水头损失及管路水力计算

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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。

(整理)第三章给水排水管道系统水力计算基础

第三章给水排水管道系统水力计算基础本章内容：1、水头损失计算2、无压圆管的水力计算3、水力等效简化本章难点：无压圆管的水力计算第一节基本概念一、管道内水流特征进行水力计算前首先要进行流态的判别。

判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。

对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。

二、有压流与无压流水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。

水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。

从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多三、恒定流与非恒定流给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。

四、均匀流与非均匀流液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。

从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。

对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。

均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。

对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。

各种管道水头损失的简便计算公式

各种管道水头损失的简便计算公式各种管道水头损失的简便计算公式(879)摘要：从计算水头损失的最根本公式出发，将各种管道的计算公式加以推导，得出了计算水头损失的简便公式，使得管道工程设计人员从繁琐的计算中解脱出来，提高了工作效率。

关键词：水头损失塑料管钢管铸铁管混凝土管钢筋混凝土管在给水工程应用中经常要用到水头损失的计算公式，一般情况下计算水头损失都是从水力摩阻系数λ等基本参数出发，一步一步的代入计算。

其实各个公式之间是有一定的联系的，有的参数在计算当中可以抵消。

如果公式中只剩下流速、流量、管径这些基本参数，那么就会给计算者省去不少的麻烦。

在此我们充分利用了各参数之间以及水头损失与水温的关系，将公式整理简化，供大家参考。

1、PVC-U、PE的水头损失计算根据《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》规定，塑料管道沿程水头损失hf应按下式计算：（式1-1）式中λ—水力摩阻系数；L—管段长度（m）；di—管道内径（m）；v—平均流速（m/s）；g—重力加速度，9.81m/s2。

因考虑到在通常的流速条件下，常用热塑性塑料给水管PVC-U、PE管一般处于水力光滑区，管壁绝对当量粗糙度对结果的影响非常小或没有影响，故水力摩阻系数λ可按下式计算：（式1-2）式中Re—雷诺数。

雷诺数Re应按下式计算：（式1-3）式中γ—水的运动粘滞度（m3/s），在不同温度时可按表1采用。

表1水在不同温度时的γ值（×10-6）水温℃0510********40γ（m3/s）1.78 1.52 1.31 1.14 1.000.890.800.66从前面的计算可知，若要计算水头损失，需将表1中的数据代入，并逐步计算，最少需要3个公式，计算较为繁琐。

为将公式和计算简化，以减少工作量，特推导如下：因具体工程水温的变化较大，水力计算中通常按照基准温度计算，然后根据具体情况，决定是否进行校正。

冷水管的基准温度多选择10℃。

当水温为10℃时的γ=1.31×10-6 m3/s，代入式1-3得（式1-4）将式1-4代入式1-2（式1-5）再将式1-5代入式1-1得（式1-6）取L为单位长度时，hf即等同于单位长度的水头损失i，所以（式1-7）又因为（式1-8）（式1-9）（式1-10）现可用式1-7或式1-10代替式式1-1、式1-2和式1-3，式1-7适用于流速为已知的条件下，式1-10适用于规定流量的条件下。

水力计算手册水头损失

水力计算手册水头损失
水头损失是指水流在管道中流动时由于摩擦、弯头、阀门等因素造成的能量损失。

水头损失的大小与管道长度、流速、管道材料和管道内壁的光滑程度等因素有关。

常见的水头损失公式有以下几种：
1. 丁西法则（Darcy-Weisbach公式）
Hf = f * (L/D) * (V^2/2g)
其中，Hf为水头损失，f为摩擦系数（需要根据管道内径和流速查表或计算），L为管道长度，D为管道内径，V为流速，g为重力加速度。

2. 流量系数法则（Hazen-Williams公式）
Hf = 10.67 * (C * L * Q^1.852) / (D^4.87)
其中，Hf为水头损失，C为阻力系数（需要根据管道材料和管道内径查表），L为管道长度，Q为流量，D为管道内径。

3. 降-head力法则
Hf = K * (V^2/2g)
其中，Hf为水头损失，K为阻力系数（需要根据管道材料和管道内径查表），V为流速，g为重力加速度。

需要注意的是，不同的水头损失公式适用于不同的情况，选择适合的公式需要根据具体的工程要求和环境条件进行。

此外，水头损失还可通过实验测定或模型计算进行估算。

管道水力计算（给排水）

第十六篇%管道水力计算第一章%钢管和铸铁管水力计算一!计算公式!&按水力坡降计算水头损失水管的水力计算#一般采用以下公式&Q H ,!+lE 22-$!$#!#!%式中%Q ...水力坡降(,...摩阻系数(+l...管子的计算内径$(%(E...平均水流速度$(*h %(-...重力加速度#为3&1!$(*h2%!应用公式$!$#!#!%时#必须先确定求取系数,值的依据!对于旧的钢管和铸铁管&当F E#3&2W !"/!(时$E...液体的运动粘滞度#(2*h %#,H "&"2!"+l"&)($!$#!#2%当F E<3&2W !"/!(时,H !+l"&)!&/W !"#1I E ()F "&)($!$#!#)%或采用E H !&)W !"#$(2*h $水温为!"?%时#则,H "&"!43+l"&)!I "&1$4()F "&)($!$#!#0%管壁如发生锈蚀或沉垢#管壁的粗糙度就增加#从而使系数,值增大#公式$!$#!#2%和公式$!$#!#)%适合于旧钢管和铸铁管这类管材的自然粗糙度!将公式$!$#!#2%和公式$!$#!#0%中求得的,值代入公式$!$#!#!%中#得出的旧钢管和铸铁管的计算公式&当F #!&2(*h 时#Q H "&""!"4F2+l!&)$!$#!#/%当F <!&2(*h 时#’4!0!’第一章%钢管和铸铁管水力计算Q H "&"""3!2F 2+l!&)!I"&1$4()F "&)$!$#!#$%钢管和铸铁管水力计算表即按公式$!$#!#/%和$!$#!#$%制成!2&按比阻计算水头损失由公式$!$#!#0%求得比阻公式如下&DH Q ;2H "&""!4)$+l/&)$!$#!#4%钢管和铸铁管的D 值#列于表!$#!#0!二!水力计算表编制表和使用说明!&钢管及铸铁管水力计算表采用管子计算内径+l 的尺寸#见表!$#!#!!在确定计算内径+l 时#直径小于)""((的钢管及铸铁管#考虑锈蚀和沉垢的影响#其内径应减去!((计算!对于直径等于)""((和)""((以上的管子#这种直径的减小没有实际意义#可不必考虑!编制钢管和铸铁管水力计算表时所用的计算内径尺寸表!$#!#!钢%管%$((%水煤气钢管中等管径钢管公称直径M 8外%径M 内%径+计算内径+l 公称直径M 8外%径M 内%径+计算内径+l 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2可分别用公式$!$#2#/%和式$!$#2#$%自行计算!轻工业部部标准硬聚氯乙烯管及聚乙烯管i !!i 2值表!$#2#!材%质硬%聚%氯%乙%烯聚%乙%烯工作压力B -H"&$F B 9B -H !&"F B 9B -H "&0F B 9公称管径M 8$((%外径MW 壁厚$((%计算内径+lm$((%i !i 2外径MW 壁厚$((%计算内径+lm$((%i !i 2外径MW 壁厚$((%计算内径+lm$((%i !i 21!2W !&/3!!!2W !&/3!!!"!$W 2!2!!!$W 2!2!!!/2"W 2!$!!2"W 2!$!!2"2/W !&/22!!2/W 2&/2"!&/4$!&2!"2/W 22!!&203!&"312/)2W !&/23!!)2W 2&/24!&0"4!&!/0)2W 2&/24!&0"4!&!/0)20"W 2&")$!!0"W ))0!&)!0!&!2!0"W ))0!&)!0!&!2!0"/"W 2&"0$!!/"W )&/0)!&)1"!&!00/"W 002!&/00!&2""/"$)W 2&//1!!$)W 0//!&213!&!!2$)W //)!&/)1!&!314"4/W 2&/4"!!4/W 0$4!&2)2!&"321"3"W )10!!3"W 0&/1!!&!3"!&"4/!""!!"W )&/!")!!!!"W /&/33!&2"1!&"12’000!’第十六篇%管道水力计算材%质硬%聚%氯%乙%烯聚%乙%烯工作压力B -H"&$F B 9B -H !&"F B 9B -H "&0F B 9公称管径M 8$((%外径MW 壁厚$((%计算内径+lm$((%i !i 2外径MW 壁厚$((%计算内径+lm$((%i !i 2外径MW 壁厚$((%计算内径+lm$((%i !i 2!!"!2/W 0!!4!!!2/W $!!)!&!1!!&"42!!2/!0"W 0&/!)!!!!0"W 4!2$!&2"0!&"1!!/"!$"W /!/"!!!$"W 1!00!&2!/!&"1/!4/!1"W /&/!$3!!!1"W 3!$2!&220!&"112""2""W $!11!!2""W !"!1"!&2)!!&"3!22/22/W 42!!!!2/"2/"W 4&/2)/!!24/21"W 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给水排水管道系统水力计算

e （ mm ）
平均 0.003 0.03 0.06 0.15 0.3 0.6 3 15 150
（ 4 ）巴甫洛夫斯基公式巴甫洛夫斯基公式适用于明渠流和非满流管道的计算，公式为：
C
R
y
nb 0.10
3-3 。
（ 3-11 ）
式中： y
2.5 nb
0.13 0.75 R
nb
nb — 巴甫洛夫斯基公式粗糙系数，见表
2
A 和水力半径 R 的值（表中 d 以 m 计）充满度 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 过水断面积 A （ m 2） 0.4426 d 0.4920 d 0.5404 d 0.5872 d 0.6319 d 0.6736 d 0.7115 d 0.7445 d 0.7707 d 0.7845 d
图 3-1 无压圆管均匀流的过水断面
3-1 所示。设其，称为充满度，
h d
sin
2
4
所对应的圆心角素之间的关系为：
称为充满角。由几何关系可得各水力要
过水断面面积：
A
湿周：
d
2
8
sin
（ 3-16 ）
d 2
水力半径：
（ 3-17 ）
R
所以
d 4
1
sin
（ 3-18 ）
2
v
2
1 d n 4 sin
将（ 3-11 ）式代入（ 3-2 ）式得：
hf
nb v R
2
2
2y 1
l
（ 3-12 ）
常用管渠材料粗糙系数
nb 值
管渠材料

给水排水管道系统水力计算

对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。

二、有压流与无压流水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。

从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。

第5章管段流量、管径和水头损失

9
节点
大环
基环
管段
管线
10
5.3.1 沿线流量
比流量：为简化计算而将除去大用户集中流量以外的用水量均匀地分配在全部有效干管长度上，由此计算出的单位长度干管承担的供水量。
Q q qs l
城镇中用水量标准不同的区域应分别计算比流量。
11
街坊
街坊
公园
街坊
街坊
街坊
街坊
街坊
街坊
12
沿线流量：干管有效长度与比流量的乘积。
6 3 3
ห้องสมุดไป่ตู้
泵站
77
34
2 2
17
4
5
4
25
环状管网满足连续性条件的流量分配方案可以有无数多种。
qi qij 0
12
134
59 57 33 30
17
15
58
14
60
19 18
27 24
12 10
12 13
19
24 8
5
16
9
9 7
14
11
10
6 5
8
13
26
步骤 A. 按照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点，控制点是管网正常工作时和事故时必须保证所需水压的点，一般选在给水区内离二级泵站最远或地形较高之处。为了可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀地分配流量，并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件。这样，当其中一条干管损坏、流量由其它干管转输时，不会使这些干管中的流量增加过多。和干管线垂直的连接管，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用、有时只是就近供水到用户，平时流量一般不大、只有在干管损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可分配较少的流量。

喷灌工程技术 (15)管道水力计算

管道水力计算5．1 设计流量和设计水头5．1．1 由于喷灌管道系统存在水量损失，故喷灌系统设计流量为喷头流量的总和与管道系统水利用系数之比。

5．2 水头损失计算5．2．1 鉴于公式(5．2．1)及表5．2．1中参数已在工程中得到广泛应用，故仍采用该经验公式，但由于石棉水泥管在工程中较少使用，故表中不再列示。

5．2．3 喷灌管道的局部水头损失应逐项按公式计算，然后叠加，得出总的局部水头损失。

但考虑实际工程中有些局部损失难以计算确定，故规定计算时喷灌管道系统的局部水头损失可按沿程水头损失的10％～15％估算，待系统确定后，仍应逐项按公式核算。

5．3 水锤压力验算5．3．1 设有单向阀的机压喷灌系统的最高与最低水锤压力，通常都在事故停泵过程中出现。

如果管道在该压力作用下安全，同时也会满足其他水锤压力的要求，故应以此作为验算管道强度的依据。

未设单向阀的机压喷灌系统的最高水锤压力，远小于设有单向阀的情况，故不宜以此作为验算的依据；同时，由于系统中未设单向阀门，在事故停泵时，必然会发生反转，而且其反转转速还取决于事故停泵时出现的最高水锤压力值，因此验算反转转速也意味着验算其水锤压力。

由于不允许的反转转速首先出现，故应以水泵机组允许的最高反转转速作为验算的依据。

对于下坡干管的最高与最低水锤压力，一般是在迅速关闭或开启管道末端闸阀时产生，故应以此作为验算管道强度的依据。

5．3．2 水锤压力出现的历时极短，对于管道来讲可视为临时性荷载。

同时，此值也应作为是否需要防护措施的依据。

事故停泵时，水泵从正转水泵工况，经制动工况、水轮机工况，最后达到飞逸状态。

在整个过渡过程中水泵承受的转矩都是逐步衰减的，故不能以水泵作为控制条件；电动机是根据允许比额定值超速1．25倍运行2min设计的。

故以此作为判断设置防护措施的依据。

在事故停泵和启闭阀门过程中，管道内的压力如果降低到水的汽化压力，说明管道中的水柱将产生分离现象，这种分离的水柱当其惯性耗尽后又会出现再度弥合现象，这时产生的水锤压力将比根据本规范第4．3．1条的条件计算出的压力大得多。

钢管水力计算

（1-2）（1-3）（1-4）
管壁如发生锈蚀或沉垢，管壁的粗糙度就增加，从而使系数λ 值增大。公式（12）和公式（1-3）适合于旧钢管和铸铁管这类管材的自然粗糙度。将公式（1-2）和公式（14）中求得的λ值，代入（11）中，得出的旧钢管和铸铁管的计算公式为：当v ≥ 1.2m/s 时，
1600
0.0001438
1800
0.00007702
2000
0.00004406
0.00002659
0.00001677
0.00001097
铸铁管的比阻A 值
表2－5
（2-3）
内径（mm） 50 75 100 125 150 200 250 300 350 400 450
A（Qm 3/s） 15190 1709 365.3 110.8 41.85 9.029 2.752 1.025 0.4529 0.2232 0.1195
175
0.7
200
0.73
225
0.76
250
0.78
275
0.8
300
0.81
325
0.83
350
0.84
400
-
450
-
500
-
600
-
700
-
800
-
900Βιβλιοθήκη -1000-
1200
-
1300
-
1400
-
1500
-
1600
-
1800
-
2000
-
2200
-
2400
-
2600

水力计算表

已知：
Q—流量（m3/s）
Q= 8.75
（升/s）
D—管道的计算内径（m） D= 0.1308
结果:
L= 600 V= i= h1= h2= Hij=
(m)
0.652 (m/s) 0.003 (m) 2.023 (m) 0.202 (m) 2.225 (m)
1(m3/s)=1（升/s）/1000
反算Q=
(头) 范》
b1= H= 1.4 18.5856 12
7.28 9.36
0.800000
b2=
0.40000
0.01840 2120.000 74.000 0.0736 1.44475
R^(1/6)= 局部水头损失系数和
自动计算Q=
0.51381 1.00000
0.00614
注：红色为需输入数据，蓝色为计算结果；计算损耗不用输入Q
Hij--总水头损失(m)
h1--沿程水头损失(m) h2--局部水头损失(m)
i--每米管道的水头损失(m)
L--计算段管长(m)
V--流速(m/s)
Q—流量（m3/s）
D—管道的计算内径（m）
已知：
Q= 2.98
（升/s）
D= 0.05
L= 100
(m)
结果:
V=
1.518 (m/s)
以下有两种结果
壁厚mm 2.30000 2.30000 3.00000 3.70000 4.60000 5.80000 6.80000 8.20000 10.00000 14.60000 18.20000 22.70000 28.60000
内径mm 15.4 20.4 26 32.6 40.8 51.4 61.4 73.6 90 130.8 163.6 204.6 257.8

采暖管道水力计算(精)

－
K ——管壁的当量绝对粗糙度（m），室内闭式采暖热水管路K ＝0.2×103m ，室外供热管网
－
K ＝0.5×103m ；
v ——热媒在管内的流速，根据热量和供回水温差计算确定（m/s）；
，根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。 γ——热媒的运动粘滞系数（m2/s）
λ={
d j ⎡
1.4 热水采暖的垂直双管系统各层支管之间重力水头H z
H z =
2
h (ρh −ρg g （Pa ） 3
式中 h ——计算环路散热器中心之间的高差 (m；
1.5 单管跨越式系统水温降
1.5.1 单管跨越式系统的散热器和跨越管流量分配
1 单管跨越式系统散热器支路和跨越管支路的流量通过以下2式求得：
=G
t si ——第i 组散热器的出水温度（℃）； t i ——第i 组散热器与之后的管道温度（℃）； t i－1——第i 组散热器之前的管道温度（℃）。 ∑Q, G,t 0
i-1
si
ki
si i h
1.6 散热器数量N
N =N ' ⋅β1⋅β2⋅β3=
Q
β1⋅β2⋅β3 （1.6） n
C ⋅Δt s
N ’——设计工况下散热器数量（长度或片数）；
表7：适用于采用钢管的一般垂直单管系统；（包括立管及干管，计算至建筑热力入口与室外干线连接处。为提高计算速度，本表管道摩擦阻力系数λ采用阿里特苏里公式） 2.1.4 室外供热管道
表8：适用于采用钢管的室外供热管道。
2.2 双管系统
2.2.1 住宅等水平双管系统
1、一般最远端散热器支路为该户最不利环路。
1.3.3 室外热水供热管网局部阻力按与沿程阻力的比值计算确定，见下表：

管道水头损失计算

管道水头损失计算 The document was finally revised on 2021
管道水头损失计算，应包括沿程水头损失和局部水头损失。

1.沿程水头损失，可按下式计算：
h1= iL
式中 h1—沿程水头损失，m；
L—计算管段的长度，m；
i—单位管长水头损失，m/m；
1) PVC-U、PE等硬塑料管的单位管长水头损失，可按下式计算： i= d
式中 Q—管段流量，m3/s；
d—管道内径，m；
2) 钢管、铸铁管的单位管长水头损失，可按下列公式计算：
当ν＜s时， i=(1+v)d (6.0.12-3)
当ν≥s时，
i=d （6.0.12-4）
式中 v—管内流速，m/s；
d—管道内径，m；
3) 混凝土管、钢筋混凝土管的单位管长水头损失，可按下式计算：
i= (6.0.12-5)
式中 Q—管段流量，m3/s；
d—管道内径，m；
n—粗糙系数，应根据管道内壁光滑程度确定，可为～.
2.输水管和配水管网的局部水头损失，可按其沿程水头损失的5%～
10%计算（局部水头损失一般可不作详细计算，只进行估算。

局部水头损失估算系数应根据管线上弯头、三通、附属设施等局部损失点的数量确定，局部损失点多时取高值）。

环状管网水力计算时，水头损失闭合差绝对值，小环应小于，大环应小于。

水力计算表

已知：
Q—流量（m3/s）
Q= 8.75
（升/s）
D—管道的计算内径（m） D= 0.1308
结果:
L= 600 V= i= h1= h2= Hij=
(m)
0.652 (m/s) 0.003 (m) 2.023 (m) 0.202 (m) 2.225 (m)
1(m3/s)=1（升/s）/1000
反算Q=
(头) 范》
b1= H= 1.4 18.5856 12
7.28 9.36
0.800000
b2=
0.40000
0.01840 2120.000 74.000 0.0736 1.44475
R^(1/6)= 局部水头损失系数和
自动计算Q=
0.51381 1.00000
0.00614
注：红色为需输入数据，蓝色为计算结果；计算损耗不用输入Q
壁厚mm 2.30000 2.30000 3.00000 3.70000 4.60000 5.80000 6.80000 8.20000 10.00000 14.60000 18.20000 22.70000 28.60000
内径mm 15.4 20.4 26 32.6 40.8 51.4 61.4 73.6 90 130.8 163.6 204.6 257.8
浆砌条石（块石）
m3
7.056
h2--局部水头损失(m) V--流速(m/s)
管道的计算内径（m） (m)
(m3/s)=1（升/s）/1000 0.00875
4.136259
0.0023
69.61539
h2--局部水头损失(m) V--流速(m/s)
管道的计算内径（m） (m)

管道水力计算

管道水力计算
管道内的水流速度宜采用经济流速，必要时可超过5m／s，但不应大于10m／s。

每米管道的水头损失应按下式计算：
(9.2.2)
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），取值应按管道的内径减1mm确定。

管道的局部水头损失，宜采用当量长度法计算。

当量长度表见本规范附录C。

水泵扬程或系统入口的供水压力应按下式计算：
H=∑h + P 0 + Z (9.2.4)
式中H——水泵扬程或系统人口的供水压力（MPa）；
∑ h——管道沿程和局部的水头损失的累计值（MPa），湿式报警阀、水流指示器取值O.O2MPa，雨淋阀取值O.07MPa；
注：蝶阀型报警问及马鞍型水流指示器的取值由生产厂提供。

P 0 ——最不利点处喷头的工作压力（MPa）；
Z ——最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的高程差，当系统入口管或消防水池最低水位高于最不利点处喷头时，Z应取负值（MPa）。

有压隧洞的水力计算(自编)

一、有压隧洞的水力计算1、沿程水头损失：h f =Lv²/(C²R)=λLv²/(d2g)=Ln²Q²/(F²R^4/3)R=A/χi上游调压室的设置条件λ=8g/C²C=R^(1/6)/n2、局部水头损失：hj=ζv²/(2g)3、有压隧洞的基本计算公式：①自由出流：Q=μω√(2g(T 0-h p ))式中，Tw—压力水道中水流惯性h p =0.5a+p ′/γLi—压力水道及蜗壳和压②淹没出流：Q=μω√(2g(T 0-h s ))vi—压力水道内各分段流 Hp—水轮机设计水头，m 4、①自由出流：μ=1/(1+∑ζj *(ω/ωj )^2+∑2gl i *(ω/ωi )^2/(C i ²*R i ))^0.5； [Tw]—Tw 的允许值，一般②淹没出流：μ=1/((ω/ω2)^2+∑ζj *(ω/ωj )^2+∑2gli*(ω/ωi)^2/(C i ²*R i ))^0.5,式中：ω2—隧洞出口下游渠道断面面积 ω—隧洞出口断面面积 ζj —几部水头损失系数ωj —与 ζj 相应流速之断面面积L i 、ωi 、R i 、C i —某均匀洞段之长度、面积、水力半径、谢才系数压力钢管经济直径D=1.128(Q/v e )^0.5= 或压力钢管经济直径D=(5.2*Q max ^[]w w T T ＞iw i pL vT gH =∑二、阻抗式调压室（一）、托马断面计算：A=K*A th =K*L*A 1/(2g*(α+1/(2g))*(H 0-h w0-3*h wm ))式中：A th —托马临界稳定断面面积 L—压力引水道长度 A 1—压力引水道断面面积H 0—发电最小静水头（电站上下游水位差）α—自水库至调压室水头损失系数，α=h w0/v²，（包括局部水头损失与沿程摩擦水头损失），在无连接管 v—压力引水道流速h w0—压力引水道水头损失 h wm —压力管道水头损失K—系数，一般可采用1.0~1.1（二）、最高涌波计算（《水电站调压室设计规范》计算公式）：A=K*A th =K*L*A 1/(2g*(α+1/(2g))*(H 0-h w0-3*1、阻抗孔水头损失计算：h c =（Q/(Ψs)^2)/(2g)式中： h c —通过阻抗孔的水头损失 S—阻抗孔断面面积0.6~0.8之间选用2、丢弃全负荷时的最高涌波计算（《水电站调压室设计规范》计算公式）：λ′=2gA(h c0+h w0）/(LA 1v 0²)(1+λ′Z max )-ln(1+λ′Z max )=(1+λ′h w 0)-ln(1-λ′h c 0)(λ′|Z max -1|)＋ln(λ′|Z max |－1)=ln(λ′h c 0-1)-(λ′h w 0+1)34、增加负荷时的最低涌波计算：1+(((0.5ε-0.275m ′^0.5)^0.5)+0.1/ε-0.9)×(1-m ′)(1-m ′/(0.65ε^0.62))m ′=Q/Q 03、甩负荷时的第二振幅Z2m′=Q/Q0ε=LA1v0²/(gAh w0²)上游调压室的设置条件式中，Tw—压力水道中水流惯性时间常数，s；i—压力水道及蜗壳和压力尾水道各分段长度，m ；i—压力水道内各分段流速，m/s ；Hp—水轮机设计水头，m ；Tw]—Tw 的允许值，一般取2~4s式中： v e —经济流速，明钢管和地下埋管为4~6m ∕s ；管经济直径D=1.128(Q/v e )^0.5= 3.140219≈3.1 钢筋砼管为2~4m/s ；坝内埋管为3~7m/s 压力钢管经济直径D=(5.2*Q max ^3/H)^(1/7)=3.434174≈3.4Q max —管道的最大流量[]w w T T ＞iw i pL vT gH =∑二、阻抗式调压室水力计算程摩擦水头损失），在无连接管时用α代替（α+1/（2g））A1/(2g*(α+1/(2g))*(H0-h w0-3*h wm))141216441618 m′)(1-m′/(0.65ε^0.62))管为4~6m∕s；埋管为3~7m/s。

树状网水力计算+环网平差

200
1000i 1.46 1.52
• 水力计算表是在工程设计中，按照不同的管材和相应的水头损失计算公式预先算好编制成的。表中列有流量、管径、流速、坡度四组数据。 • 所查表格应该和所采用的管材相一致，不能任一套用。
管网水力计算的三大基础方程
节点方程
压降方程
能量方程
7
节点方程(连续性方程)
2
a 的确定因素：
（1）旧铸铁管和旧钢管，金属管内壁无特殊防腐措施
V≥1.2m/s，a只与DN、n有关，与Re无关－阻力平方区 V<1.2m/s，石棉水泥管，a和DN、n 、Re有关－过渡区
（2）塑料管和玻璃管
a和DN、Re有关，与n无关
－水力光滑区
3.5 水头损失的计算
常用的水损计算公式：
树状管网的特点
分配方案唯一（1）管段流量的唯一性
q2
Qhmax
每一管段流量唯一
J-1个连续性方程＝P个管段流量
任一管段流量＝该管段后所有节点流量总和
14
树状管网的特点
（1）管段流量的唯一性
（2）干管与支管的计算有区别
计算顺序：先计算干管，再计算支管。干管：一般是起点（泵站、水塔）到控制点的管线，终点水压已定（地面标高与最小服务水头之和），而起点水压待求。
Q
1
5
管网水力计算的方法
qi Σqij 0 J 1个
[ hij ]L 0 L个实环数
Hi H j qi S ij

1/n
0
J 1个
h12 h14
h45
h25
s（q ＋q )
n ij ij L

输水管道沿程水头损失水力计算软件开发

输水管道沿程水头损失水力计算软件开发摘要：在油田注水管道、输水管道的设计中，精确计算管道的沿程水头损失，是合理确定管道直径、壁厚以及泵的扬程的基础。

精确的计算水头损失同样是流体力学理论研究的重要组成部分。

在理论计算及工程设计计算过程中，因管道内流体流动状态的不同，沿程水头损失计算十分繁琐。

本文利用Visual Basic语言编写了一款可以进行输水管道沿程水头损失水力计算的软件，用于选取、校核管径与泵的参数等，辅助油田水管道设计。

关键词：输水管道设计；沿程水头损失；水力计算；沿程摩阻系数0 引言油气田水管道建设是油气田地面工程建设的重要组成部分。

水管道工程投资较大，一般占水系统投资的70%-80%。

对水管道进行水力计算，合理确定合适的管道直径、壁厚以及泵的扬程，具有重要的意义。

水管道的水力计算包括沿程水头损失计算和局部水头损失计算，而局部水头损失一般按照沿程水头损失的5%-10%考虑，因此分析计算沿程水头损失成为水管道设计的重点。

因流体流态的不同，用于水力计算的公式繁琐，手工计算耗时耗力，出错率较高，工程查图法受视觉误差影响，限制了计算精度。

本文针对上述问题，利用Visual Basic语言编写了一款输水管道沿程水头损失水力计算软件。

使用者只需在软件界面输入基本参数，即可快速计算出结果，准确高效。

1 理论基础在平直管道内流体流过时的阻力称为沿程阻力。

沿程阻力的大小可用Darcy-Weisbach公式表示:（1.1）式中: 为沿程摩阻损失（又称沿程水头损失）；为沿程摩阻系数( 达西摩阻系数)；为管道长度；d为管道直径；v 为断面平均流速；g 为重力加速度。

从式（1.1）重可以看出，求解沿程水头损失的重点在于，求解沿程摩阻系数。

通过大量实验得知：是雷诺数Re与当量相对粗糙度的函数。

工程上可以根据管道流动的雷诺数Re和相对当量粗糙度 ,查莫迪(L.F.Moody)图得出。

雷诺数Re为无量纲数，其表达式为：（1.2）其中为动力粘度，水的动力粘度可根据下式计算：（1.3）——温度，℃。

水头损失及管路水力计算

管道沿程水头损失计算附录

(整理)第三章给水排水管道系统水力计算基础

各种管道水头损失的简便计算公式

水力计算手册 水头损失

管道水力计算（给排水）

给水排水管道系统水力计算

给水排水管道系统水力计算

第5章 管段流量、管径和水头损失

喷灌工程技术 (15)管道水力计算

钢管水力计算

水力计算表

采暖管道水力计算(精)

管道水头损失计算

水力计算表

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第5章管段流量、管径和水头损失