輸水管道水力損失的計(jì)算及其影響因素分析

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1、第4卷第3期Vol．4No．32012年9月Sep．2012輸水管道水力損失的計(jì)算及其影響因素分析王中陳卓(湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑技術(shù)學(xué)院，湖北孝感432000)【摘要】目的通過(guò)研究可以有效的優(yōu)化輸水管道水力損失的計(jì)算，使設(shè)計(jì)參數(shù)更為準(zhǔn)確。方法通過(guò)四種常用水力損失計(jì)算公式的計(jì)算分析，研究如何選取正確的計(jì)算公式，不同的管道在計(jì)算過(guò)程中的優(yōu)化，沿程水損與局部水損的計(jì)算時(shí)注意事項(xiàng)。結(jié)果尋找到不同管道計(jì)算時(shí)采用的不同公式，并提出了由于水錘等原因造成的計(jì)算誤差。結(jié)論考慮影響水力損失的因素對(duì)于水力計(jì)算來(lái)說(shuō)，是十分必要的?！娟P(guān)鍵詞】水頭損失;達(dá)西公式;謝才公式;舍為列夫公

2、式;海森威廉公式【中圖分類(lèi)號(hào)】TU991．32【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674－7461(2012)03－0019－07計(jì)算水流在經(jīng)過(guò)管道時(shí)所產(chǎn)生的水力損失是稱(chēng)作謝才系數(shù)，R管道的水力半徑，J為水力坡度。給排水工程中常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題。在實(shí)際的工程計(jì)3)舍維列夫公式算中，沿程水頭損失一般按照水力學(xué)書(shū)或水力手冊(cè)對(duì)于新鋼管，0．226中的公式進(jìn)行計(jì)算，較為簡(jiǎn)單，但公式較多，如何選0．01590．684λ=0．226(1+)(4)用最佳的計(jì)算公式關(guān)系到工程設(shè)計(jì)方案在運(yùn)行中dv的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。精確的計(jì)算水力損失對(duì)選泵問(wèn)題此式使用條件為Re＜2．4×106d，d以m計(jì)

3、。以及水錘的防護(hù)控制措施有重要影響，是確定方案對(duì)于新鑄鐵管，0．284可行性和經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)十分重要的步驟。0．01442．36λ=0．284(1+)(5)dv1計(jì)算水頭損失公式此式使用條件為Re＜2．7×107d，d以m計(jì)。對(duì)舊鑄鐵管及舊鋼管(使用2個(gè)月以上)，當(dāng)V1．1水頭損失常用公式＜1．2m/s，1)達(dá)西公式0．30．01790．867λ=0．3(1+)(6)LV2dvhf=λ(1)4R2g當(dāng)V≥1．2m/s，0．021式中:λ為沿程水頭損失系數(shù)，L為所求的沿程的距λ=(7)0．3d離，v為管道內(nèi)的平均流速大小，R管道的水力半徑，當(dāng)管材為舊鋼管、舊鑄

4、鐵管，其水力計(jì)算公式g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。也可以根?jù)流速的判別，采用下列的舍維列夫公式:2)謝才公式0．001072常用于沿程水頭損失的公式還有謝才公式:V≥1．2m/s時(shí)，I=1．3vD0．3Q=ωc槡RJ(2)0．009120．8672V＜1．2m/s時(shí)，I=1．3(1+)vDv或者4)海森威廉公式2vh=Jl=l(3)1．852f210．67QlCRhf=1．8524．87(8)Chd式中:Q為管道流量，ω為過(guò)流斷面的面積，c【作者簡(jiǎn)介】王中(1983－)，男，碩士，講師。主要從事管網(wǎng)優(yōu)化的研究。20技術(shù)研究表1種管道在管材100m時(shí)四種公式計(jì)算值對(duì)實(shí)

5、驗(yàn)值的比較3管道名稱(chēng)DN流量(m/h)舍維列夫謝才達(dá)西海森實(shí)測(cè)值實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)鋁合金管652014．2245．3995．0885．7965．575太原鋁合金管652014．2245．3995．0885．7964．651焦作鋁合金管652014．2245．3995．0885．7964．191洛陽(yáng)輕型金屬管70209．6223．6003．5323．9894．191金壇鍍鋅薄壁鋼管70209．0973．3933．3523．7764．382南京鋁合金管75206．7032．4712．5172．8192．242洛陽(yáng)輕型金屬管75206．7032．4712．5172．819

6、3．113金壇鋁合金管76206．2552．2992．3582．6382．484太原鍍鋅薄壁鋼管89409．7393．7233．5434．1363．739南京鋁合金管105609．6363．7313．4864．1593．250焦作輕型金屬管1056010．0093．8833．6104．3153．611金壇高低壓聚氯乙烯管601521．2018．1507．3768．4727．753南京PE管631518．0276．9046．3407．2749．290焦作PE管631518．0276．9046．3407．2747．433金壇式中:Q為管道流量，l為管道長(zhǎng)度，C

7、h［18］為海森威廉系數(shù)，d為管道直徑。由表1數(shù)據(jù)通過(guò)方差比較，可以看出，謝才公式1．2管道沿程水頭損失計(jì)算公式的比較與選用和海森威廉公式對(duì)實(shí)驗(yàn)值誤差都較小，但海森威廉公式計(jì)算的誤差更小，在實(shí)際工程中，計(jì)算水力損選用參數(shù):水的物理化學(xué)參數(shù)以20℃、大氣壓為3失比謝才公式計(jì)算精確。101kPa的條件下取值，其中密度ρ=999．73kg/m。沿程水頭損失計(jì)算公式都是在一定的實(shí)驗(yàn)基計(jì)算結(jié)果如表2～4。2/s．水溫礎(chǔ)上建立起來(lái)的，由于實(shí)驗(yàn)條件的差別，各公式的達(dá)西公式:υ為水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，m20℃時(shí)，υ=1．01×10－6m2/s．Re=vd/υ，布拉休斯適用條件

8、和計(jì)算精度也會(huì)有所不同。根據(jù)上述對(duì)各個(gè)公式的分析，現(xiàn)比較如下修正公