第六章水管及其水力计算
《管道的水力计算》PPT课件
（1）按ΣQi=0分配流量 从A点和最远点F点分配，可假设
（2）计算各管段损失并填表 注意正负号 hi SiQi2
（3）计算校正流量ΔQ
注意公共段CD
环网计算表
环 管 假定流
路 段 量Qi
Si
管段校 校正后 校正后
hi
hi /Qi
ΔQ
正流量 的流量Qi 的hi
AB +0.15 59.76 +1.3346 8.897
vB2 2g
zA
zB
pA pB
g
v
2 A
2g
1 vB2Biblioteka 2gH0——作用水头
H0
1
vB2 2g
流速
vB
1
1
2gH0 2gH0
对锐缘进口的管嘴，ζ=0.5， 1 0.82
1 0.5
流量 Q vB A A 2gH0 A 2gH0
Qi 0 b.由流量确定各管段管径
d 4Qi ve
ve——经济流速（规范要求）
c.由控制线确定作用压力
p pi pc Spi Qi2 pc 或 H hi hc Shi Qi2 hc
d.阻力平衡，调整支管管径
（2）管网布置和作用压力已定，求di——校核计 算，扩建管网
短管的作用水头
H0
1
l d
v2 2g
1→突扩ζ=1，H0→H
H l v2
d 2g
v2
4Q
d
2
2
代入，得
自来水管网水力计算
自来水管网水力计算1）计算公式的选用1）管径计算公式①按经济流速计算管径：D=18.8*(Q/V)1/2式中：Q---管中流量（m3/h）；D---管道内径(mm)；V---管中流速（m/s）。
可参考下列范围取值：输水管和配水干管：V=0.5～1.2m/s；配水支管：V=0.75～1.0m/s；水泵吸水管：V=1.0～1.2m/s；水泵出水管：V=1.5～2.0m/s。
②按拟定的水力比降计算管径：式中：I---水力比降，其余符号见管网水头损失计算公式。
2）管网水头损失计算公式式中：Q---管中流量（m3/h）；D---管道内径(mm)；h f ---管道沿程水头损失（m）；L---管道长度（m）。
f、m、b---与管材有关的参数，见表3-1。
表3-1 不同管材的f、m、b取值范围注：当Q以m3/s计时，d以m计时，f取(f)对应列的值。
3）局部水头损失（h j）为简化计算，局部水头损失可按沿程水头损失的10％计算。
（2）确定管网控制点（管网中压力最低的节点）一般是离管网入口处较远、地面标高较高的节点，通过水力计算比较确定管网控制点。
（3）确定干管、支管干管：从控制点到管网入口处的最短距离的管线。
控制点→节点………节点→管网入口节点。
支管：非干管管线，要分别列出所经过的节点。
（4）节点出流量Q i计算先将配水管网总流量扣除集中出流节点流量（工业企业集中用水量）后分摊到各管段，再将分摊到各管段的流量分摊到各节点。
1）管段分摊流量通常采用以下几种方法计算①按每管段负担的供水户数分摊管段分摊流量按下式计算：式中：---计算管段分摊流量（L/s）；---工业企业集中用水量（L/s）；----配水管段负担的供水户数（户）；其余符号同前。
按表3-2格式计算。
表3-2 管段分摊出流量计算表②按每管段负担的供水人口数分摊管段分摊流量按下式计算：式中：----配水管段负担的供水人口数（人）；其余符号同前。
按表3-2格式计算。
简单管道的水力计算(精)
k 1
Q2 0.152 2 hf k 2 l 2500 9.5m 2 K 2.464
H 1 2 1 H 2 h f 45 61 25 9.5 18.5m
Δ
水塔
H
H1 H2
Δ Δ
1 2
例
6.2
图
第六章
孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
因为管道的长度较大，考虑按照长管计算。 解： 列出水厂断面和工厂断面的能量方程
1 H 1 2 H 2 h f
当管径 d 400mm，查表铸铁管 K 2.464 10 3 l s
求得K值后反查表就可得d
A 2 gH C
② 对于短管
Q 1 d
1
4
l d
d 2 2 gH
4Q
C 2 gH
, c 1
1 l d
采用试算法
第六章
孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
2. 管道的输流能力，管长已知，要求选定所需的管径及相应的水头。 这是工程中常见的实际问题。通常是从技术和经济两方面综合考虑， 确定满足技术要求的经济流速。 ①管道的技术要求。流量一定的条件下，所选管径的大小影响着管中 的流速，所选管径应使流速控制在既不会产生过大的压力，降低管道 的使用寿命，又不能过小，使泥沙沉积，阻塞管路。一般情况下，水 电站引水管中流速不应大于（5～6）m/s ，给水管中的流速不应大于 （2.5～3）m/s，不应小于0.25m/s 。 ②管道的经济效益。重要的管道在选取管径时一般应选择几个方案进 行比选，选出一种方案，使得管道投资和运转的总费用最小，但是工 程中，费用最小的并非各方面最优或可行，往往是选一种经济上合理 工程上可行的方案作为最终设计方案，这样选定的流速称为经济流速， 对应的直径为经济直径。具体数值可参照有关设计手册。
管路的水力计算
为保证虹吸管能通过设计流量，工程上一般限制管中最 大允许的真空度为[hv]＝7～8.5m。
.
[例1] 如图所示虹吸管，通过虹吸作用将左侧水流引向下游。 已知虹吸管管径d=100mm，H1=2.5m，H2=3.7m，l1=5m，l2=5m。 管道沿程损失因素λ=0.025，进口设有滤网，其局部损失因 素ζe=8，弯头阻力因素ζb=0.15。试求： (1) 通过虹吸管流量； (2) 计算虹吸管最高处A点的真空度。
.
解（1）首先取两过流断面1—1和2—2，以右侧水面 为零基准面，在两断面之间建立伯努利方程，计算点 取在各断面的液面上，其压强均为大气压强，相对压 强为零
H1
hw
l d
v2 2g
( 进
b
出)
v2 2g
v 2.05m / s
q 16.1103 m3 / s 16.1L / s
.
（2）管道最高点A处的真空度为最大，在1—1段面和管 道A断面之间建立伯努利方程,并仍以左侧水面为零基准 面，有
H1
pa
g
(H1
H2)
pA
g
v2 2g
( 进
b
l1 ) d
v2 2g
pa pA
g
H2
(1 进
b
l1 ) d
v2 2g
pv pa pA 5.93m
.
短管水力计算的问题
例1 已知短管l=200m，d=400mm，H=10m，相同
的两个弯头局部水头损失系数为0.25，闸门全开的
排水管道纯公式水力计算
排水管道纯公式水力计算排水管道水力计算是指根据管道的水力特性和流体力学原理，计算管道内流体的速度、压力、流量等参数，以确定管道的水力性能。
下面将介绍一些常见的排水管道水力计算公式，并对其进行说明。
1.流量公式：流量是指单位时间内通过管道截面的液体体积。
流量公式可以用来计算流量，其表示为：Q=A*v式中，Q表示流量，单位为体积/时间；A表示管道截面积，单位为面积；v表示流速，单位为长度/时间。
该公式根据负责流量为截面面积与流速的乘积。
2.流速公式：流速是指单位时间内通过管道其中一点的液体线速度。
流速公式可以用来计算流速，其表示为：v=Q/A式中，v表示流速；Q表示流量；A表示管道截面积。
3.斯怀默公式：斯怀默公式用来计算管道中的流速，其表示为：v=C*R^(2/3)*S^(1/2)式中，v表示流速，单位为长度/时间；C为经验系数（一般根据实际情况取值）；R表示液体在管道内运动的惯性系数；S表示液体在管道内运动的能量消耗系数。
4.伯努利方程：伯努利方程是描述流体在管道中运动的一种基本物理原理。
对于水力平衡的平稳流动有：z+(P/γ)+(v^2/2g)=常数式中，z表示位置高度；P表示压力；γ表示液体的比重；v表示流速；g表示重力加速度。
该方程表达了位置高度、压力和速度之间的关系。
5.里德伯格公式：里德伯格公式用来计算管道中的摩阻损失，其表示为：Hf=f*(L/D)*(v^2/2g)式中，Hf表示摩阻损失；f表示摩阻系数；L表示管道长度；D表示管道直径；v表示流速；g表示重力加速度。
以上是一些常见的排水管道水力计算公式，用于计算排水管道的流量、流速、摩阻损失等参数。
在实际应用中，还可以根据具体情况选择适用的公式进行计算。
需要注意的是，公式的使用需要考虑实际情况，并结合实际数据进行合理调整，以保证计算结果的准确性。
《管道的水力计算》课件
日常工作中需要注意管道流量、阻力和维护等问题，确保系统正常运行。
3 管道水力计算的应用前景
在工程建设、水资源管理和环境保护等领域具有广阔的应用前景。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
管道保养的注意事项
4
保养时需要注意使用正确的材料和方法， 遵守相关规定和标准。
维护工作的必要性
管道的维护可以保证管道系统的正常运 行和延长使用寿命。
管道的保养措施
保养包括防锈、防腐、除垢、消毒等措 施，可以延缓管道老化和减少故障。
总结
1 管道水力计算知识的重要性
掌握管道水力计算知识可以提高工作效率和减少系统故障。
《管道的水力计算》PPT 课件
# 管道的水力计算
管道流量的计算
1
流量的定义
流量是单位时间内通过管道的液体或气
流速与断面积的关系
2
体的体积。
流速是单位时间内通过断面的液体或气
体的体积，与断面积成反比。
3
流量计算公式
流量（Q）= 流速（V）× 断面积（A）
实际管道流量实例
4
通过实例计算管道流量，考虑测量误差 和流体性质变化。
泥沙径流的特点
泥沙径流是带有泥沙的水流，通过计算降雨量和土 壤侵蚀来估算泥沙径流。
泥沙径流计算公式
泥沙径流（Qs）= 雨量（P）× 土壤侵蚀量（E）
径流计算实例
通过实例计算管道的径流，考虑降雨强度和土壤类 型。
管道的维护与保养
1
管道维护的注意事项
2
维护时需要注意安全、定期检查和清洁、
修复漏水等问题。
管道阻力的计算
阻力的定义
阻力是管道内液体或气体流动时受到的阻碍力。
第六章 有压管流
(6.16)
式中Ｋ为修正系数，且： (6.17)
(6.18)
二、串联管道
由直径不同的简单管道串联而成的管道为串联管道。
设串联管道中任一管段的直径为 ,管长为 ,流量为 ，管道来端由支管分出的流量为 ；如上图6-5所示，因串联管道的每一管道都是简单管道，都可用简单管道的水力计算公式，则：图6-5
例１：某渠道用直径 的钢筋混凝 虹吸管从河道引水灌溉，如上图所示，河道水位为120.00m，渠道水位为119.00m，虹吸管各段长度е１=10m，е2=6m,е3=12m,进口装滤水网，无底阀，ξ1=2.5,管的顶部有600的折角转弯两个，每个弯头ξ2=0.55。
求：（１）虹吸管的流量。
（２）当虹吸管内最大允许真空值 时，虹吸管的最大安装高度 。
§6－1简单短管中的恒定有压流
一、自由出流
图6-1
如图6-1所示，短管由三段管径不变的管道组成，以出口断面中心的水平面０－０为基准面，对渐变流断面１和２列出能量方程：
（6.1）
以总水头 代入上式得：
：式表明管道的总水头ＨＯ的一部分转换为出口的流速水头，另一部分则在流动过程中形成水头损失。上式中：
上式中的 是以达西一魏斯巴赫公式表示的，若 以谢才公式计算，其形式可作相应改变。将 代入 得：
也可算出各断面的测压管水头值，即可绘出管道的测压管水头线。
管道出口断面压强受到边界条件的控制。
由总水头线，测压管水头线和基准线三者的相互关系可以明确地表示出管道任一断面各种单位机械能量的大小。
四、短管水力计算举例（Ｐ河256）
：虹吸管的水力计算
虹吸管是指有一段管道高出上游液面，而出口低于上游液面的管道。
水泵装机容量就是水泵的动力机（如电动机）所具有的总动率，单位重量水体从水泵获得的能量为 ，则单位时间内重量为 的水流从水泵获得能量为 。 也为单位时间内水泵所做的有效功，称为水泵的有效功率，以 表示，即：
流体力学水管计算
①基准面 → 出口中心线；
②断面1－1 → z1＝H，p1＝pa，v1＝0； ③断面2－2 → z2＝0，p2＝pa，v2＝v2； ④水头损失 → hw＝∑hf＋∑hj ；（长管忽略局部 水头损失，即∑hj＝0）
1根)求据解分公析式得推导（z伯1 努p利g1 方 2v程1g2 的 应H 用 z）2 （p图g2 5－2v42g2 ） hw
复杂管道：除简单管道以外的管道系统，称为复杂管道， 又可分成：
1）串联管道：不同管径或不同粗糙度的数段管子串联联 接所组成的管道系统，如图6-25(b)。
2）并联管道：是指数段管道并列联接所组成的管道系统， 如图6-25(c)所示。
图6-25 管道系统分类
二、管道水力计算主要任务
管道水力计算的主要任务是：
解：根据直接水击压力的求解公式得：
p cv 1000kg / m3 1000m / s 4m / s
4106 kg /(mgs2 ) 4106 Pa
n
hf i
i1
n i1
Qi2li Ki2
图6-28 串联管道
图6-26 串联管道
并联管路
并联管路：两根以上的管子在同一处分离， 在另一处汇合，这样组成的管路。
在并联管路中，各管段中的
n
水头损失是相同的。
Q Qi
计算方程：
hf
Q12l1 K12
Q22l2 K22
Q32l3 K32
i 1
Q Q1 Q2 Q3
于电路中的电流；压降相当于电压，管道阻力相当于电阻。
本节只介绍串联管道和并联管道的水力计算。
长管的水力计算
★长管计算的类型：简单管路、串联管 路、并联管路
一、简单管路 定义：没有直管分出的等直径（☆流量
住宅建筑给水管水力计算算例及讨论
住宅建筑给水管水力计算算例及讨论住宅建筑的设计总用水量为10m³/h，给水管道的起始水压为0.4MPa，终点水压为0.3MPa。
首先我们需要确定给水管道的管径，然后计算管道的水力参数，最后根据水力参数来选择合适的给水管道材料和规格。
1.确定给水管道的管径根据设计总用水量，我们可使用以下公式计算给水管道的流量Q：Q=V/t其中，V为设计总用水量，单位为m³/h；t为给水管道使用的小时数。
假设给水管道使用24小时，代入之前的数值，可得：Q=10/24=0.4167m³/h下一步是根据给水管道的流量来确定其管径。
我们将使用流量速度法进行计算。
首先，我们假设给水管道的流速为2m/s。
根据流量速度法公式：Q=A×v其中，Q为流量，单位为m³/h；A为管道横截面积，单位为m²；v为流速，单位为m/s。
代入之前的计算结果，可得：0.4167=A×2解得给水管道的横截面积为0.4167/2=0.2084m²由于给水管道一般选用圆形管道，其横截面积A可通过以下公式进行计算：A=π×(d/2)²其中，π取3.14，d为管道的直径，单位为m。
代入横截面积的计算结果，可得：0.2084=3.14×(d/2)²解得给水管道的直径d为0.515 m，即51.5 cm。
2.计算管道的水力参数根据给水管道的直径，我们可计算出其横截面积和周长：A=π×(d/2)²=3.14×(0.515/2)²=0.2084m²C=π×d=3.14×0.515=1.62m接下来，我们将计算流量速度和雷诺数来确定水力参数。
流量速度v的计算公式为：v=Q/A代入之前的计算结果，可得：v=0.4167/0.2084≈2m/s雷诺数Re的计算公式为：Re=v×d/ν其中，ν为水的运动黏度，单位为m²/s，一般取10⁻⁶m²/s。
管道水力计算与设计
管道水力计算与设计引言管道是指一种具有一定长度和直径的管子，可以输送液体、气体或固体颗粒等物质。
在工程设计中，管道的水力计算和设计是非常重要的环节，它涉及到管道输送流体的流速、压力、管径选择以及相关的水力特性。
本文将围绕管道水力计算和设计展开讨论，以提供读者对于该领域的基本了解。
一、水力计算1.1 流量计算在进行管道水力计算时，首要的任务是确定流体在管道中的流量。
流量的计算通常基于流量公式，其中最常见的是流量公式为Q=Av，其中Q表示流量，A表示管道的横截面积，v表示流速。
在实际的设计中，我们可以根据需求来计算或者给定流体的流量，从而确定所需的管道尺寸。
1.2 压力计算压力计算是管道水力设计的关键部分之一，它决定了管道在工作过程中所能承受的压力范围。
压力的计算需要考虑到多种因素，包括起点和终点的压力、流体的密度、流体的速度等。
通过合适的压力计算，我们能够确定管道的合适材质、管道的连接方式以及必要的支撑结构。
二、管道设计2.1 管道材质选择在进行管道设计时，我们必须考虑所需的材质。
常见的管道材料包括金属材质（如钢、铜等）和非金属材质（如塑料、玻璃钢等）。
不同材质的管道具有不同的特性，例如金属管道具有较高的强度和耐用性，而塑料管道则具有较低的成本和良好的耐腐蚀性。
根据具体情况选择合适的管道材质，对于管道的设计和使用至关重要。
2.2 管道直径确定管道直径的确定是管道设计的重要环节之一。
合适的管道直径能够确保流体在管道内的流速满足要求，同时减小能量损失和阻力。
常用的方法有经验公式法和经济最佳速度法。
经验公式法通常基于实践经验和实际数据，适用于一般情况下的估算；经济最佳速度法通过经济分析来确定最佳管道直径，以实现在经济成本和工作效率之间的平衡。
2.3 管道布置和支撑管道的布置和支撑是管道设计中不可忽视的一部分。
合理的管道布置能够保证流体在管道中平稳地流动，减少能量损失。
同时，必要的支撑结构可以确保管道在工作过程中的稳定性和安全性。
工程流体力学 第六章 孔口、管嘴和有压管流.
2.流量比较
Q 孔口
A 2g
孔口 孔口
孔 H口
孔口 0.6 21
Q n
nA n 2gH n n 0.82
14
管流基本概念
简单管道是指管道直径不变且无分支的管道
复杂管道是指由两根以上管道组成管道系统。复杂管道又可 以分为串联管道、并联管道、分叉管道、沿程泄流管和管网。
短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损失都不能忽 略不计的管道。
其中 K AC R
25
三、简单管道水力计算应用举例 1、虹吸管的水力计算
虹吸管是一种压力输水管道，顶部弯曲且其高程 高于上游供水水面。
虹吸管的工作原理图
26
虹吸灌溉
27
真空输水：世界 上最大直径的虹 吸管(右侧直径 1520毫米、左 侧600毫米),虹 吸高度均为八米， 犹如一条巨龙伴 游一条小龙匐卧 在浙江杭州萧山 区黄石垅水库大 坝上，尤为壮观， 已获吉尼斯世界 纪录 。
将产生汽化，破坏水流的连续性。故一般不使虹吸管
中的真空值大于7－8米。虹吸管应按短管计算。
31
例2：图示用直径d = 0.4m的钢筋混凝土虹吸管从河道向灌
溉渠道引水，河道水位为120m，灌溉渠道水位118m，虹
吸管各段长度为l1 = 10m，l2 =5m， l3 =12m，虹吸管进
口安装无底阀的滤网（ζ= 2.5）,管道有两个60o的折角弯管 （ζ=0.55）。求：
0.03327 2.5 20.551.0
0.4
0.383
QcA 2gz
0.3830.7850.42 29.82 0.30m3 s
33
（2）计算虹吸管的最大安装高度 列河道水面和虹吸管下游转弯前过水断面的能量方程
管路的水力计算课件
求解方程
利用数值计算方法，求解描述管路水 流的方程组，得到各点的水流参数。
结果分析
对计算结果进行分析，评估管路系统 的性能和可靠性，提出优化建议。
计算中的注意事项
准确性
确保数学模型的准确性和计算方法的可 靠性，以提高计算结果的精度。
适用性
考虑管路系统的实际情况，如流体特性 、管材、管径等，选择合适的数学模型 和计算方法。
管道水头损失与流体流速、管道长度 、管道直径和重力加速度等因素有关 。
04
管路水力计算实例
简单管路水力计算
01
02
03
计算公式
使用伯努利方程和连续性 方程进行简单管路的水力 计算。
适用场景
适用于单管、无分支、无 变化的管路系统。
计算步骤
确定管路起点和终点的水 头、管路长度、管径、流 速等相关参数，代入公式 进行计算。
效率
在保证计算精度的前提下，尽量采用高 效的数值计算方法和计算机技术，缩短 计算时间。
安全性
注意管路系统的安全性和稳定性，避免 因不合理的水力计算导致管路系统出现 故障或事故。
02
管路水力计算基本原理
伯努利方程
伯努利方程是流体力学中的基本 方程，它表达了流体在重力场中 运动时，流体的动能、势能和压
管路的水力计算课件
目录
• 管路水力计算概述 • 管路水力计算基本原理 • 管路水力计算方法 • 管路水力计算实例 • 管路水力计算的优化建议 • 管路水力计算的未来发展
01
管路水力计算概述
定义与目的
01
02
定义
目的
管路水力计算是指通过数学模型和计算方法，对管路中的水流特性进 行模拟和分析的过程。
水管水力计算doc
6.2.2水系统水力计算对半集中系统空调水系统平面图，绘制水管平面布置图并进行水力计算，确定管径。
冷冻水水力计算用假定流速法:1）根据轴侧图选择配水最不利点，确定计算管路。
若在轴侧图中难以判定配水最不利点，则应同时选择几条计算管路，分别计算各管路所需压力，其最大值方为水系统所需要的压力；2）以流量变化为节点，从配水最不利点开始，进行管段编号，将计算管路划分成计算管段，并标出管段的长度；3）根据各室内的冷负荷，计算出各室内所需要的冷冻水量，再计算出各管段的流量；4）进行各管段水力计算；5）确定非计算管路各管段的管径。
6）计算结果见表6.4。
表6.4 水管水力计算表最不利环路阻力(Pa)91028最有利环路阻力41080 不平衡率54.90%编号Q(W) G(kg/h) L(m) D(mm) υ(m/s) R(Pa/m) ΣξΔPy(Pa) ΔPj(Pa) ΔP(Pa) VG4 272195 0.0133 89 125 0.981 79 1 7043 297 7339 E26 3820 657.04 4.52 20 0.53 287.43 3 1299 30417 31716 FG33 8760 1506.72 0.27 25 0.68 316.98 3 87 693 780 FG29 16440 2827.68 2.57 32 0.82 334.97 4.3 859 1433 2293 FG28 18220 3133.84 1.54 40 0.66 181.28 1 279 217 497 FG27 20000 3440 1.46 40 0.72 216.43 1 316 262 578 FG26 21780 3746.16 1.54 40 0.79 254.65 1 392 311 703 FG25 23560 4052.32 1.46 40 0.85 295.94 1 432 364 796 FG24 28060 4826.32 0.38 50 0.61 111.24 1 43 185 228 FG23 33000 5676 1.16 50 0.71 151.37 1 175 255 430 FG20 34780 5982.16 1.46 50 0.75 167.32 1 244 284 528 FG19 36560 6288.32 1.54 50 0.79 184.05 1 283 314 597 FG18 38340 6594.48 1.46 50 0.83 201.57 1 294 345 639 FG17 40120 6900.64 1.54 50 0.87 219.88 1 339 378 716 FG14 41900 7206.8 1.46 50 0.91 238.97 1 349 412 761 FG13 43680 7512.96 1.54 50 0.95 258.85 1 399 448 846 FG12 45460 7819.12 0.54 50 0.98 279.51 1 150 485 635 FG11 50400 8668.8 3.33 50 1.09 340.96 1 1137 596 1732 FG10 55340 9518.48 5.63 50 1.2 408.47 1 2298 718 3016 FG8 65220 11217.84 0.3 65 0.86 155.74 1 47 368 415 FG7 70160 12067.52 1.66 65 0.92 179.17 1 298 426 724 FG6 75100 12917.2 6.11 65 0.99 204.21 1 1249 488 1737FG5 80040 13766.88 4.14 65 1.05 230.87 3 957 1664 2620 FG4 95100 16357.2 1.71 65 1.25 322.15 4.3 552 3366 3919 FG3 102430 17617.96 3.72 80 0.95 151.32 1 563 451 1014 FG2 107370 18467.64 3.26 80 1 165.68 1 539 496 1035 FG1 111190 19124.68 4.85 80 1.03 177.22 0 860 0 860 FH28 8760 1506.72 0.32 25 0.68 316.98 3 100 693 793 FH25 19180 3298.96 2.67 40 0.69 199.86 1.3 533 313 846 FH24 20960 3605.12 0.94 40 0.76 236.67 1 222 288 510 FH23 22740 3911.28 2.06 40 0.82 276.54 1 570 339 908 FH22 24520 4217.44 0.94 40 0.89 319.47 1 300 394 694 FH21 26300 4523.6 2.06 40 0.95 365.46 1 753 453 1206 FH20 30800 5297.6 0.19 50 0.67 132.75 1 26 223 248 FH19 35740 6147.28 0.75 50 0.77 176.25 1 132 300 431 FH18 37520 6453.44 2.06 50 0.81 193.4 1 398 330 729 FH17 39300 6759.6 0.94 50 0.85 211.35 1 199 362 561 FH16 41080 7065.76 2.06 50 0.89 230.08 1 474 396 870 FH15 42860 7371.92 0.94 50 0.93 249.59 1 235 431 666 FH14 44640 7678.08 2.06 50 0.97 269.89 1 556 467 1023 FH13 46420 7984.24 0.94 50 1.01 290.98 1 274 505 779 FH12 48200 8290.4 0.95 50 1.04 312.85 1 296 545 841 FH11 53140 9140.08 3.53 50 1.15 377.66 1 1331 662 1994 FH10 58080 9989.76 5.33 65 0.76 124.75 1 664 292 956 FH9 63020 10839.44 0.3 65 0.83 145.83 1 44 344 388 FH7 72900 12538.8 1.55 65 0.96 192.86 1 300 460 760 FH6 77840 13388.48 6.11 65 1.02 218.8 1 1338 524 1862 FH5 82780 14238.16 4.55 65 1.09 246.36 3 1121 1780 2901 FH4 97840 16828.48 1.37 80 0.91 138.56 1.3 189 535 724 FH3 105170 18089.24 4.13 80 0.98 159.21 1 657 476 1132 FH2 110110 18938.92 3.04 80 1.02 173.92 1 529 521 1050 FH1 113930 19595.96 5.39 80 1.06 185.74 0 1002 0 1002 7.2.2循环水泵的选型水泵的流量按下式计算：Q=β1Qmax（7-1）式中 Qmax—管网的最大流量，m3/h；β1—流量储备系数，对单台水泵工作时，β1值取1.1；两台水泵及以上并联工作时β值取1.2。
管路水力计算课件
经验公式法是根据大量的实验 数据总结出的经验公式，用于 快速计算管路阻力系数，但精 度相对较低。
管路水头损失计算
管路水头损失是指流体在管路中 流动时所损失的机械能，其计算 方法包括实测法和理论计算法。
实测法是通过实验测量管路中的 水头损失和流速，然后根据相关
公式计算水头损失。
理论计算法是根据流体力学的基 本理论，通过求解伯诺里方程等 方程组来计算水头损失，精度较
03
02
理想流体：无粘性，无旋涡，服从牛顿定律 。
04
稳定流与非稳定流
稳定流：流场中所有物理量都不随时间变 化。
05
06
非稳定流：流场中至少有一个物理量随时 间变化。
03 管路水力计算方法
CHAPTER
伯诺里方程
伯诺里方程是流体动力学的基本方程 ，用于描述流体在管路中的运动状态 和能量变化。
伯诺里方程的求解方法有多种，包括 数值解法和解析解法，其中数值解法 应用较为广泛。
一个家庭用水管，管径为100mm，长度为 10m，需要计算出在一定压力下管路所需 的流量。
复杂管路计算
总结词
适用于管路复杂、分支多、参数变化大等 情况。
公式
H=ΔP/L+∑hf，其中H为水头损失，ΔP为 管路压力损失，L为管路长度，∑hf为局部
水头损失。
详细描述
复杂管路计算需要考虑管路的分支、弯头 、阀门等因素对水力性能的影响，通过建 立数学模型进行计算。
实例
一个工业用水系统，包含多个分支管路和 阀门，需要计算出整个系统的流量和压力 分布。
多管路系统计算
总结词
适用于多个管路相互连接、相 互影响的情况。
详细描述
多管路系统计算需要考虑各管 路之间的相互影响和平衡关系 ，通过建立网络模型进行计算 。
输水管道水力计算公式
输水管道水力计算公式1．常用的水力计算公式：供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有:达西（DARCY ）公式：g d v l h f 22**=λ （1）谢才（chezy ）公式：i R C v **= （2）海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式：87.4852.1852.167.10d C l Q h h f ***= （3） 式中 h f -----------沿程损失，mλ----------沿程阻力系数l -----------管段长度，md-----------管道计算内径，mg-----------重力加速度，m/s 2C-----------谢才系数i------------水力坡降；R-----------水力半径，mQ-----------管道流量m/s 2v------------流速 m/sC n -----------海澄―威廉系数其中达西公式、谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。
海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。
三种水力计算公式中 ，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。
2．规范中水力计算公式的规定3．查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力计算公式也有所差异，见表1：表1 各规范推荐采用的水力计算公式3．1达西公式达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。
公式中沿程阻力系数λ值的确定是水头损失计算的关键，一般采用经验公式计算得出。
舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（C.F.COLEBROOK ）公式均是针对工业管道条件计算λ值的著名经验公式。
舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度1.3*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用较广.柯列勃洛可公式)Re 51.27.3lg(21λλ+∆*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式，该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合，适用范围为4000<Re<108。
水管选型及水力计算
245 0.7 R1 705 471 343 237 198 142 103 82 63 48 38 25 19 15 12
11
R2 948 622 446 304 253 179 129 102 78 58 46 30 23 18 15
1 = −2.0lg( ε + 2.51 )
λ
3.71d Re λ
式中 ε——管内表面的当量绝对粗糙度，［m］；
推荐水管的ε值如下：对于开式系统，取 0.0005[m]；对于闭式系统， 取 0.0002［m］；
Re——雷诺数，Re＝ vd v
其中 v 是水的运动粘滞系数，与水温有关，在标准大气压时，水的运动粘滞
三、空调冷却/冷冻水管选型及水力计算
1、水管选型 根据表 1 可以确定空调冷却/冷冻水管的水管形式，包括钢管和铸铁管，常
见的为镀锌钢管和无缝钢管；水管选型常采用假设流速法，可以根据水流量和相 应管的流速范围来确定管径。
1
水系统水管选用及水力计算
水管径 D 由下式确定：
式中 D——管径，m；
D = 4L πv
1、水管选型 .....................................................1 2、水力计算 .....................................................3 四、PP-R 管选型及水力计算 ...........................................7 1、PP-R 管特点...................................................7 2、PP-R 管主要用途...............................................7 3、PP-R 管选型...................................................7 4、水力计算 ....................................................10 5、中国十大 PPR 管品牌 ..........................................17 五、冷凝水管选型................................................... 18 1、冷凝水管系统特点 ............................................18 2、冷凝水管流速 ................................................18 3、冷凝水管管径选型 ............................................18 六、常用水系统设备的水压降......................................... 19 1、常用风冷水系统机组水压降 ....................................19 2、常用水冷机组水压降 ..........................................19
水管水力计算过程
6 水系统设计6.1 水系统方案选择本设计空调水系统采用一次泵定水量水系统，系统为闭式四管制。
闭式系统中介质不与大气接触，无论是水泵运行或停止期间，管内都始终充满水，可防止管道的腐蚀。
较开式系统水泵扬程小，水力平衡较易。
在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置。
由于建筑平面内外各区均有用水点分布，由于建筑内部布管空间限制，采用同程式系统较为困难。
开始意识到同程系统易于平衡，故设计初期采用了同程式系统。
但布管发现，从水井引出的供水管需先绕到走道尽头，再绕回至另一头，接着供水至各个末端。
部分走道仅供水管就有3排，且考虑到回水管以及凝水管，共有4排空调水管，而在建筑设计中，还有生活热水管道以及生活供水管道需要布置，故对于走道空间较窄的建筑难以采用。
同时考虑到采用各层之间采用同程而每层内部采用异程式系统的大同程小异程时水系统，但布管发现，建筑水井的面积有限，由于北区和南区各只有一个水井，采用此系统将导致水井内多于4条水管，水井面积不够。
由于无法向建筑专业提资料，同时考虑建筑本身设计特点以及建筑的级别，增加水井面积的可能性不大，故不采用。
后期发现若使供水管水流速度小些，沿程阻力减小，并在每层回水干管上加平衡阀，并在各并联支管上安装流量调节装置，增大并联支管的阻力，也可使管路达到平衡，故最终决定采用异程式系统。
定水量系统保持供水量在一定范围内，使供回水温发生变化。
由于水量的损失和泄露，当水量发生波动时，通过安装在回水管与供水管之间的压差控制器进行水量的调节。
系统每一层面的水量根据风机盘管的额定水流量进行计算；而整个系统的总水量需要考虑同时使用系数，根据最大负荷选择空气源热泵，设备的额定流量需满足根据最大冷负荷得出的水量。
因而总立管的尺寸应根据空气源热泵的总水量确定，每一层面的水管尺寸根据风机盘管的额定流量确定。
无需将所有风机盘管的额定流量相加，那是无实际意义的。
6.2 水系统分区6.3 空调冷冻水系统6.3.1 冷冻水系统形式冷冻水系统型式为一次泵变流量冷冻水系统，在供回水之间加压差控制器。
给排水管网水力计算方法
节点方程组解法 原理：在初步拟订压力的基础上，逐
步调整节点水压以满足连续性方程。 节点流量应该满足连续性方程：
Qi qij 0
hij Sij qi2j
qij
S
1 2
ij
h
1 2
ij
hij
Qi
Sij
1 2
hij
h
1 2
ij
Qi
Sij
1 2
Hi
Hj
1 2
Hi
Hj
0
Ｊ－Ｓ个连续性方程：
Q1 S1k12
650
650×0.0358＝23.27
230
230×0.0358＝8.23
190
190×0.0358＝6.80
205
205×0.0358＝7.34
2425
86.81
5．节点流量：
节点 0 1 2 3 4 5 6 7 8
合计
节点流量（L/s） 0.5×10.74＝5.37 0.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.11 0.5×(5.37+8.95) ＝7.16 0.5×8.95＝4.48 0.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.80 0.5×(8.23+6.80)＝7.52 0.5×(6.80+7.34)＝7.07 0.5×7.34＝3.67 0.5×23.27＝11.63
S12q122 2S12q12qⅠ S12qⅠ2 S25q225 2S25q25qⅠ S25qⅠ2 2S25q25qⅡ 2S25qⅠqⅡ S25qⅡ2 S14q124 2S14q14qⅠ S14qⅠ2 S45q425 2S45q45qⅠ S45qⅠ2 0
简单管道的水力计算(精)
和
1 d 1 0.15 6 d 150 mm ， C ( ) 6 ( ) 46.28 n 4 0.0125 4
8 g 8 9.8 0.0367 2 2 C 46.28
l 20 0.0367 4.89 d 0.15
i
0.5 1.1 2.0 1.0 4.6
Δ
水塔
H
H1 H2
Δ Δ
1 2
例
6.2
图
第六章
孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
因为管道的长度较大，考虑按照长管计算。 解： 列出水厂断面和工厂断面的能量方程
1 H 1 2 H 2 h f
当管径 d 400mm，查表铸铁管 K 2.464 10 3 l s
第六章
式中k 查表可得
式中 k 1
孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
例6.2 由水塔向工厂供水，如图所示，采用铸铁管，管长 2500m，管径400mm。水塔处地形标高为 61m，工厂需水
1
量 Q 0.152 m 3 s，工厂地形标高 2 45m，管路末端需要的自由水 头 H 2 25m，试设计水塔高度H。
流量系数
Q C
c
1 l i d
c
1 4.89 4.6
0.325
d 2
4
2 gH 0.325
0.15 2
4
2 9.8 6.3 0.064 m 3 s 64 l s
第六章4 简单管道水力计算的基本类型
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
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第六章水管及其水力计算
6.1 绘制水系统轴测图
首先选定一个计算管路，将该计算管路从配水最不利点开始对节点进行编号，最不利管路为1-2-3-4-5-6-7-8 6.2 阻力计算 管段的冷却水流量为
ρ
t c q ∆∙⨯Φ=
3600v
6.2.1沿程阻力 Rl d
l H
f
==2
2
ρνλ
式中： λ———摩擦阻力系数，无因次量； l ———直管段长度，m; d ———管段内径，m; ρ———水的密度，1000kg/m 3
ν——水流速，m/s;
R ——单位长度沿程阻力，又称比摩阻，Pa/m 。
6.2.2局部阻力
水流动时遇弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为： 2
2
ρν
ξ
=d H
ζ———局部阻力系数；
ν———水流速，m/s 。
6.2.3水管总阻力 2
2
ρνξ
+=+=Rl H H
H d f
6.2.4确定管径
n d =式中：V j ——冷冻水流量,m 3
/s ；
v j ——流速,m/s 。
在水力计算时，初选管内流速和确定最后的流速时必须满足以下要求：
DN15～DN20，v=0.6～1.0m/s;DN25～DN40，v=0.8～1.2m/s;DN50～DN70,v<1.5m/s;DN80以上的管径，v<1.8m/s.
空调系统的水系统的管材有镀锌钢管和无缝钢管。
当管径DN ≤100mm 时可以采用镀锌钢管，其规格用公称直径DN 表示；当管径DN>100mm 时采用无缝钢管，其规格用外径×壁厚表示，一般须作二次镀锌。
表6—1最不利管路水力计算表
最不利管路的总损失为20990
P
a。