流量和管徑、壓力、流速之間關(guān)系計算公式

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1、流量與管徑、壓力、流速的一般關(guān)系一般工程上計算時，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)。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。水頭損失計算Chezy公式這里：Q???——斷面水流量（m3/s）C???——Chezy糙率系數(shù)（m1/2/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??

2、——沿程水頭損失（mm3/s）f???——Darcy-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）g????——重力加速度（m/s2）水力計算是輸配水管道設(shè)計的核心，其實質(zhì)就是在保證用戶水量、水壓安全的條件下，通過水力計算優(yōu)化設(shè)計方案，選擇合適的管材和確經(jīng)濟管徑。輸配水管道水力計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5~10%，因此本文主要研究、探討管道沿程水頭損失的計算方法。1.1管道常用沿程水頭損失計算公式及適用條件　　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

3、態(tài)，遵循不同的規(guī)律，計算方法也不一樣。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水流速度與壓強脈動的結(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?！　∷髯枇μ卣鲄^(qū)的判別方法，工程設(shè)計宜采用數(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γ：水的運動粘滯系數(shù)λ：沿程摩

4、阻系數(shù)Δ：管道當量粗糙度q：管道流量Ch：海曾-威廉系數(shù)C：謝才系數(shù)R：水力半徑n：粗糙系數(shù)i：水力坡降l：管道計算長度紊流過渡區(qū)10<<500（1）（2）紊流粗糙區(qū)>500　　達西公式是管道沿程水力計算基本公式，是一個半理論半經(jīng)驗的計算通式，它適用于流態(tài)的不同區(qū)間，其中摩阻系數(shù)λ可采用柯列布魯克公式計算，克列布魯克公式考慮的因素多，適用范圍廣泛，被認為紊流區(qū)λ的綜合計算公式。利用達西公式和柯列布魯克公式組合進行管道沿程水頭損失計算精度高，但計算方法麻煩，習慣上多用在紊流的阻力過渡區(qū)?！　『Ｔ竭m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∝V1.75~2

5、.0）。該式計算方法簡捷，在美國做為給水系統(tǒng)配水管道水力計算的標準式，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)的水力計算?！　≈x才公式也應(yīng)是管道沿程水頭損失通式，且在我國應(yīng)用時間久、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算確定，而這兩個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)?！　×硗馍峋S列夫公式，前一段時期也廣泛的用做給水管道水力計算，但該公式是由舊鋼管和舊鑄鐵管管材試驗資料確定的。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算的實用公式

6、　　輸配水管道沿程水頭計算時，先采用判別水流的阻力特征用，再選擇相應(yīng)的公式計算，科學(xué)合理，但操作麻煩，特別在流速是待求的未知數(shù)時，需要采用試算的方法確定雷諾數(shù)（Re）很不方便。為了使輸配水管道水力計算能滿足工程設(shè)計的需要，又可以方便的選擇計算公式和進行簡捷的計算，根據(jù)多年來管道水力計算的經(jīng)驗，《室外給水設(shè)計規(guī)范》GBJ13-86修編報批稿，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算公式如下：　?。?）塑料管　?。?）混凝土管（渠）及采用水泥砂漿內(nèi)襯的金屬管道　　　　　?。?）輸配水管道、配水管網(wǎng)水力平差計算　　2.1管道摩阻系數(shù)的屬性及應(yīng)用條件　　每個管道沿程水力計算公式

7、都有相應(yīng)的摩阻系數(shù)和確定方法，表達形式也不一樣。摩阻系數(shù)是一個未知數(shù)，應(yīng)由試驗確定。但實際應(yīng)用時，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)計人員計算時選擇采用。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算的關(guān)鍵。　?。?）當量粗糙度Δ　　當量粗糙度是自然（也有稱工業(yè)）管道，根據(jù)水