：水力半徑 n：粗糙系數(shù) i：水力坡

4、降 1：管道計(jì)算長度紊流過渡區(qū)10500達(dá)西公式是管道沿程水力計(jì)算基本公式，是一個(gè)半理論半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算通式，它適用于流 態(tài)的不同區(qū)間，其中摩阻系數(shù)入可采用柯列布魯克公式計(jì)算，克列布魯克公式考慮的因素多， 適用范圍廣泛，被認(rèn)為紊流區(qū)入的綜合計(jì)算公式。利用達(dá)西公式和柯列布魯克公式組合進(jìn)行 管道沿程水頭損失計(jì)算精度高，但計(jì)算方法麻煩，習(xí)慣上多用在紊流的阻力過渡區(qū)。海曾一威廉公式適用紊流過渡區(qū)，其中水頭損失與流速的1.852次方成比例（過渡區(qū)水頭損失h“V1.752.0）。該式計(jì)算方法簡捷，在美國做為給水系統(tǒng)配水管道水力計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn) 式，在歐洲與日本廣泛應(yīng)用，近幾年我國也普遍用做配水管網(wǎng)的水力計(jì)算。謝才公

5、式也應(yīng)是管道沿程水頭損失通式，且在我國應(yīng)用時(shí)間久、范圍廣，積累了較多的 工程資料。但由于謝才系數(shù)C采用巴甫洛夫公式或曼寧公式計(jì)算確定，而這兩個(gè)公式只適 用于紊流的阻力粗糙區(qū)，因此謝才公式也僅用在阻力粗糙區(qū)。另外舍維列夫公式，前一段時(shí)期也廣泛的用做給水管道水力計(jì)算，但該公式是由舊鋼管 和舊鑄鐵管管材試驗(yàn)資料確定的。而現(xiàn)在國內(nèi)采用的金屬管道已普遍采用水泥砂漿和涂料做 內(nèi)襯，條件已發(fā)生變化，因此舍維列夫公式也基本不再采用。1.2輸配水管道沿程水頭損計(jì)算的實(shí)用公式輸配水管道沿程水頭計(jì)算時(shí)，先采用判別水流的阻力特征用，再選擇相應(yīng)的公式計(jì)算，科學(xué)合理，但操作麻煩，特別在流速是待求的未知數(shù)時(shí)，需要采用試算的

6、方法確定雷 諾數(shù)（Re）很不方便。為了使輸配水管道水力計(jì)算能滿足工程設(shè)計(jì)的需要，又可以方便的 選擇計(jì)算公式和進(jìn)行簡捷的計(jì)算，根據(jù)多年來管道水力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)，室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ13-86修編報(bào)批稿，依據(jù)管材的不同和流速的常用范圍，確定輸配水管道沿程水頭損失 計(jì)算公式如下：（1）塑料管（2）混凝土管（渠）及采用水泥砂漿內(nèi)襯的金屬管道（3）輸配水管道、配水管網(wǎng)水力平差計(jì)算2.1管道摩阻系數(shù)的屬性及應(yīng)用條件每個(gè)管道沿程水力計(jì)算公式都有相應(yīng)的摩阻系數(shù)和確定方法，表達(dá)形式也不一樣。摩阻 系數(shù)是一個(gè)未知數(shù)，應(yīng)由試驗(yàn)確定。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般都依據(jù)不同的管材和其不同的內(nèi)壁 光滑程度，參考已有的資料，由設(shè)計(jì)人

7、員計(jì)算時(shí)選擇采用。該數(shù)值非常重要，但隨意性很大， 而且取值的結(jié)果直接影響水力計(jì)算成果的精度。因此了解和熟悉摩阻系數(shù)的屬性，掌握取值 的方法和技巧，也同樣是做好管道沿程水力計(jì)算的關(guān)鍵。（1）當(dāng)量粗糙度當(dāng)量粗糙度是自然（也有稱工業(yè)）管道，根據(jù)水力試驗(yàn)的成果，運(yùn)用達(dá)西公式和尼古 拉茲公式計(jì)算出的理論值。每種管材都有一個(gè)確定的當(dāng)量粗糙度，且不因流態(tài)不同而改變， 在判別水流流態(tài)和選擇其他計(jì)算公式參數(shù)時(shí)，經(jīng)常用到當(dāng)量粗糙度。（2）摩阻系數(shù)入摩阻系數(shù)入可應(yīng)用在不同的阻力特征區(qū)，不同區(qū)間入的數(shù)值不一樣。在紊流的光滑區(qū)， 入數(shù)值僅與雷諾數(shù)（Re）有關(guān)，且隨雷諾數(shù)（Re）的增大而減小；在紊流過渡區(qū)，入與雷諾 數(shù)（

8、Re）和相對(duì)粗糙度（Nd）兩個(gè)因素有關(guān)；在紊流粗糙區(qū)僅和相對(duì)粗糙度0/d）有關(guān)， 只要管材與管徑確定（即相對(duì)粗糙度A/d確定），在該區(qū)入數(shù)值應(yīng)為定值。（3）粗糙系數(shù)n粗糙系數(shù)n是采用巴甫洛夫公式和曼寧公式計(jì)算謝才公式C時(shí)的參數(shù)，它適用于紊流 的粗糙區(qū)，在該區(qū)可根據(jù)管材內(nèi)壁光滑程度，選擇相應(yīng)的n值，但一般情況n的取值范圍宜 大于0.010，否則計(jì)算成果誤差較大。（4）海曾一威廉系數(shù)Ch海曾一威廉系數(shù)適用紊流過渡區(qū)，Ch取值范圍宜大于120,否則計(jì)算成果誤差較大。2.2相應(yīng)的紊流阻力特征區(qū)內(nèi)不同摩阻系數(shù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系（1）（2） 紊流粗糙區(qū)（其中y采用巴甫洛夫公式計(jì)算，若y=1/6即為曼寧公式，這時(shí)

9、）3.1室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ13-86修編建議沿程水頭損失摩阻系數(shù)（、n、Ch）取值見 表2。管道沿程水頭損失（n Ch八）值表2管道種類n （粗糙系 數(shù)）Ch （海曾- 威廉系數(shù)） （mm）（當(dāng)量 粗糙度）鋼管、鑄鐵管水泥砂漿內(nèi)襯0.0110.012120130涂料內(nèi)襯0.0105 0.0115130140舊鋼管、舊鑄鐵管（未做內(nèi)襯）0.0140.018混凝土管預(yù)應(yīng)力砼管（PCP）0.0120.013110130預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管（PCCP）0.0110.0125120140現(xiàn)澆矩形混凝土管（渠）道0.0120.014化學(xué)管材（聚乙烯管、聚氯乙 烯管、玻璃鋼夾砂管等），內(nèi) 襯涂塑管140150

10、0.0100.030結(jié)論：沿程水頭損失計(jì)算是輸配水管道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，正確的選用計(jì)算公式和采用適宜的 摩阻系數(shù)，計(jì)算成果才能真實(shí)的反映管道的水力特性。為保證輸配水管道工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益和規(guī)范水力計(jì)算方法管徑流速/流量對(duì)照表管流量m3/h徑(DN)0.4m/S0.6m/S0.8m/S1.0m/S1.2m/S1.4m/S1.6m/S1.8m/s2.0m/S2.2m/S2.4m/S26 2.6m/s2.8m/s3.0m/s200.50.70.91.11.41.61.82.02.32.52.72.93.23.4250.71.11.41.82.12.52.83.23.53.94.24.64.9

11、5.3321.21.72.32.93.54.14.65.25.86.46.97.58.18.7401.82.73.64.55.46.37.28.19.010.010.911.812.713.6502.84.25.77.18.59.911.312.714.115.617.018.419.821.2654.87.29.611.914.316.719.121.523.926.328.731.133.435.8807.210.914.518.121.725.329.032.636.239.843.447.050.754.310011.317.022.628.333.939.645.250.956.56

12、2.267.973.579.284.8106.114.123.132.12517.726.535.344.253.061.970.779.588.497.20975101.114.127.140.152.165.178.190.15025.438.250.963.676.389.185207419113.135.158.181.203.226.248.271.294.316.339.20045.267.990.517306284173106.141.176.212.247.282.318.353.388.424.459.494.530.25070.70471471481581101.152.2

13、03.254.305.356.407.458.508.559.610.661.712.763.30087654310987654138.207.277.346.415.484.554.623.692.762.831.900.969.10393505814692470358.1181.271.361.452.542.633.723.814.904.995.10851176126613574000494938383.7.2.7.2229.343.458.572.687.801.916.10301145125913741488160317174500506161.6.1.6.1.6.2.7282.424.565.706.848.989.11311272141315551696183719792120500715926.0.3.7.1.5.8.2.6407.610.814.10171221142516281832203522392442264628503053600173.9.4.0.6.2.7.3.9.5.0.6管流速推薦值m/s:徑100 125 150 200 250 300 350 400(D 20253240506580N)0.5-0.