管道水头损失计算

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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。

管道水头损失计算(精)

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

压力管道水头损失计算参数表

2
v2 2g
3.校核设计计算时，管道最小流速不应低于 0.3m/s，最大流速不宜超过 2.5m/s 。
6
m 2.00 2.00 2.00 1.90 1.77 1.74 1.77
b 5.33 5.33 5.33 5.10 4.77 4.74 4.77
6
6
5
5
55Leabharlann hj ξ式中 h j ——局部水头损失（m）； ξ ——局部阻力系数； v ——管道流速(m/s)； g——重力加速度，9.81m/ s 。
3
S0 ----比阻单位管长、单位流量时的沿程水
头损失；
f、m、b 取值表管材 n 0.0130 混凝土管、钢筋混凝土管 0.0140 0.0150 铁管、铸铁管硬塑料管铝管、铝合金管玻璃钢注：n——粗糙系数。 2.管道局部水头损失应按下式计算，也可按沿程水头损失的 10%~15%估算： 0.0084 0.0179 f 1.312 10 1.516 10 1.749 10 6.250 10 0.948 10 0.861 10 0.009 10
水头损失计算：
1.管道沿程水头损失应按下式计算，各种管材的 f、m、b 值可按表 1 确定
hf f
LQ m S0 Q m L db
S0
f 8 2 5 b d π gd
式中 h f ——沿程水头损失（m）； f——摩阻系数； L——管长（m）； Q——流量（ m /h）； d——管内径（mm）； m——流量指数； b——管径指数。

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

管道水头损失估算表

管道水头损失估算表是基于实验数据和理论分析而建立的，其中记录了不同参数下的水头损失数值。

通常，这些参数包括流速、管道直径、管材、管道长度、摩阻系数以及流体性质等。

通过查找表中对应的数值，可以计算出管道系统中的总水头损失。

对于给定的流体，管道水头损失与流速的平方成正比。

因此，流速水头损失是一个重要的因素。

在一个平稳直管道中，流速水头损失是通过Darcy-Weisbach公式计算的。

该公式表达式如下：h_f = f * (L/D) * (v^2/2g) 其中，h_f为单位长度的流速水头损失，f为摩阻系数，L为管道长度，D为管道直径，v为流速，g为重力加速度。

在实际应用中，可以根据具体的情况和需求，利用管道水头损失估算表来计算和预测管道系统中的水头损失。

同时，也可以通过实验和测量来获取更准确的数据和信息，以便更好地理解和掌握管道水头损失的情况。

沿程水头损失的计算公式

沿程水头损失的计算公式
沿程水头损失是指流体在管道或水流的流动过程中由于摩擦和
阻力而损失的能量，通常用公式来计算。

根据流体力学的原理，沿
程水头损失可以通过多种公式来计算，其中最常用的是达西-魏布劳
克公式和汉克-白厄公式。

达西-魏布劳克公式是最常用的计算沿程水头损失的公式之一，
其公式为，h_f = f (L/D) (V^2/2g)，其中h_f为沿程水头损失，f为摩阻系数，L为管道长度，D为管道直径，V为流速，g为重力
加速度。

另一个常用的计算沿程水头损失的公式是汉克-白厄公式，其公
式为，h_f = K (V^2/2g)，其中h_f为沿程水头损失，K为局部阻
力系数，V为流速，g为重力加速度。

除了上述两种常用的公式外，还有其他一些特定情况下用于计
算沿程水头损失的公式，比如弯头、节流装置等特殊构件的水头损
失公式。

需要特别注意的是，以上提到的公式中的参数需要根据具体情
况进行选择和计算，比如摩阻系数f需要根据流体的性质和管道的材质来确定，局部阻力系数K需要根据具体的管道构件来确定。

总的来说，计算沿程水头损失的公式是根据流体力学的基本原理和实际工程经验总结得出的，应根据具体情况选择合适的公式和参数进行计算。

管道沿程水头损失三种计算方法(自动计算)

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
管长 L m
1280
管径 d mm
600
沿程水头损失 hf m m
17.15.600
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 m3/h
2772.00
Q m3/s
0.77000
1 2 3
经验公式一
6.35*16* n2 * Q2 * L hf 2 * d16 / 3
管道的糙率n值表
哈森---威廉斯公式 h f 1 . 13 * 10 9 * 经验公式二(用)
1.77 1.74
4.77 4.77
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*10
5
1.85 1.85 1.9
4.89 5.04 5.1 5.33 5.33 5.33 5.33 5.33

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

(完整word版)压力管道水头损失计算参数表

b
混凝土管、
钢筋混凝土管
0.0130
1.312
2.00
5.33
0.0140
1.516
2.00
5.33
0.0150
1.749
2.00
5.33
铁管、铸铁管
0.0179
6.250
1.90
5.10
硬塑料管
0.948
1.77
4.77
铝管、铝合金管
0.861
1.74
4.74
玻璃钢
0.0084
0.009
1.77
4.77
水头损失计算：
1.管道沿程水头损失应按下式计算，各种管材的f、m、b值可按表1确定
式中 ——沿程水头损失（m）； ----比阻单位管长、单位流量时的沿程水
f——摩阻系数；头损失；
L——管长（m）；
Q——流量（ /h）；
d——管内径（mm）；
m——流量指数；
—管径指数。
f、m、b取值表
管材
n
f
m
注：n——粗糙系数。
2.管道局部水头损失应按下式计算，也可按沿程水头损失的10%~15%估算：
ξ
式中 ——局部水头损失（m）；
ξ——局部阻力系数；
——管道流速(m/s)；
g——重力加速度，9.81m/ 。
3.校核设计计算时，管道最小流速不应低于0.3m/s，最大流速不宜超过2.5m/s。

压力管道水头损失计算参数表

压力管道水头损失计算参数表
水头损失计算:
1.管道沿程水头损失应按下式计算，各种管材的f、m、b值可按表1确定mLQf8,m h,f,,,SQLSf00bb25dπdgd
式中——沿程水头损失(m); ----比阻单位管长、单位流量时的沿程水 hSf0 f——摩阻系数; 头损失;
L——管长(m);
3 Q——流量(/h); m
d——管内径(mm);
m——流量指数;
b——管径指数。

f、m、b取值表
管材 n f m b
60.0130 2.00 5.33 1.312，10
混凝土管、 6100.0140 1.516， 2.00 5.33 钢筋混凝土管
6100.0150 1.749， 2.00 5.33
5铁管、铸铁管 0.0179 1.90 5.10 106.250，
5硬塑料管 1.77 4.77 100.948，
5铝管、铝合金管 10 0.861， 1.74 4.74
5玻璃钢 0.0084 1.77 4.77 100.009，
注:n——粗糙系数。

2.管道局部水头损失应按下式计算，也可按沿程水头损失的10%~15%估算:
2vh,ξ j2g
h式中——局部水头损失(m); j
ξ——局部阻力系数;
v——管道流速(m/s);
2sg——重力加速度，9.81m/。

3.校核设计计算时，管道最小流速不应低于0.3m/s，最大流速不宜超过2.5m/s 。

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= & （v2/2g ）（5）
式中:
& —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 X（QX.774/d 计人4.774 ）;
钢管给水管
i=0.000912 X v A2 （1+0.867/v ）A0.3/d 计A1.3 （v<1.2m⑸
i=0.0 00107X vA2/d 计A1.3 （v>=1.2m/s）
式中：v ---------------------------- 管内流速（m/s）
d计一一水管计算内径（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。

压力管道水头损失计算参数表

管道局部水头损失应按下式计算也可按沿程水头损失的1015估算压力管道水头 Nhomakorabea失计算参数表
水头损失计算： 1.管道沿程水头损失应按下式计算，各种管材的f 、m 、b 值可按表1确定 b mfd LQ f h =0m S Q L = 0258b f S d gd λ==π 式中 f h ——沿程水头损失（m ）； 0S ----比阻单位管长、单位流量时的沿程水 f ——摩阻系数；头损失； L ——管长（m ）； Q ——流量（ 3m /h ）； d ——管内径（mm ）； m ——流量指数； b ——管径指数。
注：n ——粗糙系数。 2.管道局部水头损失应按下式计算，也可按沿程水头损失的10%~15%估算： =j h ξ g v 22 式中 j h ——局部水头损失（m ）； ξ——局部阻力系数； v ——管道流速(m/s)； g ——重力加速度，9.81m/2 s。 3.校核设计计算时，管道最小流速不应低于0.3m/s ，最大流速不宜超过2.5m/s 。

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

水头损失计算课后习题答案

水头损失计算课后习题答案水头损失计算课后习题答案水头损失是指流体在流动过程中由于各种因素而损失的能量，它是流体力学中一个重要的概念。

在工程实践中，准确计算水头损失对于设计和运行管道系统至关重要。

下面是一些关于水头损失计算的课后习题及其答案，希望对大家的学习有所帮助。

习题一：一根直径为10厘米的水管，长度为100米，内壁粗糙度为0.01毫米。

水流速度为2米/秒。

根据Darcy-Weisbach公式计算水头损失。

答案：根据Darcy-Weisbach公式，水头损失可以通过以下公式计算：hL = f * (L/D) * (V^2/2g)其中，hL为水头损失，f为摩擦系数，L为管道长度，D为管道直径，V为流速，g为重力加速度。

首先，我们需要计算摩擦系数f。

根据Colebrook-White公式，可以得到：1/√f = -2 * log10((ε/D)/3.7 + 2.51/(Re * √f))其中，ε为管道粗糙度，Re为雷诺数。

雷诺数可以通过以下公式计算：Re = (V * D) / ν其中，ν为水的运动粘度。

根据给定的数据，我们可以计算出雷诺数：ν = 1.004 * 10^-6 m^2/sRe = (2 * 0.1) / (1.004 * 10^-6) = 1992.03接下来，我们可以使用迭代法求解摩擦系数f。

假设初始值为f = 0.02，代入Colebrook-White公式进行迭代计算，直至收敛。

通过迭代计算，我们得到f的值为0.025。

最后，代入公式计算水头损失：hL = 0.025 * (100 / 0.1) * (2^2 / (2 * 9.8)) = 0.255 米因此，水头损失为0.255米。

习题二：一条长为500米的水管，内径为20厘米，水流速度为1.5米/秒。

根据Hazen-Williams公式计算水头损失。

答案：Hazen-Williams公式用于计算流体在管道中的水头损失，公式如下：hL = 10.67 * (Q/C)^1.852 * L^1.852 / D^4.87其中，hL为水头损失，Q为流量，C为Hazen-Williams系数，L为管道长度，D为管道直径。