流速计算

1、流速计算：

按照伯努利方程，假设条件为水平管，管口为大气压。

则p1+ρ1gz1+(1/2)*ρ1v1^2=p2+ρ2gz2+(1/2)*ρ2v2^2

由于ρ1gz1=ρ2gz2；v1=0；p2=0.1MPa；ρ2为水的密度=1000kg/m3；

p1=1.1MPa(管道内的绝对压力）；

公式化简为：p1=p2+(1/2)*ρ2v2^2

按照已知条件计算得出v2=44.72m/s

这是管道敞口端的计算流速，实际中不会有这么高，因为管道敞口端压力不一定是大气压。

2、流量计算：

Q=ρ.s.v2=1000*3.14/4*0.2*0.2*44.72=1404 kg/s

每小时的出水量=1404*3600/1000=5054（吨）

这个计算值明显偏大，但是计算结果是这样，我无奈。

根据我实际中见到的自来水管道的水量估算，压力为4公斤，管径为DN40，每小时最大的流量大概16吨。按照这个比例折下来你的管子每小时流量大概为1000吨。

DN15、DN25、DN50管径的截面积分别为：

DN15：15²*3.14/4=176.625平方毫米，合0.0177平方分米。

DN25：25²*3.14/4=490.625平方毫米，合0.0491平方分米。

DN50：50²*3.14/4=1962.5平方毫米，合0.1963平方分米。

设管道流速为V=4米/秒，即V=40分米/秒，且1升=1立方分米，则管道的流量分别为（截面积乘以流速）：

DN15管道：流量Q=0.0177*40=0.708升/秒，

合2.55立方米/小时。

DN25管道：流量Q=0.0491*40=1.964升/秒，

合7.07立方米/小时。

DN50管道：流量Q=0.1963*40=7.852升/秒，

合28.27立方米/小时。

注：必须给定流速才能计算流量，上述是按照4米/秒计算的。

任何气体流量的计算都可以用密度乘速度乘面积来计算，你给的条件中面积已经知道了，密度可以通过压力和温度来计算(用理想气体公式或者查表)，速度虽然计算不出来，但是可以用两个公式解方程得到。根据流量连续(即按阀前截面计算流量应等于按阀后截面计算的流量)，设两个未知数，阀前速度和阀后速度，得到一个方程。在根据能量守恒原理，阀前压力势能+阀前动能= 阀后的压力势能+阀后的动能。两个方程，两个未知数，可以解出速度，这样就可以计算出流量。这只是理论上的方法，可能和实际的流量有微小的差别

题目分析：流量为1小时10吨，这是质量流量，应先计算出体积流量，再由体积流量计算出管径，再根据管径的大小选用合适的管材，并确定管子规格。

（1）计算参数，流量为1小时10吨；压力0.4MPa（楼主没有给出单位，按常规应是MPa），水的流速为1.5米/秒（楼主没有给出单位，我认为只有单位是

米/秒，这道题才有意义）

（2）计算体积流量：质量流量m=10吨/小时，水按常温状态考虑则水的密度ρ=1吨/立方米=1000千克/立方米；则水的体积流量为Q=10吨/小时=10立方米/小时=2777.778立方米/秒

（3）计算管径：由流量Q=Av=（π/4）*d*dv；v=1.5m/s；得：

d=4.856cm=48.56mm

(4)选用钢管，以上计算，求出的管径是管子内径，现在应根据其内径，确定钢

管规格。由于题目要求钢管，则：

1）选用低压流体输送用镀锌焊接钢管，查GB/T3091-2008,选择公称直径为

DN50的钢管比较合适，DN50镀锌钢管，管外径为D=60.3mm，壁厚为S=3.8mm，管子内径为d=60.3-3.8*2=52.7mm＞48.56mm，满足需求。

2）也可选用流体输送用无缝钢管D57*3.0，该管内径为51mm

就这个题目而言，因要求的压力为0.4MPa，选用DN50的镀锌钢管就足够了，我把选择无缝钢管的方法也介绍了，只是提供个思路而已。

问：在一个高50m的装满水容器底部的开一个100mm的孔,如何计算它的流速，以及一个

小时的流量？

答：设容器足够大，可按恒定流计算：

流速V=φ√(2gH)=0.975*√(2*9.8*50)= 30.52 m/s

孔面积A=(3.1416/4)d^2=(3.1416/4)*0.1^2= 0.00785 m^2

流量Q=μA√(2gH)=0.61*0.00785*√(2*9.8*50)= 0.1499 m^3/s=539.6 m^3/h

一个小时流539.6立方米水