管道摩擦阻力計算

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1、長距離輸水管道水力計算公式的選用1．常用的水力計算公式：供水工程中的管道水力計算一般均按照均勻流計算，目前工程設計中普遍采用的管道水力計算公式有:達西（DARCY）公式：（1）謝才（chezy）公式：（2）海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS）公式：（3）式中hf------------沿程損失，mλ―――沿程阻力系數(shù)l――管段長度，md-----管道計算內(nèi)徑，mg----重力加速度，m/s2C----謝才系數(shù)i----水力坡降；R―――水力半徑，mQ―――管道流量m/s2v----流速m/sCn----海澄――威廉系數(shù)其中大西公式，謝才公式對于管道和明渠的水力計算都適用。海澄－威

2、廉公式影響參數(shù)較小，作為一個傳統(tǒng)公式，在國內(nèi)外被廣泛用于管網(wǎng)系統(tǒng)計算。三種水力計算公式中，與管道內(nèi)壁粗糙程度相關的系數(shù)均是影響計算結果的重要參數(shù)。2．規(guī)范中水力計算公式的規(guī)定3．查閱室外給水設計規(guī)范及其他各管道設計規(guī)范，針對不同的設計條件，推薦采用的水力計算公式也有所差異，見表1：表1各規(guī)范推薦采用的水力計算公式序號推薦公式參數(shù)（參數(shù)計算公式）適用管道規(guī)范名稱1達西公式λ（舍維列夫公式）舊鋼管，舊鑄鐵管《室外給水設計規(guī)范》GBJ14-87,已廢止。2謝才公式C（漫寧公式，巴浦洛夫斯基公式）混凝土管和鋼筋混凝土管3達西公式λ塑料管《室外給水設計規(guī)范》（GB50013-20064謝才公式

3、C（漫寧公式，巴浦洛夫斯基公式混凝土管渠及采用砂漿內(nèi)襯的金屬管5海澄－威廉公式Ch輸配水管道及配水管網(wǎng)水力平差6達西公式λ(修正的布拉修斯公式）硬聚氯乙烯給水管《埋地硬聚氯乙稀給水埋地管道工程技術規(guī)程》（CECS17:2000)7達西公式λ(柯列勃羅克公式）PE管《埋地聚乙稀給水埋地管道工程技術規(guī)程》（CJJ101-2004)8海澄－威廉公式Ch各種管材《建筑給水排水設計規(guī)范》（GB50015-20039達西公式λ夜相流的各種管道《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》（GB50316-20001．公式的適用范圍：3．1達西公式達西公式是基于圓管層流運動推導出來的均勻流沿程損失普遍計算公式，該式適用

4、于任何截面形狀的光滑或粗糙管內(nèi)的層流和紊流。公式中沿程阻力系數(shù)λ值的確定是水頭損失計算的關鍵，一般采用經(jīng)驗公式計算得出。舍維列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（C.F.COLEBROOK）公式均是針對工業(yè)管道條件計算λ值的著名經(jīng)驗公式。舍維列夫公式的導出條件是水溫10℃，運動粘度1.3*10-6m2/s,適用于舊鋼管和舊鑄鐵管,紊流過渡區(qū)及粗糙度區(qū).該公式在國內(nèi)運用教廣.柯列勃洛可公式(Δ為當量粗糙度,Re為雷諾數(shù))是根據(jù)大量工業(yè)管道試驗資料提出的工業(yè)管道過渡區(qū)λ值計算公式,該式實際上是泥古拉茲光滑區(qū)公式和粗糙區(qū)公式的結合,適用范圍為4000

5、克公式與實際商用圓管的阻力試驗結果吻合良好,不僅包含了光滑管區(qū)和完全粗糙管區(qū),而且覆蓋了整個過渡粗糙區(qū),該公式在國外得到及為廣泛的應用.布拉修斯公式是1912年布拉修斯總結光滑管的試驗資料提出的,適用條件為4000

6、和水力半徑R,而沒有包括流速及運動年度,也就是與雷諾數(shù)Re無關,因此該式一般僅適用于粗糙區(qū).曼寧公式的適用條件為n<0.02,R<0.5m;巴浦洛夫斯基公式的適用條件為0.1m≤R≤3m;0.011≤n≤0.04.3.3海澄-威廉公式是在直徑≤3.66m工業(yè)管道的大量測試數(shù)據(jù)基礎上建立的著名經(jīng)驗公式,適用于常溫的清水輸送管道,式中海澄-威廉系數(shù)Ch與不同管材的管壁表面粗糙程度有關.因為該式參數(shù)取值簡單,易用,也是得到廣泛應用的公式之一.此公式適用范圍為光滑區(qū)至部分粗糙度區(qū),對應雷諾數(shù)Re范圍介于104-2*106.通過對各相關規(guī)范所推薦計算公式的比較,除混凝土管仍然推薦采用謝才公式外

7、,其它管材大多推薦采用達西公式.在新版《室外給水設計規(guī)范》中取消舍維列夫公式的相關條文,籠統(tǒng)采用達西公式,但未明確要求計算λ值采用的經(jīng)驗公式.由于舍維列夫公式是建立在對舊鋼管及舊鑄鐵管研究的基礎上,然而現(xiàn)在一般采用的鋼或鑄鐵材質管道,內(nèi)壁通常需進行防腐內(nèi)襯,經(jīng)過涂裝的管道內(nèi)壁表面均比舊鋼管,舊鑄鐵管內(nèi)壁光滑得多,也就是Δ值小得多,采用舍維列夫公式顯然也就會產(chǎn)生較大得計算誤差,該公式得適用范圍相應較窄.經(jīng)過內(nèi)襯得金屬管道采用柯列勃洛克公式或謝才公式計算更為合