水头损失计算表说明

运用EXCEL软件进行管网水头损失计算

马章进(农二师设计院有限责任公司库尔勒841000) 实践证明，在其他条件同等的情况下，利用棉花膜下滴灌工程技术的棉花产量和效益遥遥领先于其他灌溉方式。棉花膜下滴灌能节水、节地、节肥（药）、节省劳力、增产增收，

并且提高了作物抵御灾害的能力和农产品质

量，经济、生态、社会效益好。滴灌提供了调

控作物生长的条件，成为农业生产标准化的重

要手段，是向农业现代化建设迈出的重要一

步，使兵团棉花生产在近几年取得了突飞猛进

的发展。

2000年以来我院已完成棉花滴灌工程设计面积40万亩以上。由于受时间限制等原因往往集中在每年的11月份到来年的3月份进行棉花滴灌工程设计，时间紧任务重，在管网水头损失计算中，要对管径进行多次计算调整，管网计算工作量很大。过去用手工计算非常繁琐，容易出现错误。笔者在计算实践中发现，运用Excel软件关于数据自动处理和计算功能，就可以很轻松地完成管网水头损失的计算工作。

Excel作为目前最常用的电子表格软件，其主要特色就是能够按预先编制的公式进行计算。Excel函数作为Excel处理数据的一个最重要手段，功能十分强大。Excel提供了对工程等多方面的函数，又能提供良好的文字编排功能，便于编制需保留的计算过程。下面就以干管(包括分干管，下同)水头损失计算为例介绍用Excel 进行棉花滴灌管网水头损失计算方法。

1 干管管网水头损失的计算公式

干管选0.4Mpa的UPVC管，其沿程水头损失计算公式为：hf=kfQmL/db。

式中：hf —沿程水头损失，单位m；k—水头损失扩大系数，取k=1.1；f—摩阻系数，f=0.464；

Q—流量，L/h；d—管道内径，单位mm；L—管长，单位m；m—流量指数，1.77；

b—管径指数，取4.77。

2 计算步骤

计算时根据已知管道长度、管道流量对管道直径（外径、内径）采用试算值计算干管管网水头损失，具体步骤如下。

(1) 先假设一个管径值。

(2) 根据已知的管道长度、管道流量计算出该段管道的水头损失。

(3) 根据设计方案的变动调整管径，仍按上述步骤计算，最终选定合适的管道直径。

在Excel中建立一个新的工作薄，在A3列输入所要计算的干管管段名称，B3列输入管道流量，C3列输入管道长度，D3列输入管道外径，E3列输入管道内径等基础数据，在F3列计算出该段的水头损失。

管道外径一般是一个整数，容易记住；而管道内径一般不是整数，不容易记住。管道内径可以从规范或生产厂家提供的参考资料中查到，但输入时很烦且容易出错。这里采用Excel函数把一些常用管道内径一并输入公式中，供计算时根据管道外径选用情况自动选用，达到一劳永逸的功效。Excel中所提的函数其实是一些预定义的公式，它们使用一些称为参数的特定数值按特定的顺序进行计算。这里采用IF函

数，选择管道内径。具体内容如下：

IF(D3<=180,IF(D3=63,59,IF(D3=75,70.4,IF(D3=90,84.4,IF(D3=110,103.2,IF(D3= 125,117.2,IF(D3=140,131.4,IF(D3=160,150.2,169))))))),IF(D3=200,187.6,IF(D3=250,23 5.6,IF(D3=315,295.6,IF(D3=400,377,IF(D3=450,424.6,IF(D3=500,472.2,IF(D3=560,53 0,597.6))))))))

注：D3代表输入管道外径的单元格，本例管道内径为0.4Mpa的UPVC管，若需要不同压力等级的管道内径只要做相应调整就可以了。输入方法如下。

1）单击需要输入函数的单元格，出现编辑栏，如下：

2）单击编辑栏中"编辑公式"按钮，在编辑栏下面将出现一个"公式选项板"，此时"名称"框将变成"函数"按钮。

3）单击"函数"按钮右端的箭头，打开函数列表框，从中选择所需的IF函数。

4）在这个选项板中输入函数的参数，当输入完参数后，在"公式选项板"中将显示函数计算结果。

5）单击"确定"按钮，即可完成函数的输入。

4 求出干管管网总水头损失

用上述方法可以求出每段水头损失。选定一个单元格，单击“自动求和”按钮，单元格中出现了求和公式SUM，选择求和范围，单击“输入”按钮，求和的值就出来了。这样一个轮灌组的干管水头损失也就计算完成了。如下表

，再替换成其他干管的管道名称、管道流量、管道长度、管径等资料就可以了。

5 修改数据

由于设计方案的优化，往往需要我们不止一次地修改干管计算表。在Excel中

用公式进行自动运算时，公式所调用的单元格名称都会被替换成相应的单元格中的数值进行计算，而且即使单元格中的数据发生变化，公式也仍然适用，而不必再行调整。在Excel工作表中修改数据非常方便，又便于保存计算过程。这为干管水力计算避免了大量的简单重复工作。

6 小结

采用Excel 软件计算干管水头损失使修改计算表数据变得简单，快捷，简化了工作程序，提高了工作效率，从而大幅度降低了设计人员的劳动强度。根据笔者做棉花滴灌管网水力计算的实践经验，这种计算方法避免了反复查找管道内径的不必要的麻烦，使管网水力计算步骤简单化，程序化，计算效率提高了几十倍，达到了事半功倍的效果。可以节约大部分时间来做方案的优化设计工作，对提高设计质量水平具有重要意义。

此计算方法还可以用于其他如建筑给排水管网、农村人饮管网的水头损失计算。(收稿日期：2005-12-11；Email：:)