管道水头损失计算(精)
管道沿程水头损失计算附录
附录 A管道沿程水头损失计算说明1 海澄－威廉公式(A.1.1)适用于冷水和常温水管道，为《建筑给水排水设计规范》（ GB 50015－ 2003）推荐公式，该公式计算简便且对管材的适应较广，可以替代各有关标准和手册中根据不同管材和流态推导和采用的不同计算公式。
冷水和常温水管道也可采用流体力学基本公式（ A.2.3 ），但计算较复杂。
2自动喷水灭火系统管道《自动喷水灭火系统设计规范》（ GB 50084-2001 ）中采用以下公式2V（A.0.1 ）i＝0.0000107d j 1.3式中i ——每米管道的水头损失（MPa/m）；V ——管道内水的平均流速（m/s）；d j——管道的计算内径（m）。
基于以下因素，推荐采用海澄—威廉公式(A.1.1)替代上式进行自动喷水灭火系统的水力计算：1）《自动喷水灭火系统设计规范》采用公式（ A.0.1 ）的原因之一是与室内给水系统管道水力计算公式一致，但目前《建筑给排水设计规范》已经改为采用海澄－威廉公式。
2）式（ A.0.1 ）仅适用于镀锌钢管，海澄－威廉公式还适用于铜管、不锈钢管和涂覆其他防腐内衬的钢管。
3）英、美、日、德等国的自动喷水灭火系统规范均采用海澄－威廉公式。
4）《美国工业防火手册》介绍，经过实测，自动喷水灭火系统管道在使用20～ 25 年后，其水头损失接近采用海澄－威廉公式的设计值。
注：以上 4 点均来自《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2001）条文说明。
5）由于海澄－威廉公式和公式（ A.0.1 ）计算结果有较大差距，而管件的局部阻力系数是一确定的数值，当采用不同的沿程阻力计算公式折算为当量长度时出现不同的数值；但《自动喷水灭火系统设计规范》提供的局部阻力当量长度表是按照海澄－威廉公式 C h＝ 120 时的折算数值编制的，与式（ A.0.1 ）配合使用有较大误差。
6）如采用公式（ A.0.1 ），系统阻力计算数值比实际数值大，水泵扬程选择过高，实际运行时水量过大不能保证在火灾延续时间内连续喷水，也是不利因素。
管道水头损失计算
管道水头损失计算
沿程和局部水头损失之和为总水头损失：
hw=hf+hj（3）
式中：
hw—管道的总水头损失，m；
hf—管道沿程水头损失，m；
hj—管道局部水头损失，m. UPVC管材的沿程水头损失计算常采用谢才公式：
hf=（L/c2R）v2（4）
式中：
L—管道的长度，m；
c—谢才系数；
R—管道的水力半径，m.
局部水头损失计算公式为：
hj=ε（v2/2g）（5）
式中：
ε—管道局部阻力系数；
g—重力加速度，9.81m/s2.
<<室外给水设计规范>>给的
hf=hl+hj=iL(1+10%)
式中：hf——水头损失（m）
hl——沿程水头损失（m）
hj——局部水头损失（m）；一般hj=5-10%hl
L——管道长度（m）
i——水力坡度：
聚乙（丙）烯给水管
i=0.000915×（Q^1.774/d计^4.774）;
钢管给水管
i=0.000912×v^2（1+0.867/v）^0.3/d计^1.3 (v<1.2m/s)
i=0.000107×v^2/d计^1.3 (v>=1.2m/s)
式中：v——管内流速（m/s）
d计——水管计算内径（m）
管道糙率经验值
铸铁管一般0.014，钢管0.012，upvc管0.009，RPR管0.0084，水泥管0.013～0.015
（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。
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水头损失计算公式
水头损失计算公式
水头损失是指水流经过管道或渠道时由于阻力而产生的能量损失。
水头损失通常由以下几个因素引起：摩擦损失、弯头损失、收缩损失和扩散损失。
摩擦损失是指水流通过管道或渠道内壁时与壁面摩擦而产生的能量损失。
摩擦损失与水流速度、管道直径和壁面粗糙度有关。
当水流速度增加、管道直径减小或壁面粗糙度增加时，摩擦损失也会增加。
弯头损失是指水流在管道弯头处由于改变流动方向而产生的能量损失。
弯头损失与弯头角度、弯头半径和流量有关。
当弯头角度增大、弯头半径减小或流量增加时，弯头损失也会增加。
收缩损失是指水流通过管道或渠道收缩段时由于断面缩小而产生的能量损失。
收缩损失与收缩段的几何形状和流量有关。
当收缩段几何形状不合理或流量增加时，收缩损失也会增加。
扩散损失是指水流通过管道或渠道扩散段时由于断面扩大而产生的能量损失。
扩散损失与扩散段的几何形状和流量有关。
当扩散段几何形状不合理或流量增加时，扩散损失也会增加。
水头损失的计算需要考虑摩擦损失、弯头损失、收缩损失和扩散损失等因素。
通过合理设计管道或渠道的几何形状、选择合适的材料和控制流量，可以有效降低水头损失，提高输水效率。
管道水头损失核算
合计
9.520m
Hale Waihona Puke 蜗壳271-2002）、《水轮机基本技术条件》 （GB/T15468-2010） 《水力计算手册》（第二版）、《小型水电站 上》（天津大学水利系1976） 转轮D1= 主管管径 0.60 m 【据《DL/T5195》附录C1、C2】 支管径 0.40 m
水轮机 2 台 损失： hm=ξ*V^2/(2*g) 栅形系数β 1.83 湿周 X(m) 5.40 5.40
平均湿周 水力半径 谢才系数 沿程损失 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C X(m) hf(m) 3.64 0.231 46.08 0.017 0.05 0.000 湿周 X(m) 1.88 湿周 X(m) 1.88 湿周 X(m) 1.88 湿周 X(m) 1.88 湿周 X(m) 1.26 湿周 X(m) 2.51 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.150 60.74 0.012 0.090 7.323 水力半径 谢才系数 沿损糙率n v支/v主＝ 局损系数ξ R(m) C 0.150 60.74 0.012 0.180 0.650 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.150 60.74 0.012 0.108 0.571 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.067 53.06 0.012 0.180 0.076 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.100 56.77 0.012 0.180 0.106 沿程损失 水力半径 谢才系数 沿损糙率n 局损系数ξ R(m) C hf(m) 0.200 63.73 0.012 0.138 0.000
管道沿程水头损失三种计算方法(自动计算)
常用管材的C值表
管道种类
C
玻璃钢管
160
管道的糙率n值表 管道种类
缸瓦管（带釉） 混凝土和钢筋混凝土管（雨水管）
n 0.013 0.013
塑料管
150
石棉水泥管
140
管、新（光滑）铸铁管
130
管、镀锌钢管、锦塑软管
120
半旧钢管、铸铁管
110
旧钢管、铸铁管、离心浇筑砼管 100
普通砼管
90
混凝土和钢筋混凝土管（污水管） 石棉水泥管 铸铁管 钢管 玻璃钢管
0.014 0.012 0.013 0.012 0.0084
塑料管 石棉水泥管 新钢管、新（光滑）铸铁管 铝合金管、镀锌钢管、锦塑软管 半旧钢管、铸铁管 使用多年的旧钢管、铸铁管、离心浇筑 普通砼管
管长 L
管径 d
沿程水 头 损失 hf
m mm m
m
1280 600 0.600
17.15
1280 600 0.600
16.72
1200 110 0.110
8.57
1.455*105 1.85 4.89 5.65*105 1.85 5.04 6.25*105 1.9 5.1 7.76n2*109 2.0 5.33 1.312*106 2.0 5.33 1.516*106 2.0 5.33 1.749*106 2.0 5.33 2.24*106 2.0 5.33
3 经验公式二(用) hf fLQm / d b
f、m、b值 表
1.77
4.77
94800
29.99 0.00833
f、m、b值表
管道种类
f
m
b
塑料硬管,玻璃钢管 铝管、铝合金管
管道沿程水头损失三种计算方法(自动计算)
L d
4 . 871
*(
Q 1 .852 ) C
常用管材 的C值表 f、m、b值 表
2772.00
0.77000
h f fLQ m / d b
f、m、b值表 管道种类
29.99
0.00833
f
m
b
常用管材的C值表 管道种类 玻璃钢管
塑料硬管,玻璃钢管 铝管、铝合金管
0.948*105 0.861*105
塑料管 石棉水泥管
150 140 130 120 110 100 90
混凝土和钢筋混凝土管（污水管） 石棉水泥管 铸铁管 钢管 玻璃钢管
0.014 0.012 0.013 0.012 0.0084
管、新（光滑）铸铁管
管、镀锌钢管、锦塑软管
半旧钢管、铸铁管 普通砼管
旧钢管、铸铁管、离心浇筑砼管
4.89 5.04 5.1 5.33 5.33 5.33 5.33 5.33
塑料管 石棉水泥管 新钢管、新（光滑）铸铁管 半旧钢管、铸铁管 普通砼管
7.76n2*109 1.312*106 1.516*106 1.749*106 2.24*106
铝合金管、镀锌钢管、锦塑软管
使用多年的旧钢管、铸铁管、离心浇筑
管长 L m
1280
管径 d mm
600
沿程水 头损失 hf m m
17.15
0.600
1280
600
0.600
16.72
1200
110
0.110
8.57
常用管材的C值表 管道种类 玻璃钢管 C 160
管道的糙率n值表 管道种类 缸瓦管（带釉） 混凝土和钢筋混凝土管（雨水管） n 0.013 0.013
管道水头损失简单计算
管道水头损失简单计算
管道水头损失是指流体在管道中流动过程中由于摩擦、弯头、收缩等原因而引起的能量损失，常用单位为米。
管道水头损失的计算通常根据流体的流速、管道的直径、长度、粗糙度以及流体的密度等参数进行。
一般情况下，可以采用以下公式计算管道的水头损失：
h = f * (L/D) * (V^2/2g)
其中，h为管道水头损失（单位为米），f为阻力系数，L为
管道长度，D为管道直径，V为流速，g为重力加速度。
阻力系数f可以根据Darcy-Weisbach公式或者柯西方程进行计算，并与管道的流速、粗糙度等参数有关。
需要注意的是，以上公式是基于一定的假设和近似条件建立的，实际应用时可能需要考虑更多的因素和修正。
水头损失计算
流量Q = 10/3600 = 0.002778 m3 / S;每米水头损失I = 105×（130-1.85）×（0.1-4.85）×（0.1-4.87）×（0.0027781.85）= 0.018kpa / M; 1300米管道水头损失= 1300×0.018 / 9.8 = 2.39 m;如果使用30％来估计本地人头损失，则总人头损失为2.39×1.3 = 3.11M；管道速度v = 0.002778 /（3.14×0.1×0.1×0.25）= 0.35 M / g / v = 0.002778 /（3.14×0.1×0.1×0.1×0.25）= 0.35 M / 3 / v = 0.35 M / v = 0秒。
供水管道的水头损失可以根据以下公式计算：i = 105Ch-1.85dj-4.87qg1.85哪里：I-每单位管道长度的水头损失（kPa / M）；DJ-计算出的管道内径（米）；QG-设计供水流量（m3 / s）；Ch-海城-William系数。
各种塑料管和带衬里（涂层）塑料管的Ch = 140；铜管和不锈钢管的Ch = 130;衬有水泥和树脂的铸铁管ch = 130;普通钢管和铸铁管ch = 100。
加：水流中每单位质量液体的机械能损失称为压头损失。
头部丢失的原因有两个：内部原因和外部原因。
外部对水流的阻力是造成水头损失的主要原因，液体的粘度是造成水头损失的主要内部原因和根本原因。
在液体流动的过程中，在流动方向，壁面粗糙度，流动截面形状和面积相同的均匀流动部分上产生的流动阻力称为摩擦阻力。
沿途阻力的影响导致流体流动过程中的能量损失或压头损失。
阻力均匀分布在整个均匀流段中，并且与管道段的长度成比例。
阻力的另一种类型发生在流域变化迅速的盆地，能量损失主要集中在盆地和附近的盆地。
管道沿程水头损失三种计算方法(自动计算)
4.89 5.04 5.1 5.33 5.33 5.33 5.33 5.33
塑料管 石棉水泥管 新钢管、新（光滑）铸铁管 半旧钢管、铸铁管 普通砼管
7.76n2*109 1.312*106 1.516*106 1.749*106 2.24*106
铝合金管、镀锌钢管、锦塑软管
使用多年的旧钢管、铸铁管、离心浇筑
管长 L m
1280
管径 d mm
600
沿程水 头损失 hf m m
17.15
0.600
1280
600
0.600
16.72
1200
110
0.110
8.57
常用管材的C值表 管道种类 玻璃钢管 C 160
管道的糙率n值表 管道种类 缸瓦管（带釉） 混凝土和钢筋混凝土管（雨水管） n 0.013 0.013
4.77 4.77
管道种类 玻璃钢管
石棉水泥管 新钢管、新铸铁管 旧钢管、旧铸铁管 当地材料管n=？ 钢筋砼管n=0.013 钢筋砼管n=0.014 钢筋砼管n=0.015 钢筋砼管n=0.017
1.455*105 5.65*105 6.25*10
5
1.85 1.85 1.9 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
管道沿程水头损失计算表
糙率 n C f 0.012 110
1.77 4.77
94800
序 号
公式名称
公
式
管道 种类 m b
流量
Q
m3/h
2772.00
m3/s
0.77000
1 2 3
经验公式一
6.35*16* n2 * Q2 * L hf 2 * d16 / 3
管道总水头损失计算公式
管道总水头损失计算公式
管道总水头损失由沿程水头损失和局部水头损失两部分组成。
沿程水头损失的计算公式有多种，其中一种常用的经验公式适用于硬质塑料管道（PVC）：Hf = ×104×（/）×L，式中：Hf为沿程水头损失（m）；L、Q、d分别为管道长度（m）、流量（m3/h）和管道内径（mm）。
局部水头损失的计算公式为：Hj =ζ v2/2g，式中：Hj为局部水头损失（m）；ζ为局部阻力损失系数，与管件、阀门的类型与大小有关；v、g分别为管道中水的流速（m/s）和重力加速度（/s2）。
在实际设计工作中，
一般先计算出沿程水头损失Hf，然后取局部水头损失Hj = 10% Hf，以满
足设计要求。
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进口 0.5, 收缩 0.15, 阀门 2.0
当管道输水流量为25L/s时，求所需要的水头H。 （以上ζ 值均采用 发生局部水头损失后的流速）
H V0≈0
l1
l2
d1
水力分析与计算
图（a）
d2
水头损失应用举例
分析：用能量方程式求解，三选如图（b）所示 ，
1 H 0 l1 l2 2 d1 1 d2 2 0
第一步：计算沿程水头损失
第二步：计算局部水头损失
第三步：计算总水头损失
水力分析与计算
主持单位: 广东水利电力职业技术学院
黄河水利职业技术学院
参建单位: 杨凌职业技术学院 安徽水利水电职业技术学院 四川水利职业技术学院
山西水利职业技术学院
长江工程职业技术学院
水力分析与计算
水头损失应用举例
解： 1.沿程水头损失
第一段
m3/s Q 25L / s 0 025
Q Q 4 0.025 1.42 m/s 2 A1 d 2 3.14 0.15 1 4 l1 v12 25 1.422 h f 1 1 0.037 0.63m d1 2 g 0.15 19.6 v1
hj1 hj 2 hj 3 0.051 0.032 0.425 0.508 m
输水所需要的水头，根据大水箱与管出口列能量方程得
2 v2 H hf hj 1.29 0.508 0.212 2.01 m 2g
水力分析与计算
水头损失应用举例
4. 水头损失计算步骤
V0≈0
图（b）
V22 hw 列能量方程： H 0 0 0 0 2g
hw hf hj hf 1 hf 2 hj进口 hj收缩 hj阀门
l1 V12 l2 V22 V12 V22 V22 1 2 进口 收缩 阀门 d1 2 g d2 2 g 2g 2g 2g
水术学院
2014.11
水头损失计算举例
管道水头损失计算
水力分析与计算
水利水电建筑工程
水头损失应用举例
例题：水从水箱流入一管径不同的管道，管道连接情况如图 （a）所示，已知：
d1 150mm, l1 25m, 1 0.037 d 2 125mm, l1 10m, 1 0.039
阀门损失
，得 阀门 2.0 2 v2 2.042 h j 3 阀门 2.0 0.425 m 2g 19.6
水力分析与计算
水头损失应用举例
3.总水头损失
总的沿程水头损失为
h
h
j
f
h f 1 h f 2 0.63 0.66 1.29 m
总的局部水头损失为
Q Q 4 0.025 2.04 m/s 2 A2 d 2 3.14 0.125 2 4
断面平均流速
沿程水头损失 第二段
v2
沿程水头损失
水力分析与计算
hf 2
2 l2 v2 10 2.042 2 0.039 0.66m d2 2 g 0.125 19.6
水头损失应用举例
2.局部水头损失
进口损失 由于进口没有修圆， 进口
0.5 ，得
v12 1.422 h j1 进口 0.5 0.051m 2g 19.6
收缩损失 ，得 收缩 0.15
2 v2 2.042 0.15 0.032 m 2g 19.6
h j 2 收缩