管道摩擦阻力計(jì)算

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1、長(zhǎng)距離輸水管道水力計(jì)算公式的選用1．常用的水力計(jì)算公式：供水工程中的管道水力計(jì)算一般均按照均勻流計(jì)算，目前工程設(shè)計(jì)中普遍采用的管道水力計(jì)算公式有:達(dá)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(zhǎng)度，md-----管道計(jì)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(duì)于管道和明渠的水力計(jì)算都適用。海澄－威

2、廉公式影響參數(shù)較小，作為一個(gè)傳統(tǒng)公式，在國(guó)內(nèi)外被廣泛用于管網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)算。三種水力計(jì)算公式中，與管道內(nèi)壁粗糙程度相關(guān)的系數(shù)均是影響計(jì)算結(jié)果的重要參數(shù)。2．規(guī)范中水力計(jì)算公式的規(guī)定3．查閱室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范及其他各管道設(shè)計(jì)規(guī)范，針對(duì)不同的設(shè)計(jì)條件，推薦采用的水力計(jì)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(jì)算公式序號(hào)推薦公式參數(shù)（參數(shù)計(jì)算公式）適用管道規(guī)范名稱1達(dá)西公式λ（舍維列夫公式）舊鋼管，舊鑄鐵管《室外給水設(shè)計(jì)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(dá)西公式λ塑料管《室外給水設(shè)計(jì)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(dá)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(shù)規(guī)程》（CECS17:2000)7達(dá)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(shù)規(guī)程》（CJJ101-2004)8海澄－威廉公式Ch各種管材《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015-20039達(dá)西公式λ夜相流的各種管道《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50316-20001．公式的適用范圍：3．1達(dá)西公式達(dá)西公式是基于圓管層流運(yùn)動(dòng)推導(dǎo)出來的均勻流沿程損失普遍計(jì)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(jì)算的關(guān)鍵，一般采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(duì)工業(yè)管道條件計(jì)算λ值的著名經(jīng)驗(yàn)公式。舍維列夫公式的導(dǎo)出條件是水溫10℃，運(yùn)動(dòng)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(guó)內(nèi)運(yùn)用教廣.柯列勃洛可公式(Δ為當(dāng)量粗糙度,Re為雷諾數(shù))是根據(jù)大量工業(yè)管道試驗(yàn)資料提出的工業(yè)管道過渡區(qū)λ值計(jì)算公式,該式實(shí)際上是泥古拉茲光滑區(qū)公式和粗糙區(qū)公式的結(jié)合,適用范圍為4000

5、克公式與實(shí)際商用圓管的阻力試驗(yàn)結(jié)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(gè)過渡粗糙區(qū),該公式在國(guó)外得到及為廣泛的應(yīng)用.布拉修斯公式是1912年布拉修斯總結(jié)光滑管的試驗(yàn)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(yùn)動(dòng)年度,也就是與雷諾數(shù)Re無關(guān),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(cè)試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立的著名經(jīng)驗(yàn)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(guān).因?yàn)樵撌絽?shù)取值簡(jiǎn)單,易用,也是得到廣泛應(yīng)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(duì)應(yīng)雷諾數(shù)Re范圍介于104-2*106.通過對(duì)各相關(guān)規(guī)范所推薦計(jì)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(dá)西公式.在新版《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》中取消舍維列夫公式的相關(guān)條文,籠統(tǒng)采用達(dá)西公式,但未明確要求計(jì)算λ值采用的經(jīng)驗(yàn)公式.由于舍維列夫公式是建立在對(duì)舊鋼管及舊鑄鐵管研究的基礎(chǔ)上,然而現(xiàn)在一般采用的鋼或鑄鐵材質(zhì)管道,內(nèi)壁通常需進(jìn)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(huì)產(chǎn)生較大得計(jì)算誤差,該公式得適用范圍相應(yīng)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(jì)算更為合