管网阻力计算表
管网阻力计算公式
（一）摩擦阻力1．圆形管道摩擦阻力的计算根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：（6-1-1）对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为：（6-1-2）圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为：（6-1-3）以上各式中λ——摩擦阻力系数；v——风秘内空气的平均流速，m/s；ρ——空气的密度，kg/m3；l——风管长度，m；R s——风管的水力半径，m；f——管道中充满流体部分的横断面积，m2；P——湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m；D——圆形风管直径，m。
摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。
在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。
通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。
只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。
计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多，下面列出的公式适用范围较大，在目前得到较广泛的采用：（6-1-4）式中 K——风管内壁粗糙度，mm；D——风管直径，mm。
进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式（6-1-3）和（6-1-4）制成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。
只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可利用线解图求得其余的两个参数。
线解图是按过渡区的λ值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。
当实际使用条件下上述条件不相符时，应进行修正。
（1）密度和粘度的修正（6-1-5）式中 R m——实际的单位长度摩擦阻力，Pa/m；R mo——图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/m；ρ——实际的空气密度，kg/m3；v——实际的空气运动粘度，m2/s。
（2）空气温度和大气压力的修正（6-1-6）式中 K t——温度修正系数。
排水管网系数计算公式
排水管网系数计算公式排水管网是城市基础设施中十分重要的一部分，它能够有效地排除雨水和污水，保障城市的环境卫生和居民的生活质量。
在排水管网的设计和建设过程中，需要对其进行系数计算，以确保其能够正常运行并满足城市的排水需求。
本文将介绍排水管网系数计算公式及其应用。
排水管网系数计算公式通常包括以下几个方面的内容：管道摩阻系数、管道内径、管道长度、流量系数等。
其中，管道摩阻系数是排水管网系数计算中最为关键的参数之一。
管道摩阻系数是指单位长度内管道对流体的阻力大小，它的大小直接影响着管道的输水能力和排水效率。
通常情况下，管道摩阻系数可以通过以下公式进行计算：f = 0.25 / (log10(ε/3.7D + 5.74/Re^0.9))^2。
其中，f为摩阻系数，ε为管道壁粗糙度，D为管道直径，Re为雷诺数。
通过这个公式，可以计算出不同管道在不同流速下的摩阻系数，从而为排水管网的设计提供重要的参考依据。
另外，管道内径和长度也是排水管网系数计算中需要考虑的重要参数。
一般来说，管道内径越大，摩阻系数越小，输水能力越强；而管道长度越长，摩阻系数越大，输水能力越弱。
因此，在排水管网的设计中，需要根据实际情况合理选择管道的内径和长度，以确保排水管网能够满足城市的排水需求。
此外，流量系数也是排水管网系数计算中不可忽视的参数。
流量系数是指单位时间内通过管道的水流量，它的大小直接影响着排水管网的排水能力和排水效率。
一般情况下，流量系数可以通过以下公式进行计算：Q = A V。
其中，Q为流量，A为管道的横截面积，V为水流速度。
通过这个公式，可以计算出不同管道在不同流速下的流量系数，从而为排水管网的设计提供重要的参考依据。
综上所述，排水管网系数计算公式包括管道摩阻系数、管道内径、管道长度和流量系数等多个方面的内容。
这些参数的大小直接影响着排水管网的排水能力和排水效率，因此在排水管网的设计和建设过程中，需要对其进行综合考虑，并根据实际情况合理选择参数数值，以确保排水管网能够正常运行并满足城市的排水需求。
给水管网的水力计算
根据公式(gōngshì)（2-7）先求出平均出流概率U0，查表找 出对应的αc值代入公式(gōngshì)（2-6）求出同时出流概率U，再 代入公式(gōngshì)（2-5）就可求得该管段的设计秒流量qg，重复 上述步骤可求出所有管段的
第十三页，共30页。
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2.4 给水管网的水力计算 2.4.3 水表和特殊附件的局部(júbù)水头损失
水表口径 当用水较均匀时水表口径应以安装水表管段(ɡuǎn
duàn)的设计秒流量不大于水表的常用流量来确定，因为常用 流量是水表允许在相当长的时间内通过的流量。
当用水不均匀，且连续高峰负荷每昼夜不超过2~3h时， 螺翼式水表可按设计秒流量不大于水表的过载(guòzài)流量 确定水表口径，因为过载(guòzài)流量是水表允许在短时间 内通过的流量。
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2.4 给水管网的水力(shuǐlì)计算
2.4.4 求定给水系统(xìtǒng)所需压力
确定给水计算 管路水头损失、 水表和特殊附 件的水头损失 之后，
即可根据公式 （2-1）求得 建筑内部给水 系统所需压力。
公式(gōngshì)（2-1）：
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表2-
14
第十一页，共30页。
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2.4 给水管网的水力计算(jì suàn) 2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算(jì suàn)
三通分水与分水器分水的局部(júbù)水头损失估算值 表 2-15
* 此表只适用于配水管,不适(bùshì)用于给水干管.
管道阻力损失计算
令
称Rm为比摩阻，Pa/m,其意义是单位长度管道的摩擦阻力。这样摩擦阻力计算式则 变换成下列表达式：
（6-1-13）
为了便于工程设计计算,人们对Rm的确定已作出了线解图,设计时只需根据管风 量、管径和管壁粗糙度由线解图上即可查出Rm值,这样就很容易由上式算出摩擦阻力。
（2）综合摩擦阻力系数法
D——风管直径，mm。
进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式（6-1-3）和（6-1-4）制
成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。只要已知流量、管径、流速、 阻力四个参数中的任意两个， 即可利用线解图求得其余的两个参数。线解图是按过渡区 的入值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20C、宽气密度p0=1204kg/m3、运动粘度v0=15.06 >10—6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。当实际使用 条件下上述条件不相符时，应进行修正。
入擦阻力系数；
v――风秘空气的平均流速，m/s；
P――气的密度，kg/m3;
l――风管长度，m；
Rs――风管的水力半径，m；
f——管道中充满流体部分的横断面积，m2；
P——湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m；
D——圆形风管直径，m。
摩擦阻力系数入与空气在风管的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。在通风和空调
（1）密度和粘度的修正
（6-1-5）
式中Rm——实际的单位长度摩擦阻力，Pa/m；
Rmo——图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/m；
p――际的空气密度，kg/m3;
v——实际的空气运动粘度，m2/s。
（2）空气温度和大气压力的修正
（6-1-6）
04-城市燃气-燃气管网的水力计算
n1
PQ, L Pi (Qi , li ) i 1
为进行变负荷管段的水力计算， 可以找出一个假想不变的流量 Q ， 使它产生的管段压力降与实际压 力降相等。这个不变流量 Q 称为 变负荷管段的计算流量
P PQ PQ1 Q2
Q Q1 Q2
推导过程
n
n 1 1.75 x (1 2 n)
n
0.66(12
22
n2
)
x
2
n
1 2 n n(n 1) 2
12 22 n2 n(n 1)(2n 1) 6
n 1 1.75 x n(n 1)
4、绘制图表时,标况下天然气粘度 15106 m2/s;
5、绘制图表时,标况下人工燃气粘度 25106 m2/s;
6、对于低压管道,纵坐标为P/L (Pa/m);
7 、对于高、中压管道,纵坐标为 P12 P22 [ ( k P a )2 / m ] ; L
8、绘制图表时，取钢管绝对粗糙度 0.0002 m;
二、《城镇燃气设计规范》推荐的燃气管道计算常用到 的摩阻系数和摩阻计算公式
（一）低压燃气管道
1、层流状态（Re<2100）
64
λ Re
ΔP L
1 . 1 31 01 0
Q D
0 4
υ
T ρ 0 T0
2、临界状态（2100<Re<3500）扎依琴柯
λ
0 . 0 3
Re 2100 6 5 R e 1 05
ρ
0
T T0
（2）铸铁管
λ
0 . 1 0 2 2 3 6 (1 D
长距离输水管道阻力损失计算
hf
=
10.67 ∗ C 1.852
h
Q1.852 ∗ ∗ d 4.87
l
（3）
式中 hf------------沿程损失，m
λ―――沿程阻力系数
l――管段长度，m
d-----管道计算内径，m
g----重力加速度，m/s2
C----谢才系数
i----水力坡降；
R―――水力半径，m
Q―――管道流量 m/s2
PVC-U,PE 等 塑 料 管 道 , 或 者 内 衬 塑 料 得 金 属 管 道 , 因 为 其 内 壁 Δ 值 很 低 , 一 般 处 于
0.0015-0.015,管道流态大多位于紊流光滑区,采用适用光滑区得布拉修斯公式以及柯列勃
洛克公式一般均能够得到与实际接近得计算结果.因此, 《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技
表 2 常见管材粗糙度相关系数参考值
管材类型 焊接钢管(新) 铸铁管(新) 水泥砂浆衬里金属 管 镀锌钢管
粗糙系数 n 0.011 0.012
0.011-0.012
0.016
海澄-威廉公式 Ch 145 130
140
120
当量粗糙度Δ/mm 0.045-0.09 0.25
0.3
0.15
钢筒混凝土管(离心
术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得
且与《室外给水设计规范》并不矛盾.
海澄-威廉公式可以适用于各种不同材质管道得水力计算,其中海澄-威廉系数 Ch 得取值应
根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道,其海澄-威廉
系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据,合理取用.
公式得适用范围,而且误差大小与雷诺数成正比.对 PVC-U 管,采用布拉修斯公式与柯列勃洛
燃气基础知识 第六章 燃气管网水力计算
家用燃气表及灶具安装规定及要求
1）燃气用户应单独设置燃气表；燃气表应根据燃气的工作 压力、温度、流量和允许的压力降等条件选择； 2）燃气表宜安装在不燃或难燃结构的室内通风良好和便于 查表、检修的地方； 3）严禁安装在下列场所：卧室、卫生间及更衣室内；设备 的管道井内，或有可能滞留泄漏燃气的隐蔽场所；环境温度 高于45℃的地方；经常潮湿的地方，堆放易燃易爆、易腐蚀 或有放射性物质等危险的地方；有变、配电等电气设备的地 方；有明显振动影响的地方；高层建筑中的避难层及安全疏 散楼梯间内。 4）使用人工煤气和天然气时，燃气表的环境温度应高于0℃； 使用液化石油气时，应高于其露点5℃以上；高位安装燃气 表，表底距地面不宜小于1.4m；低位安装时，表底距地面不 得小于10cm。
式中 Q—计算流量，m3/h Q1—途泄流量，m3/h； Q2—转输流量，m3/h；
节点流量
节点流量等于流入节点所有管段途泄流量 的0.55Q1、流出节点所有管段途泄流量的 0.45Q1以及与该节点的集中流量三者之和
节点1
q1 0.55Q1 61 0.45Q1 12
节点2
q2 0.55Q1 12 0.55Q1 52 0.45Q1 23
（1）补偿高层建筑的沉降。 （2）克服高程差引起的附加压头的影响：增加阻力；高低层系 统分设；用户调压器；专用灶具。 （3）补偿温差产生的变形。
管径计算表
控制面积(亩)
配水量(m3/d)
1号取水坝－1号水池 1号水池－2号水池 2号水池－3号水池 3号水池－4号水池
1904.40 4302.00 2400.00 1000.00
0 0 0 -547
15取水坝－5号水池 5号水池－6号水池 6号水池－7号水池 7号水池－8号水池
2.68 0.14
6.74 0.15
0.59 0.06
38.75 -0.73
23.70 3.30 13.72 15.29
0.45 0.44 0.60 0.42
6.291667
水头损失
2.68 6.74 0.59 38.75
23.70 3.30 13.72 15.29
自由水头 （m）
235.32 370.26 262.41 19.25
管道 沿程 阻力 参数 SF值 表
D （mm
25 40 50 76 80 100 125 150 200
n
（塑管）0.008
（钢管）0.012
227589.8
512077.1
18797.7
42294.9
5658
12761.4
551.8
1467.12
462.1
1040.28
140.7
316.51
42.82
2.43
0.24
0.012
41819.21
6.13
0.61
0.012
41819.21
0.53
0.05
0.012
41819.21
35.23
3.52
0.012 0.012 0.012 0.012
316.49 1039.65 12730.50 41819.21
管道阻力、流速、流量介绍
04 华气厚普
经济流速
Economic velocity
目前LNG管路输送经济流速还没有严 格的计算公式，流速的选取只能参照
经验值，泵前1m/s，泵后3m/s
LNG船用成套设备研究所
感谢各位聆听
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华气厚普
LNG船用成套设备研究所
局部阻力损失与动压头成正比，与局部阻力系数有关。局
部阻力系数一般由实验测得。
LNG船用成套设备研究所
02 华气厚普
局部阻力损失
Part resistance loss
常见的局部阻力系数的求法
突然扩大：
1
A1 A2
2
对于管道出口
0.7 1
并联管路
并联管路：两根或两根以上的管道进口与进口、出口与出口相接构成
Q1, d1, l1
a Q
Q2 , d2 , l2
b
Q3, d3, l3
特点：
（1）总流量等于各支路流量之和 Q Q1 Q2 Q3
（2）各支路压强差相等，各支路总阻力相等
h ab
h1
h2
h3
LNG船用成套设备研究所
华气厚普
流体管路
讲解人：唐 红
LNG船用成套设备研究所
华气厚普
内容
01 摩擦阻力损失 friction resistance loss
02
局部阻力损失
part resistance loss
03
管路计算
Pipeline calculation
04
经济流速
economic velocity
管道摩擦阻力计算
长距离输水管道水力计算公式的选用之马矢奏春创作1． 经常使用的水力计算公式：供水工程中的管道水力计算一般均依照均匀流计算，目前工程设计中普遍采取的管道水力计算公式有: 达西（DARCY ）公式：gd 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 lQ h h f ***= （3） 式中hf------------沿程损失，m λ―――沿程阻力系数 l――管段长度，m d-----管道计算内径，m g----重力加速度，m/s2 C----谢才系数 i----水力坡降； R―――水力半径，mQ―――管道流量m/s2 v----流速 m/sCn----海澄――威廉系数其中大西公式，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，针对分歧的设计条件，推荐采取的水力计算公式也有所差别，见表1：表1 各规范推荐采取的水力计算公式4． 公式的适用范围：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，一般采取经验公式计算得出。
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 m2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用教广. 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.大量的试验结果标明柯列勃洛克公式与实际商用圆管的阻力试验结果吻合良好,不但包含了光滑管区和完全粗糙管区,而且覆盖了整个过渡粗糙区,该公式在国外得到及为广泛的应用. 布拉修斯公式25.0Re 316.0=λ是1912年布拉修斯总结光滑管的试验资料提出的,适用条件为4000<Re<105,一般用于紊流光滑管区的计算. 3.2 谢才公式该式于1775年由CHEZY 提出,实际是达西公式的一个变形,式中谢才系数C 一般由经验公式y e R n C *=1计算得出,其中61=y 时称为曼宁公式,y 值采取)1.0(75.013.05.2---=n R n y (n 为粗糙系数)公式计算时称为巴浦洛夫斯基,这两个公式应用范围均较广.就谢才公式自己而言,它适用于有压或无压均匀流动的各阻力区,但由于计算谢才系数C 的经验公式只包含反映管壁粗糙状况的粗糙系数n 和水力半径R,而没有包含流速及运动年度,也就是与雷诺数Re 无关,因此该式一般仅适用于粗糙区.曼宁公式的适用条件为n<0.02,R<0.5m;巴浦洛夫斯基公式的适用条件为0.1m≤R≤3m;0.011≤n≤0.04.3.3 海澄-威廉公式是在直径≤3.66m 工业管道的大量测试数据基础上建立的著名经验公式,适用于常温的清水输送管道,式中海澄-威廉系数Ch 与分歧管材的管壁概况粗糙程度有关.因为该式参数取值简单,易用,也是得到广泛应用的公式之一.此公式适用范围为光滑区至部分粗糙度区,对应雷诺数Re 范围介于104-2*106. 通过对各相关规范所推荐计算公式的比较,除混凝土管仍然推荐采取谢才公式外,其它管材大多推荐采取达西公式.在新版《室外给水设计规范》中取消舍维列夫公式的相关条文,笼统采取达西公式,但未明确要求计算λ值采取的经验公式.由于舍维列夫公式是建立在对旧钢管及旧铸铁管研究的基础上,然而现在一般采取的钢或铸铁材质管道,内壁通常需进行防腐内衬,经过涂装的管道内壁概况均比旧钢管,旧铸铁管内壁光滑得多,也就是Δ值小得多,采取舍维列夫公式显然也就会发生较大得计算误差,该公式得适用范围相应较窄.经过内衬得金属管道采取柯列勃洛克公式或谢才公式计算更为合理.PVC-U,PE等塑料管道,或者内衬塑料得金属管道,因为其内壁Δ值很低,一般处于0.0015-0.015,管道流态大多位于紊流光滑区,采取适用光滑区得布拉修斯公式以及柯列勃洛克公式一般均能够得到与实际接近得计算结果.因此,《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得且与《室外给水设计规范》其实不矛盾.海澄-威廉公式可以适用于各种分歧材质管道得水力计算,其中海澄-威廉系数Ch得取值应根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道,其海澄-威廉系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据,合理取用.因此,无论采取达西公式,谢才公式或者海澄-威廉公式计算,分歧管材得差别均表示在管内壁概况当量粗糙程度得分歧上,各公式中与粗糙度相关系数得取值是影响计算结果得重要因素.值得一提得是,同种材质管道由于采取分歧得加工工艺,其内概况得粗糙度也可能有所差别,这一因素在设计过程种也应重视(经常使用管材得粗糙度系数参考值见表2)表2 罕见管材粗糙度相关系数参考值根据雷诺数计算公式vVd Re ,雷诺数与流速v,管径d 成正比,与运动粘度成反比,因此对应管道得分歧设计条件应对所使用计算公式得适用范围进行复核.包管计算得准确性.大多说供水工程得设计依照水温10℃,运动粘度1.3*10-5 m2/s 得条件考虑,因此雷诺数实际受流速及管道口径得影响.以塑料管道为例,在正常设计流速范围条件下,管道内径大于100mm 时,虽然管道仍然处于紊流光滑区,但其雷诺数Re>105,也就是说已经超出了布拉修斯公式得适用范围,而且误差大小与雷诺数成正比.对PVC-U 管,采取布拉修斯公式与柯列勃洛克公式对比计算,当管内径为500mm ,流速1.5 m/s 时,采取布拉修斯公式得出得水力坡降比柯列波列克得结果低11%以上.采取《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》推荐得修正公式与柯式对比计算,修正公式计算结果,小口径管偏平安,中等口径与柯式符合较好,大口径管得负误差达5%以上.因此笔者认为,大口径塑料管或采取塑料内衬管不宜采取布拉修斯公式计算,而更宜于采取如柯列波洛克公式等适用条件更宽得其它经验公式,或应通过试验等对其进行修正.与上述情况类似,采取谢才公式计算时,如果管道内径大于2m 时则不采取曼宁公式计算谢才系数.如果采取巴甫洛夫斯基公式,其适用管径可以达到12m,对一般输水工程管道已完全足够了.海澄-威廉公式的数据基础是WILLIAMS和HAZEN在大量工业管道现场或试验丈量或得的.该公式因为简单易用,被广泛运用在管网水力计算中,国内外很多管道水力计算软件均采取该公式编制.由此可见,对于口径大于2m得管道应尽量防止采取海澄-威廉公式计算以策平安.6.值得提出得是,上述所有水力计算公式中采取得管径均为计算内径,各种管道均应采取管道净内空直径计算,对于采取水泥砂浆内衬得金属管道应考虑内衬层厚度得影响.大口径管道计算应尽量防止采取海澄-威廉公式,建议采取柯列勃洛克公式计算,大量试验结果证明该公式计算结果与实际工业管道符合性好,水力条件适用范围广,虽然运用该式需要进行多次迭代计算才干得到λ值,较为麻烦,不过运用计算机简单编程既能方便地得到较为准确地结果,手工计算时也可以通过查表或者查询蓦迪图辅助计算.。
管网阻力计算公式
（一）摩擦阻力1．圆形管道摩擦阻力的计算根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：（6-1-1）对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为：（6-1-2）圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为：（6-1-3）以上各式中λ——摩擦阻力系数；v——风秘内空气的平均流速，m/s；ρ——空气的密度，kg/m3；l——风管长度，m；R s——风管的水力半径，m；f——管道中充满流体部分的横断面积，m2；P——湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m；D——圆形风管直径，m。
摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。
在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。
通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。
只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。
计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多，下面列出的公式适用范围较大，在目前得到较广泛的采用：（6-1-4）式中 K——风管内壁粗糙度，mm；D——风管直径，mm。
进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式（6-1-3）和（6-1-4）制成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。
只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可利用线解图求得其余的两个参数。
线解图是按过渡区的λ值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。
当实际使用条件下上述条件不相符时，应进行修正。
（1）密度和粘度的修正（6-1-5）式中 R m——实际的单位长度摩擦阻力，Pa/m；R mo——图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/m；ρ——实际的空气密度，kg/m3；v——实际的空气运动粘度，m2/s。
（2）空气温度和大气压力的修正（6-1-6）式中 K t——温度修正系数。
管道摩擦阻力计算
长距离输水管道水力计算公式的选用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：gd 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：87.4852.1852.167.10dC lQ h h f ***= （3） 式中h f ------------沿程损失，mλ―――沿程阻力系数 l ――管段长度，m d-----管道计算内径，m g----重力加速度，m/s 2 C----谢才系数 i----水力坡降；R ―――水力半径，mQ ―――管道流量m/s 2 v----流速 m/sC n ----海澄――威廉系数其中大西公式，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4． 公式的适用范围： 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.该公式在国内运用教广. 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.大量的试验结果表明柯列勃洛克公式与实际商用圆管的阻力试验结果吻合良好,不仅包含了光滑管区和完全粗糙管区,而且覆盖了整个过渡粗糙区,该公式在国外得到及为广泛的应用.布拉修斯公式25.0Re 316.0=λ是1912年布拉修斯总结光滑管的试验资料提出的,适用条件为4000<Re<105,一般用于紊流光滑管区的计算. 3.2 谢才公式该式于1775年由CHEZY 提出,实际是达西公式的一个变形,式中谢才系数C 一般由经验公式y e R n C *=1计算得出,其中61=y 时称为曼宁公式,y 值采用)1.0(75.013.05.2---=n R n y (n 为粗糙系数)公式计算时称为巴浦洛夫斯基,这两个公式应用范围均较广.就谢才公式本身而言,它适用于有压或无压均匀流动的各阻力区,但由于计算谢才系数C 的经验公式只包括反映管壁粗糙状况的粗糙系数n 和水力半径R,而没有包括流速及运动年度,也就是与雷诺数Re 无关,因此该式一般仅适用于粗糙区.曼宁公式的适用条件为n<0.02,R<0.5m;巴浦洛夫斯基公式的适用条件为0.1m ≤R ≤3m;0.011≤n ≤0.04.3.3 海澄-威廉公式是在直径≤3.66m 工业管道的大量测试数据基础上建立的著名经验公式,适用于常温的清水输送管道,式中海澄-威廉系数Ch 与不同管材的管壁表面粗糙程度有关.因为该式参数取值简单,易用,也是得到广泛应用的公式之一.此公式适用范围为光滑区至部分粗糙度区,对应雷诺数Re 范围介于104-2*106.通过对各相关规范所推荐计算公式的比较,除混凝土管仍然推荐采用谢才公式外,其它管材大多推荐采用达西公式.在新版《室外给水设计规范》中取消舍维列夫公式的相关条文,笼统采用达西公式,但未明确要求计算λ值采用的经验公式.由于舍维列夫公式是建立在对旧钢管及旧铸铁管研究的基础上,然而现在一般采用的钢或铸铁材质管道,内壁通常需进行防腐内衬,经过涂装的管道内壁表面均比旧钢管,旧铸铁管内壁光滑得多,也就是Δ值小得多,采用舍维列夫公式显然也就会产生较大得计算误差,该公式得适用范围相应较窄.经过内衬得金属管道采用柯列勃洛克公式或谢才公式计算更为合理.PVC-U,PE 等塑料管道,或者内衬塑料得金属管道,因为其内壁Δ值很低,一般处于0.0015-0.015,管道流态大多位于紊流光滑区,采用适用光滑区得布拉修斯公式以及柯列勃洛克公式一般均能够得到与实际接近得计算结果.因此, 《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得且与《室外给水设计规范》并不矛盾. 海澄-威廉公式可以适用于各种不同材质管道得水力计算,其中海澄-威廉系数Ch 得取值应根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道,其海澄-威廉系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据,合理取用.因此,无论采用达西公式,谢才公式或者海澄-威廉公式计算,不同管材得差异均表现在 管内壁表面当量粗糙程度得不同上,各公式中与粗糙度相关系数得取值是影响计算结果得重要因素.值得一提得是,同种材质管道由于采用不同得加工工艺,其内表面得粗糙度也可能有所差异,这一因素在设计过程种也应重视(常用管材得粗糙度系数参考值见表2) 表2 常见管材粗糙度相关系数参考值5.管径对选择计算公式得影响 根据雷诺数计算公式vVdRe ,雷诺数与流速v,管径d 成正比,与运动粘度成反比,因此对应管道得不同设计条件应对所使用计算公式得适用范围进行复核.保证计算得准确性.大多说供水工程得设计按照水温10℃,运动粘度1.3*10-5 m 2/s 得条件考虑,因此雷诺数实际受流速及管道口径得影响.以塑料管道为例,在正常设计流速范围条件下,管道内径大于100mm 时,虽然管道仍然处于紊流光滑区,但其雷诺数Re>105,也就是说已经超出了布拉修斯公式得适用范围,而且误差大小与雷诺数成正比.对PVC-U 管,采用布拉修斯公式与柯列勃洛克公式对比计算,当管内径为500mm ,流速1.5 m/s 时,采用布拉修斯公式得出得水力坡降比柯列波列克得结果低11%以上.采用《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》推荐得修正公式与柯式对比计算,修正公式计算结果,小口径管偏安全,中等口径与柯式符合较好,大口径管得负误差达5%以上.因此笔者认为,大口径塑料管或采用塑料内衬管不宜采用布拉修斯公式计算,而更宜于采用如柯列波洛克公式等适用条件更宽得其它经验公式,或应通过试验等对其进行修正.与上述情况类似,采用谢才公式计算时,如果管道内径大于2m 时则不采用曼宁公式计算谢才系数.如果采用巴甫洛夫斯基公式,其适用管径可以达到12m,对一般输水工程管道已完全足够了.海澄-威廉公式的数据基础是WILLIAMS 和HAZEN 在大量工业管道现场或试验测量或得的.该公式因为简单易用,被广泛运用在管网水力计算中,国内外不少管道水力计算软件均采用该公式编制.由此可见,对于口径大于2m 得管道应尽量避免采用海澄-威廉公式计算以策安全.6.值得提出得是,上述所有水力计算公式中采用得管径均为计算内径,各种管道均应采用管道净内空直径计算,对于采用水泥砂浆内衬得金属管道应考虑内衬层厚度得影响.大口径管道计算应尽量避免采用海澄-威廉公式,建议采用柯列勃洛克公式计算,大量试验结果证明该公式计算结果与实际工业管道符合性好,水力条件适用范围广,虽然运用该式需要进行多次迭代计算才能得到λ值,较为麻烦,不过运用计算机简单编程既能方便地得到较为准确地结果,手工计算时也可以通过查表或者查询蓦迪图辅助计算.。
水处理水泵和管网局部阻力设计计算及计算公式
水处理水泵和管网局部阻力
设计计算及计算公式
水泵计算公式
泵的扬程计算是选择泵的重要依据，这是由管网系统的安装和操作条件决定的。
计算前应首先绘制流程草图，平、立面布置图，计算出管线的长度、管径及管件型式和数量。
一般管网如下图所示，（更多图例可参考化工工艺设计手册）。
D——排出几何高度，m；
取值：高于泵入口中心线：为正；低于泵入口中心线：为负；
S——吸入几何高度，m；
取值：高于泵入口中心线：为负；低于泵入口中心线：为正；
Pd、Ps——容器内操作压力，m液柱（表压）；
取值：以表压正负为准。
Hf1——直管阻力损失，m液柱；
Hf2——管件阻力损失，m液柱；
Hf3——进出口局部阻力损失，m液柱；
h ——泵的扬程，m液柱。
h＝D+S+hf1+hf2+h3+Pd－Ps。
h= D－S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps。
h= D＋S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps。
计算式中各参数符号的意义↓。
某些工业管材的ε约值见下表↓。
管网局部阻力计算
常用管件和阀件底局部阻力系数：。
水暖常用技术参数及用除(2)
压力的作用（3）
1、在管道水质流动中，由于压力的变化，水中 的流速、阻力、流量也会发生变化，为此如何 选择较合适的工作压力，对设备选型非常关健。 2、管道压力过高，流速也大，流量在增加的前 提下，管道磨擦力也提高较大，这样会加速管 道内壁的磨损，降低使用寿命，在施工中过高 压的压力，工程设备造价也会提高。 3、供水、供暖压力如果较大，不但对运行安全 有影响，而且易发生爆管、爆炸故障，对水质 管理也较严。如锅炉、换热器、贮热器等设备
PH 值、硬度、含油量
1、PH值：表示水的酸碱性强弱的程度。PH值最 小为1，最大为14，因此PH=7 中性水、PH大于 7的水是减性水，PH小于7的水是酸性水。锅炉 供暖用水一般为PH=9一10左右。 2、硬度：硬度是指水中钙镁离子的总量。硬度 过大供热系统会造成结水垢，传热下降，同时 也会供暖系统的爆管、爆炸事故，为此供暖系 统对水质要求十分严格。 3、含油量：指水中漂着的油类物质，过高供暖 系统会生汽化、腐蚀现象，影响其供暖质量
热焓、显热、潜热
1、热焓i：是指工质的内能和压力能之和。 其热焓的大小与热量有很大关系。 2、显热：使1公斤物质温度升高所需要的 热量称为显热。 3、潜热r：在压力一定、温度一定条件下， 使1公斤的液体转为同温度的蒸汽所吸收 的热称为汽化潜热。
比热、热容量、汽化
1、比热C：在加热或准却过程中，使单位 数量的物质温度升高（或降低）1度所吸 收（放出）的热量，称为比热。 2、热容量Q：使某一物体温度升高1度所 需要的热量称为该物体的热容量。 3、汽化：蒸汽变为液体的过程 4、凝结：蒸汽变为汽体的过程
1、压力P：单位面积上所受到的垂直作用力称为 压力。 2、压力分为：大气压力、绝对压力、真空 相对压力、静压力、动压力、表压力。 3、大气压力：以黄海海平面为水准点计算的压 力。随着地理位置的变化，大气压力会发生很 大变化。 如：高原气压低、沿海城市大气压力高于高原 地区。
室外热水供热管网的水力计算
第二章室外热水供热管网的水力计算室外热水供热管网水力计算的主要任务如下1已知热媒流量和压力损失确定管道直径2已知热媒流量和管道直径计算管道的压力损失进而确定网路循环水泵的流量和扬程3已知管道直径和允许的压力损失校核计算管道中的流量根据室外管网的水力计算结果沿线建筑物的分布情况和地形变化情况可以绘制水压图分析网路的热媒流量和压力分布状况确定管网与用户的连接方式第一节室外热水供热管网水力计算的基本原理室外热水供热管网水力计算的基本原理与室内热水供暖系统的水力计算原理完全相同一沿程压力损失的计算因室外管网流量较大所以计算每米长沿程压力损失比摩阻的式214中的流量用t/h作单位即221式中R每米管长的沿程压力损失Pa/mG管段的热媒流量t/h沿程阻力系数热媒密度kg/m3d管道内径m167通常室外管网内水的流速大于0.5m/s 水的流动状态多处于紊流的粗糙区沿程阻力系数可用公式2lg 214.11+=K d λ计算对于管径等于或大于40mm 的管道也可用下式计算为公式中K 是管道内壁面的绝对粗糙度室外热水网路取K =0.5103m将沿程阻力系数25.011.0=d K λ代入公式221中得222附录28是根据式222编制的室外热水网路水力计算表该表的编制条件为绝对粗糙度K =0.5103m 温度t=100密度p =958.38kg/m 3运动黏滞系数=0.295106m 2/s 如果实际使用条件与制表条件不符应对流速管径比摩阻进行修正1管道的实际绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度不符则223式中 R b K b制表中的比摩阻和表中规定的管道绝对粗糙度 R sh K sh热媒的实际比摩阻和管道的实际绝对粗糙度 m绝对粗糙度K 的修正系数见表221表22 1 K 值修正系数m 和β值2如果流体的实际密度与制表的密度不同但质量流量相同则224225168226式中 p b υb R b d b 制表密度和表中查得的流速比摩阻管径p sh υsh R sh d sh热媒的实际密度和实际密度下的流速比摩阻管径 在热水网路的水力计算中由于水的密度随温度变化很小可以不考虑不同密度下的修正计算但对于蒸汽管网和余压凝水管网流体在管中流动密度变化较大时应考虑不同密度下的修正计算二局部压力损失的计算在室外管网的水力计算中经常采用当量长度法进行管网局部压力损失的计算局部阻力的当量长度λξdL d •Σ=将公式25.011.0=d K λ代入上式得227式中 L d管段的局部阻力当量长度mξΣ管段的总局部阻力系数附录29为K =0.5103m 条件下一些局部构件的局部阻力系数和当量长度值 如果使用条件下的绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度不符应对当量长度L d 进行修正即228式中 K bL db制表的绝对粗糙度及表中查得的当量长度 K sh管网的实际绝对粗糙度 L dsh实际粗糙度条件下的当量长度 β绝对粗糙度的修正系数见表221 室外管网的总压力损失P =R L Ld =R L zh Pa 229式中 L zh管段的折算长度m 进行压力损失的估算时局部阻力的当量长度Ld 可按管道实际长度L 的百分数估算即Ld =a j L m 2210169式中 a j局部阻力当量长度百分数﹪见附录30L 管段的实际长度m第二节 室外热水供热管网水力计算方法及例题进行室外热水管网水力计算时需要的已知条件有1网路的平面布置图须注明管道所有的附件补偿器及有关设备 2热源的位置及热媒参数 3用户的热负荷及各管段长度外网水力计算时各管段的计算流量应根据该管段所担负的各热用户的计算流量确定如果热用户只有热水供暖用户流量可按2211式确定为2211式中 G 各管段流量t/hQ各管段的热负荷kWgt ′ht ′外网的供回水温度下面通过室外管网的水力计算例题介绍水力计算的方法和步骤例题9.1某厂区闭式双管热水供热系统网路平面布置如图221所示管网中各管段长度阀门的位置方形补偿器的个数及各个用户的热负荷kW 已标注图中管网设计供水温度=130gt ′回水温度t =70h ′各用户内部已确定压力损失均为50kPa试进行管网水力计算图22 1 室外热水管网解首先确定各管段流量可利用公式2211计算计算结果列于表222中170一主干线的水力计算1确定热水网路的主干线及其平均比摩阻热水网路的水力计算应从主干线开始计算主干线是允许平均比摩阻最小的一条管线一般情况下热水网路各用户要求预留的作用压头基本相等所以热源到最远用户的管线是主干线本设计中各用户内部压力损失均为50kPa 所以从热源A 到最远用户E 的管线是主干线平均比摩阻R pj 的取值大小直接决定着系统中各管段的管径当管网设计温差较小或供热半径较大时R pj 应取较小值这时管网管径较大基建投资和热损失也较大但网路循环水泵的投资和电耗较小应经过技术经济比较经济合理地选定平均比摩阻R pj暖通规范规定热水网路主干线的设计平均比摩阻可取4080Pa/m2根据主干线各管段流量和平均比摩阻查附录28确定各管段管径和实际比摩阻例如管段A B热负荷Q =1500200010002000kW=6500kW流量93.17t/h t/h7013065000.86=−×=G再根据推荐平均比摩阻4080Pa/m 查附录28确定d AB =200mm R AB =40.19Pa/m 其他各管段的计算结果见表222表22 2 室外热水管网管路水力计算表1713根据各管段的管径和局部构件的类型查附录29确定各管段的局部阻力当量长度L d计算各管段的折算长度L zh=ΣL d L sh确定各管段的总压降P=R L zh 例如管段A B d AB=200mm L sh=400m局部阻力当量长度DN=200mm闸阀3.361=3.36m方形补偿器23.45=117m局部阻力当量长度ΣL d=120.36m管段A B的折算长度L zh=ΣL d L sh=520.36m管段A B的总压降P AB=R L zh=20913.27Pa管段B C局部阻力当量长度DN=200mm分流三通3.41=3.4m异径接头0.841=0.84m方形补偿器23.44=93.6m局部阻力当量长度ΣL d=97.84m管段C D局部阻力当量长度DN=150mm分流三通5.61=5.6m异径接头0.561=0.56m方形补偿器15.45=77m局部阻力当量长度ΣL d=83.16m管段D E局部阻力当量长度DN=125mm分流三通4.41=4.4m异径接头0.441=0.44m方形补偿器12.55=62.5m闸阀2.21=2.2m局部阻力当量长度ΣL d=69.54m各管段的计算结果见表22 24计算主干线的总压降主干线A E的总压降P AE=85124.17Pa二支线水力计算首先确定支线资用压力计算其平均比摩阻再根据平均比摩阻查附录28确定管172径实际比摩阻和实际流速在支线水力计算中有两个控制指标即热水流速υ 3.5m/s比摩阻R300Pa/m1对于管径D400mm的管道因其实际比摩阻达不到300Pa/m应控制其流速不大于3.5m/s2对于管径D400mm的管道因其实际流速达不到3.5m/s应控制其平均比摩阻不超过300Pa/m例如管段B F资用压力为P资BF=P BC P CD P DE=10803.1324959.2528448.52Pa=64210.9Pa查附录30可知带方形补偿器的输配干线热水网路中局部损失与沿程损失的估算比值为0.6则管段B F的平均比摩阻为因管径小于400mm符合控制比摩阻不超过300Pa/m的要求根据流量查附录28确定d BF=100mm R=262.83Pa/mυ=1.18m/s管段B F的局部阻力当量长度DN=100mm分流三通3.31=3.3m闸阀1.652=3.3m方形补偿器9.82=19.6m局部阻力当量长度ΣL d=26.2m管段B F的折算长度L zh=L d L sh=26.2200m=226.2m管段B F的总压降P BF=59452.15Pa可用同样方法计算支线C G管段C G的局部阻力当量长度DN=100mm分流三通3.31=3.3m闸阀1.652=3.3m方形补偿器9.82=19.6m局部阻力当量长度ΣL d=26.2m173管段D H的局部阻力当量长度DN=80mm分流三通3.821=3.82m闸阀1.282=2.56m方形补偿器7.92=15.8m局部阻力当量长度ΣL d=22.18m计算结果见表222各用户入口处的剩余压力可安装调压板调节阀门或流量调节器消除174。
一般公共建筑室内给水管网沿程阻力计算(多种管材)
使用说明：
一：本计算表格是参照《建筑给水排水设计规范（GB50015)》(2003年版）编制而成，并对卫生器具种类进行了简化，使用者可自己增加其种类，但需修改当量总数的计算公式。
“冲洗阀大便器”项不要修改或删除。
二：本计算表格适用于集体宿舍、旅馆、医院、幼儿园、办公楼、商场、学校等用水分散型建筑生活给水系统的多种管材水力计算。
三：表中兰底色格内及其它空白格内为必须输入的已知数据。
字体为兰色的格表示其中数据使用者可以根据实际情况修改，字体为粉色的格一般情况下使用者不必改动。
表中当量数一栏中括号内的数值，系在有热水供应时，单独计算冷水管道管径时采用，应根据实际保留一个数据
四：计算过程所用到的基本公式包括：
（一）.管段设计秒流量计算公式：
q g=0.2αN g0.5 (有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段： q g=0.2αN g0.5+1.1）
以上计算公式参照《建筑给水排水设计规范（GB50015)》第3.6.5节。
式中： q g－计算管段的设计秒流量（L/s)；
N g－计算管段的卫生器具给水当量总数；
α
（二）.管道沿程阻力计算公式：海澄－威廉公式：
H=105*c-1.85*d j-4.87*q g1.85L
式中：H－计算管段的沿程阻力损失（kPa）；
d j－管道计算内径（m），设计人根据管材类型及相关资料输入；
q g－设计秒流量（m3/s）；
L－管段长度（m）；
c
五：本计算表只统计沿程阻力损失，局部阻力损失可根据有关规定自己估算。