给水排水管道系统水力计算基础
(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。
第三章给水排水管道系统水力计算础
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。
给水排水管网水力学基础
∑
当并联管道直径相同时
d1 = d 2 = d =
n m/n m ( Nd i )
= d N = di =
n (N ) m
di
3．4．2 沿线均匀出流的简化 干管配水情况
配水支管
Q 1 q1 q 3 Q2 q2
q5 q4
Q3
q7
配水干管
Q4
q6
t
假设沿线出流是均匀 的，则管道的任一断 面上的流量
管道的水力等效简化
n kq n l kq1n l kq 2 l = m = m = m d d1 d2
n kq N l = m dN
d = (∑ d )
i =1
N
m n i
n m
当并联管道直径相同时， 有：
d = (N ) di
n m
3.1 给排水管网水流特征 3．1．1 流态特征
Re ⎧层流： < 2000 ⎪ ⎪ 1.流态 ⎨过渡流 : 2000 < Re < 4000 ⎪ Re （给排水管网一般按紊 流考虑） ⎪紊流： > 4000 ⎩
第3章 给水排水管网水力学基础 －－管渠稳定流方程 谢才公式：
式中
v2 hf = 2 l C R
（m）
hf――沿程水头损失，m；v――过水断面平均流速，m/s； C――谢才系数； l――管渠长度，m； R――过水断面水力半径，即断面面积除以湿周，m， 对于圆管满流R=0.25D（D为直径）。
圆管满流－达西公式：
n
kq n d m
N
l
kq n l i kq l = ∑ m m d i=1 d i d = (l /
m i=1 d i
∑
N
第3章-给水排水管网水力学基础讲解
图3.1 圆形管道非满管流和满管流示意图 （a）非满管流；（b）满管流
图3.2 圆形管道充满度示 意图
3.3.1 非满流管道水力计算公式 管渠流量公式：
q
Av
A
R
2 3
I
1 2
式中
A―过水断面面积（m2）；
n
I―水力坡度，对于均匀流，为管渠底坡。
N mn
d ( din ) m i 1
当并联管道直径相同时，等效直径：
n
d (N)m di
kqNn l
d
m N
干管配水情况
3.4.2 沿线均匀出流的简化
给水管网中的配水管沿线向用户供水，如图3.6所示。假设沿线出流是 均匀的，则管道内任意断面x上的流量可以表示为：
qx
qt
沿程水头损失计算公式的指数形式为：
或
或 hf sf qn
式中，k、n、m─指数公式的参数。见表3.6； α―比阻，即单位管长的摩阻系数， α =k/Dm； sf―摩阻系数，sf= α l=kl/Dm。
沿程水头损失指数公式的参数
表3.6
3.3 非满流管渠水力计算
在排水管网中，污水管道一般采用非满管流设计，雨水管网一般采用 满管流设计，如图3.1所示。在两者的运行过程中，大多数时间内，均 处于非满管流状态。
第3章 给水排水管网水力学基础
3.1 给水排水管网水流特征
3.1.1 管网中的流态分析
在水力学中，水在圆管中的流动有层流、紊流及过渡流三种流态，可以根据雷诺数 Re进行判别，其表达式如下：
Re
VD
式中，V－管内平均流速（m/s）；D－管径(m)；ν－水的运动粘性系数，当水温为 10oC时，ν＝1.308 x 10-6m2/s，当水温为30oC时，ν＝0.804 x 10-6m2/s，当水温为 50oC时，ν＝0.556 x 10-6m2/s。 当Re小于2000时为层流，当Re大于4000时为紊流，当Re介于2000到4000之间时， 水流状态不稳定，属于过渡流态。
给排水水力计算
给排水水力计算1. 引言给排水工程设计中，水力计算是非常重要的一部分，它涉及到管道的流量、压力和速度等参数的计算。
准确的水力计算可以确保给排水系统的正常运行和安全性。
本文将介绍给排水水力计算的基本原理和方法。
2. 水力计算的基本原理在给排水系统中，液体在管道内流动时受到压力和摩擦力的作用。
水力计算就是通过计算流体在管道中的压力和速度等参数，来确定管道的尺寸和布局，以便确保正常的水流量和压力。
水力计算主要涉及以下几个基本原理：2.1 流量计算流量是描述液体在单位时间内通过管道截面的体积。
流量的计算通常使用流量公式进行，其中包括管道的截面积和流速等参数。
通过流量计算，可以确定管道尺寸的大小，以满足给排水系统的需要。
2.2 压力计算压力是描述流体在管道中受到的力的大小。
压力的计算通常使用流体静压力和流体动压力的原理。
静压力是由于流体本身重力造成的压力，动压力是由于流体流动产生的压力。
2.3 速度计算速度是描述液体在管道中流动的快慢程度。
速度的计算通常使用流速公式进行，其中包括流体的流量和管道的截面积等参数。
通过速度计算，可以确定流速的大小，以满足给排水系统的需要。
3. 水力计算的方法水力计算的方法主要包括手工计算方法和计算机辅助方法。
手工计算方法通常是通过公式和图表等工具进行计算，而计算机辅助方法则是通过软件工具进行计算。
3.1 手工计算方法手工计算方法是水力计算的传统方法，它需要依靠人工进行计算。
手工计算方法通常需要使用流量公式、压力公式和速度公式等进行计算。
这种方法的优点是便于理解和掌握，但也存在计算精度低、速度慢和易出错等缺点。
3.2 计算机辅助方法计算机辅助方法是水力计算的现代方法，它借助计算机和专业软件进行计算。
计算机辅助方法通常具有计算精度高、速度快和可重复性强的优点。
同时，计算机辅助方法还可以进行模拟和优化等更复杂的计算任务。
4. 水力计算的案例分析为了更好地理解水力计算的方法和应用，我们将通过一个具体的案例来进行分析。
给排水工程中的水力计算规范要求
给排水工程中的水力计算规范要求在给排水工程中，水力计算是一个重要而必要的环节。
通过水力计算，可以确定管道的尺寸、水流速度等参数，以确保给排水系统的正常运行。
为了保证水力计算的准确性和可靠性，相关部门制定了一系列的水力计算规范要求。
本文将从流量计算、管道尺寸选择和压力计算三个方面介绍给排水工程中的水力计算规范要求。
一、流量计算在给排水工程中，准确计算水流量是非常重要的，它关系到管道的尺寸选择和系统的运行效果。
水力计算规范要求在计算流量时，应根据水源供水量、用水量以及系统的压力损失等因素进行综合考虑。
当计算供水系统的流量时，首先需要确定最大和最小用水峰值。
最大用水峰值是指系统在最高峰时的用水量，一般是根据设计人口数和日工作制定制作。
最小用水峰值是指系统在夜间或低用水时段的用水量，一般是根据城市规模和人口密度等因素进行估算。
在给排水工程中，还需要考虑到系统的压力损失。
压力损失是指管道中水流通过时由于摩擦、弯头、阀门等元件造成的能量损失。
在进行流量计算时，需要对管道长度、直径、摩擦系数以及各种元件的阻力系数等进行合理选取和估算，以得出准确的流量数据。
二、管道尺寸选择根据流量计算的结果，合理选择管道尺寸是确保给排水系统正常运行的关键一步。
水力计算规范要求，在选择管道尺寸时，应综合考虑流量要求、施工条件和经济性等因素。
首先，在满足流量要求的前提下，应选择尽可能小的管道尺寸。
这有助于减少材料和施工成本。
同时，选择小尺寸的管道还可以降低压力损失，提高系统的运行效率。
其次，在确定管道尺寸时，还需要考虑到施工条件。
例如，如果给排水系统需要经过狭窄的通道或小型建筑物等特殊情况，可能需要选择特殊形状或小尺寸的管道。
这样可以更好地适应实际施工环境，提高施工的便利性。
最后，在制定管道尺寸时，还应根据经济性因素进行合理权衡。
一方面，应选择价格合理、性能可靠的管材；另一方面，还应避免过度的尺寸选择和设备冗余，以充分利用资源并降低成本。
给排水水力计算
引言：给排水工程是建筑物的重要组成部分，对于建筑物的正常运行和生命安全具有重要意义。
在给排水设计中，水力计算是一项必不可少的工作。
水力计算可以帮助工程师确定给排水系统的水流速度、压力和管道尺寸，以保证系统的正常运行。
本文将详细介绍给排水水力计算的相关内容，包括流量计算、管道压力计算、管道尺寸确定等。
概述：给排水水力计算是指根据给定的参数和条件，利用水力学原理和公式，计算给排水系统的水流速度、压力、管道尺寸等参数的过程。
水力计算主要用于确定给排水系统中液体的流动情况，以保证系统的正常运行和安全性。
正文：一、流量计算1.流量计算是给排水系统设计的基础。
确定流量可以帮助工程师确定管道的尺寸和泵的选型。
2.流量的计算可以通过公式、图表或计算软件来进行。
常用的计算方法有曼宁公式、肯尼斯公式等。
3.在流量计算中，需要考虑水流的速度、管道的摩阻系数、管道的形状等因素。
4.流量计算还需要考虑到给排水系统的用途和工况要求，如住宅楼的供水、排水需求和工业厂房的给水、排水需求等。
二、管道压力计算1.管道压力计算是为了确定给排水系统中管道的压力，以确保系统的正常运行和管道的安全性。
2.管道压力的计算可以通过公式、图表或计算软件来进行。
常用的计算方法有伯努利方程、能量平衡等。
3.在管道压力计算中，需要考虑管道的摩阻、流速、管道的材料、管道的尺寸等因素。
4.管道压力计算还需要考虑到给排水系统的用途和工况要求，如供水系统的最小压力要求、排水系统的排放高度要求等。
三、管道尺寸确定1.管道尺寸的确定是为了满足给排水系统流量计算和管道压力计算的要求，并保证系统的正常运行和安全性。
2.管道尺寸的确定需要考虑到流量、流速、管道的材料、管道的摩阻系数等因素。
3.常用的管道材料有铸铁、钢、聚氯乙烯等，不同材料的管道有不同的摩阻系数。
4.管道尺寸的确定还需要考虑到工程经济性和材料供应的可行性。
四、水泵选型1.水泵选型是为了满足给排水系统的流量要求和管道压力要求，并确保系统的正常运行。
给排水系统中的水力计算与管径选择
给排水系统中的水力计算与管径选择水力计算是设计给排水系统中不可或缺的一项工作。
通过合理的水力计算，可以确定给排水管道的管径大小，以确保系统正常运行并满足设计要求。
本文将介绍给排水系统中的水力计算方法和管径选择准则。
一、给排水系统的水力计算方法在给排水系统中，水力计算通常包括两个关键参数：流量和水力损失。
流量是指液体在管道中的体积流动率，而水力损失则是液体在流动过程中由于阻力而损失的能量。
下面是一些常用的水力计算方法：1. Manning公式Manning公式是用于计算开放渠道中流速和水深之间的关系的经验公式。
在给排水系统中，这个公式可以用于计算自由涌流的流速，从而确定水流在管道中的流量。
2. Hazen-Williams公式Hazen-Williams公式是一种常用的计算给排水系统中水力损失的公式。
它通过管道材料的粗糙度系数、管道长度和流量来估算水力损失。
这个公式适用于中小口径管道和常规流量条件下的水力计算。
3. Darcy-Weisbach公式Darcy-Weisbach公式是一种基于雷诺数的计算方法，更适用于大口径管道和复杂流量条件下的水力计算。
该公式考虑了液体的粘度和摩擦阻力，可以更准确地计算水力损失。
二、管径选择准则正确的管径选择对于给排水系统的正常运行至关重要。
通常情况下，管径的选择应满足以下准则：1. 最小速度准则为了避免给排水系统中的沉积物沉淀，需要保证流速不低于一定的限制值。
通常情况下，给水系统的最小速度为0.6 m/s，排水系统的最小速度为0.9 m/s。
2. 最大速度准则过高的流速会导致水流对管道产生冲击和噪声，并增加管道的磨损和压力损失。
因此，给排水系统的设计速度应控制在一定的范围内，一般为1.5-3 m/s。
3. 总阻力准则给排水系统中的管道总阻力应小于一定的限制值，以确保系统能够正常运行。
总阻力包括管道阻力和局部阻力。
管道阻力可以通过水力计算得出，而局部阻力则包括弯头、三通、阀门等附件带来的额外阻力。
建筑给排水水力计算
建筑给排水水力计算1.管道压力损失计算：管道压力损失是管道内液体流动过程中能量损失的衡量指标，通过计算压力损失可以了解管道设计是否合理。
常见的计算方法有以下几种。
A. Hazen-Williams公式：适用于计算自由流情况下水力损失。
其计算公式为:hL=10.67×(C×Q^1.852)×L^1.852/(d^4.8704)其中，hL为单位长度管道的压力损失；C为摩阻系数；Q为流量；L为管道长度；d为管径。
B. Darcy-Weisbach公式：适用于计算湍流情况下水力损失。
其计算公式为:hL=f×(L/d)×(V^2/2g)其中，f为摩阻系数；L为管道长度；d为管径；V为流速；g为重力加速度。
2.泵头计算：泵头是水泵输水至不同高度时所需提供的压力差。
常见的计算方法有以下几种。
A.安全液位计算法：以设备安全液位为基准，计算泵水所需的压力差。
公式为：H=h+Hs+LD其中，H为泵头；h为各供水设备高度差的总和；Hs为水平管道的压力损失；LD为垂直管道的压力损失。
B.动态吸引水位法：根据设备运行时的液位变化计算泵水所需的压力差。
公式为：H=H'+HD其中，H为泵头；H'为设备运行电压时的压力差；HD为液体的动态吸引水位。
3.泵功率计算：泵功率是指泵所需的电力输入，其计算方法如下：P=Q×H×ρ/η其中，P为泵功率；Q为流量；H为泵头；ρ为液体密度；η为泵机效率。
4.水槽容积计算：水槽容积是指用于存放水的容器的容积大小，其计算方法如下：V=Q×t其中，V为容积；Q为流量；t为存放时间。
总结：以上介绍了建筑给排水水力计算的一些常见方法，包括管道压力损失计算、泵头计算、泵功率计算和水槽容积计算。
这些计算方法不仅需要考虑建筑结构的要求，还需符合国家相关标准和规范。
建筑给排水水力计算是建筑工程中关键的一环，能为建筑结构的安全运行提供依据。
第3章-给水排水管网水力学基础
n
d (N)m di
kqNn l
d
m N
干管配水情况
3.4.2 沿线均匀出流的简化
给水管网中的配水管沿线向用户供水，如图3.6所示。假设沿线出流是 均匀的，则管道内任意断面x上的流量可以表示为：
qx
qt
l
l
x
ql
沿程水头损失：
h f
l
k (qt
l
l
x
2y) D
或
y / D (1 cos ) / 2
2
式中，θ的单位为弧度。
过水断面面积、湿周 和水力半径依次为，
A D2 ( sin ) ，
8
D 和
2
R A D ( sin ) 4
设该管道的坡度为I，满管流时的过水断面面积、水力半径、流量和流速分别 为A0、R0、q0和v0，可得
A0 D2 / 4 ， R0 D / 4 ，
3.1.2 恒定流与非恒定流 由于用水量和排水量的经常性变化，给水排水管道中的流量和流速随时间变化，
水流经常处于非恒定流（又称非稳定流）状态。但是，非恒定流的水力计算 比较复杂，在管网工程设计和水力计算时，一般按恒定流（又称稳定流）计 算。 随着计算机技术快速发展与普及，国内外已经开始研究和采用非恒定流计算给水 排水管网，而且得到了更接近实际的结果。
hf
l v2
D 2g
式中 D──管段直径（m）；g──重力加速度（m/s2）； λ──沿程阻力系数， 8g。 C2
常用管材内壁当量粗糙度e（mm）
表3.1
3.2.3 局部水头损失计算
计算公式 ：
局部阻力系数ζ
式中，hm ──局部水头损失，m； ζ──局部阻力系数，见表3.5。
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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8$((%壁%厚%(%$((%0/$413!"!!!2!2/!/"!4/2""22/2/"24/)"")2/)/""&$!"&$$"&4""&4)"&4$"&41"&1""&1!"&1)"&10"&$$"&4""&40"&44"&43"&1!"&1)"&10"&1/"&1$"&42"&4$"&43"&1!"&1)"&1$"&1$"&14"&11"&13"&41"&1!"&1)"&1/"&14"&11"&13"&3""&3!"&32"&1/"&11"&13"&3""&3!"&32"&3)"&3)"&30"&3/"&32"&3)"&30"&3/"&3/"&3$"&3$"&34"&34"&34!!!!!!!!!!!&"3!&"1!&"$!&"$!&"/!&"0!&"0!&")!&")!&")!&!1!&!$!&!)!&!2!&!"!&"3!&"1!&"4!&"4!&"$’3!0!’第一章%钢管和铸铁管水力计算中等管径钢管F 值的修正系数i 2表!$#!#)公称直径M 8$((%壁%厚%(%$((%0/$413!"!!!2!2/!/"!4/2""22/2/"24/)"")2/)/""&1)"&1/"&14"&13"&3""&3!"&32"&3)"&3)"&30"&1$"&11"&13"&3!"&32"&3)"&3)"&30"&30"&3/"&11"&3""&3!"&32"&3)"&30"&30"&3/"&3/"&3$"&3!"&32"&3)"&30"&3/"&3/"&3$"&3$"&3$"&34"&30"&3/"&3$"&34"&34"&34"&34"&34"&31"&31"&34"&34"&31"&31"&31"&31"&33"&33"&33"&33!!!!!!!!!!!&")!&")!&"2!&"2!&"2!&"2!&"!!&"!!&"!!&"!!&"4!&"/!&"/!&"0!&"0!&")!&")!&")!&"2!&"2钢管和铸铁管的比阻D 值表!$#!#0水煤气钢管中等管径钢管铸铁管公称直径M 8$((%D $;()*h %D $;7*h %公称直径M 8$((%D $;()*h %内径$((%D $;()*h %1!"!/2"2/)20"/"4"1"!""!2/!/"22//""""")23/""""11"3"""!$0)"""0)$4""3)1$"00/)"!!"1"213)!!$12$4&01$&2)))&3/22/&/)2&3/1&1"3!&$0)"&0)$4"&"3)1$"&"00/)"&"!!"1"&""213)"&""!!$1"&"""2$40"&""""1$2)"&""""))3/!2/!/"!4/2""22/2/"24/)"")2/)/"!"$&200&3/!1&3$3&24)0&1222&/1)!&/)/"&3)32"&$"11"&0"41/"4/!""!2/!/"2""2/")"")/"!/!3"!4"3)$/&)!!"&10!&1/3&"232&4/2!&"2/"&0/23i )H "&1/2!I "&1$4()F"&)$!$#!#!"%修正系数i )值#见表!$#!#/!’"20!’第十六篇%管道水力计算钢管和铸铁管D 值的修正系数i )表!$#!#/F $(*h %"&2"&2/"&)"&)/"&0"&0/"&/"&//"&$i )!&0!!&))!&2"!&20!&2"!&!4/!&!/!&!)!&!/F $(*h %"&$/"&4"&4/"&1"&1/"&3!&"!&!!&2i )!&!"!&"1/!&"4!&"$!&"/!&"0!&")!&"!/!&""0&钢管$水煤气管%的!"""Q 和F 值见表!$#!#$#钢管M8H !2/>)/"((的!"""Q 和F 值见表!$#!#4(铸铁管M 8H /">)/"((的!"""Q 和F 值见表!$#!#1#表中F 值为平均水流速度(*h!计算示例&3例!4%当流量;H !0.*h H "&"!0()*h 时#求管长.H )/""(#外径W 壁厚H !30W$((的钢管的水头损失!3解4%由表!$#!#!中查得外径MH !30((的钢管公称直径为M 8H !4/((#又由表!$#!#4中M 8H !4/((一栏内查得!"""Q H 0&!/#F H "&$(*h !因为管壁厚度不等于!"(($为$((%#故需对!"""Q 值加以修正!由表!$#!#2中查得修正系数i !H"&43!故水头损失为&,H Q i !.H 0&!/!"""W "&43W )/""H !!&04(按着比阻求水头损失时#由表!$#!#0中查得DH !1&3$$;以()*h 计%#因为平均水流速度F "&$(*h $小于!&2(*h %#故需对D 值加以修正!由表!$#!#/查得修正系数i )H !&!!/!修正系数i !仍等于"&43!故水头损失为&,H D i !i ).;2H !1&3$W "&43W !&!!/W )/""W "&"!02H !!&0$(同样#因为管壁厚度不等于!"((#也应对平均水流速度F 值加以修正#由表!$#!#)查得修正系数i 2H"&3!!则求得&FH "&$"W "&3!H "&//(*h 3例24%当流量;H 4.*h H "&""4()*h 时#求M 8H !/"((#管长.H 2"""(的铸铁管的水头损失!3解4%由表!$#!#1中查到&!"""Q H 2&0$(F H "&0"(*h #故,H Q .H 2&0$!"""W 2"""H 0&32(!按比阻D 值求水头损失时#由表!$#!#0中查得DH 0!&1/$;以()*h 计%!因为平均流速小于!&2(*h #故必须计入修正系数i )#当F H "&0"(*h 时#由表!$#!#/中查得i )H !&2"!故水头损失为&,H D i ).;2H 0!&1/W !&2"W2"""W"&""42H 0&32(’!20!’第一章%钢管和铸铁管水力计算钢管和铸铁管水力计算见表!$#!#$#!$#!#4#!$#!#1!’220!’第十六篇%管道水力计算’)20!’第一章%钢管和铸铁管水力计算’020!’第十六篇%管道水力计算’/20!’第一章%钢管和铸铁管水力计算’$20!’’420!’’120!’’320!’’")0!’’!)0!’’2)0!’’))0!’’0)0!’’/)0!’’$)0!’第十六篇%管道水力计算’4)0!’第一章%钢管和铸铁管水力计算’1)0!’第十六篇%管道水力计算’3)0!’第一章%钢管和铸铁管水力计算’"00!’第十六篇%管道水力计算’!00!’第一章%钢管和铸铁管水力计算’200!’第十六篇%管道水力计算第二章%塑料给水管水力计算一!计算公式Q H ,!+l F 22-$!$#2#!%式中%Q ...水力坡降(,...摩阻系数(+l...管子的计算内径$(%(F...平均水流速度$(*h %(-...重力加速度#为3&1!$(*h 2%!应用公式$!$#2#!%时#应先确定系数,值!对于各种材质的塑料管$硬聚氯乙烯管"聚丙烯管"聚乙烯等%#摩阻系数定为&,H "&2/X f "&22$$!$#2#2%式中%X f ...雷诺数(X f HF +l E$!$#2#)%其中%E ...液体的运动粘滞系数$(2*h %!当E H !&)W !"#$(2*h $水温为!"?%时#将公式$!$#2#2%和式$!$#2#)%中求得的,值代入公式$!$#2#!%中#进行整理后得到&Q H "&"""3!/;!&440+l0&440$!$#2#0%式中%;...计算流量$()*h %(+l...管子的计算内径$(%!塑料给水管水力计算表即按公式$!$#2#0%制成!二!水力计算表的编制和使用说明$!%为计算方便#水力计算表是按标准管的计算内径编制的!对于公称管径M 8H 1>!/((的塑料管#采用,轻工业部部标准5P 41>1".4/-中B 8H!&"F B 9$!"J -*c (2%规格的硬聚氯乙烯管的实际内径作为标准管计算内径!对于公称管径M 8H 2">)/"((的塑料’)00!’第二章%塑料给水管水力计算管#采用,轻工业部部标准5P 41>1".4/-中B 8H"&$F B 9$$J -*c (2%规格的硬聚氯乙烯管的实际内径作为标准管计算内径!$2%各种不同材质"不同规格的塑料管#由于计算内径互有差异#所以在进行水力计算时#应将查水力计算表所得的!"""Q 值和F 值#分别乘以阻力修正系数i !和流速修正系数i 2进行修正!i !H +l+l()m0&440$!$#2#/%i 2H +l+l()m 2$!$#2#$%式中%+l...标准管计算内径$(%(+l m...计算管计算内径$(%!$)%国产各种材质规格塑料管的i !"i 2数据见表!$#2#!"表!$#2#2和表!$#2#)!在表!$#2#!中#硬聚氯乙烯管和聚乙烯管规格取自,轻工业部部标准5P 41>1".4/-!在表!$#2#2中#聚丙烯管规格取自轻工业部聚丙烯管材标准起草小组!341年1月编制的,聚丙烯管材料暂行技术条件-!在表!$#2#)中#硬聚氯乙烯管和聚乙烯管规格取自,化工部部标准@P .$).$/-!其它材质"规格塑料管的i !"i 2可分别用公式$!$#2#/%和式$!$#2#$%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 $!11!!2""W !"!1"!&2)!!&"3!22/22/W 42!!!!2/"2/"W 4&/2)/!!24/21"W 1&/2$)!!)"")!/W 3&/23$!!)/")//W !"&3))0!!0""0""W !2)4$!!计算示例&)例*%已知流量;H !0.*h H "&"!0()*h #求管长.H )/""(#管径M 2""W $#轻工业部部标准B 8H!&"F B 9$!"J -*c (2%硬聚氯乙烯管的水头损失及平均水流速度!)解*%由表!$#2#!中查得外径M 2""((的塑料公称直径为M 82""((#又由表!$#2#0中查得M 82""((#当;H !0.*h 时#!"""Q H !&)0(#F H "&/(*h!因选用非标准管#故须对已求得的!"""Q 值加以修正!由表!$#2#!查得阻力修正系数i !H!&2)!#故实际水头损失为&,H Q i !.H !&)0!"""W !&2)!W)/""H /&44(同法查得流速修正值i 2H !&"3!#将由表!$#2#0中查得的流速F H "&/"(*h 加以修正!求得管内实际流速为FH "&/"W !&"3!H "&/0$(*h $0%工程中#塑料管一律用外径W 壁厚表示其规格!本计算表中公称管径是指外径而言#单位为毫米!三!水力计算塑料给水管水力计算见表!$#2#0!’/00!’第二章%塑料给水管水力计算’$00!’’400!’’100!’’300!’’"/0!’’!/0!’’2/0!’’)/0!’’0/0!’’//0!’’$/0!’第十六篇%管道水力计算’4/0!’第二章%塑料给水管水力计算’1/0!’第十六篇%管道水力计算’3/0!’第二章%塑料给水管水力计算’"$0!’第十六篇%管道水力计算第三章%钢筋混凝土圆管!非满流$R H "&"!0"水力计算一!计算公式;H FD $!$#)#!%图!$#)#!%,<M 2%%%%%F H !RX 2*)Q !*2$!$#)#2%式中%;...流量$()*h %(F...流速$(*h %(R...粗糙系数(X ...水力半径$(%(Q ...水力坡降(D ...水流断面$(%!当,<M 2时#DH $;#h Q R ;c a h ;%^2$!$#)#)%图!$#)#2%,<M2%%%%%3H 2;^$!$#)#0%3...湿周$(%!XH ;#h Q R ;c a h ;2;^$!$#)#/%当,[M 2时#DH $1#;I h Q R ;c a h ;%^2$!$#)#$%3H 2$1#;%^$!$#)#4%3...湿周$(%!XH 1#;I h Q R ;c a h ;2$1#;%^$!$#)#1%二!水力计算钢筋混凝土圆管MH !/">1""(($非满流#R H "&"!0%水力计算见表!$#)#!!表中;为流量$.*h %#F 为流速$(*h %!’!$0!’第三章%钢筋混凝土圆管!非满流$R H "&"!0"水力计算’2$0!’第十六篇%管道水力计算’)$0!’第三章%钢筋混凝土圆管!非满流$R H "&"!0"水力计算’0$0!’第十六篇%管道水力计算’/$0!’第三章%钢筋混凝土圆管!非满流$R H "&"!0"水力计算。
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
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。
第三章_给水排水管道系统水力计算基础
C e C＝－ .71lg 17 + 14.8R 3.53Re 2.51 e 或 = −2lg + λ 3.7D Re λ 1
11
4vR vD 式中 Re－雷诺数， ＝ = ，其中ν是与水温有关的 Re
ν
ν
水动力粘度 系数 m2 / s; ， e－管壁当量粗糙度，m，由实验确定。 但此式需迭 代计算，不便于应用，可以简化为 直接计算的形式 ： 4.462 e C＝－ .71lg 17 + 0.875 14.8R Re 1 4.462 e 或 ＝－ lg 2 + 0.875 λ 3.7D Re
0.013～0.014 ～
0.025～0.030 ～
21
2 2 1 1 1 1 v= R 3I 2 = R 3 (D h/D 2 , )I nM nM 2 1 2 1 1 1 AR 3 I 2 = A(D h/D R 3 (D h/D 2 q= , ) , )I nM nM
――非满流管渠水力计算基本公式 ――非满流管渠水力计算基本公式 v、q、D、h/D、I五个变量，已知三个，求另两 h/D、 五个变量，已知三个， 个。
15
3．2．3 局部水头损失计算
v hm = ξ 2g
式中 hm——局部水头损失，m； hm——局部水头损失 局部水头损失， ξ——局部阻力系数。 ——局部阻力系数 局部阻力系数。
2
给水排水管网中局部水头损失一般不超过沿 程水头损失的5% 常忽略局部水头损失的影响， 程水头损失的5%，常忽略局部水头损失的影响， 5%， 不会造成大的计算误差。 不会造成大的计算误差。
1 v = •R •I n
2 3
1 2
D h
给水排水管道系统第五章给水管网水力分析
第十四页，共六十一页。
5.3 环状管网的流量初分配
三，流量分配的步骤： 1，定出管网的控制点；
2，从配水源到控制点之间选定主要的平行供水线路。
3，分配主要干管的流量，平行的管线中应尽可能的分配相似的 流量，分配时应满足节点连续性方程。
4，环流量（校正流量）直接按下式求解：
5，将环流量施加到环内的所有管段，得到新的管道流量，作为新的初值，转第 2步重新计算，管段流量流量迭代公式为：
6，计算压管压降、流速、用顺推法求各节点水头，最后计算节点自由水压，结束计 算。
第四十一页，共六十一页。
哈代-克罗斯法
二，例题： 和前一个例题相同，要求用哈代克罗斯法求解
第二十七页，共六十一页。
四种初分配流量方法的比较
均匀法
预先确定 流向
是
考虑管长 否
节点累计法
是
否
最短树法
是
是
最小平方和法
否
否
截面法
否
否
求解节点 方程 是
是
是
是 是
其他操作
无
无
求最短树，预赋 支管流量 无 无
第二十八页，共六十一页。
5.4 单定压节点树状管网水力分析
定压节点：已经知道节点水头而不知道节点流 量的节点称为定压节点。 定压节点水力分析的步骤： 1，用流量连续性方程计算管段流量，并计算 出管段压降。 2，根据管段能量方程和管段压降方程，从定 压节点出发推求各节点水头
因为节点流量方程是线性相关的，所以其独立的方程个 数为J-1个。所以可列出独立方程J+L-1，即P个。通过联 立求解这两个方程组即可求得管段流量。但管网节点的
给排水系统的水力计算方法
给排水系统的水力计算方法在建筑物的给排水系统设计中，水力计算是非常重要的一环。
通过合理的水力计算，可以确保给排水设备运行正常，提供稳定的水流和充足的水压，从而满足建筑物的日常用水需要。
本文将介绍给排水系统水力计算的基本原理和方法。
一、水力计算的基本原理水力计算是根据流体力学的基本原理，通过考虑系统中各个元件之间的水流阻力和水流动力等因素，计算出给排水管道系统中的水流速度、水压、流量等参数。
水力计算的目标是确保在设计工作条件下，给排水系统中的水流能够保持正常、平稳的运行。
二、水力计算的步骤1. 收集设计参数：首先需要收集建筑物的相关设计参数，包括供水设备的流量、水压要求，排水设备的流量要求等。
这些参数将作为水力计算的基础。
2. 选择管道材料和管径：根据设计需求和已有条件，选择适当的管道材料和管径。
常用的给水管道材料有PVC、钢管等，排水管道材料有PVC、铸铁管等。
管道的管径选择应考虑流量和水压要求。
3. 确定水流速度和管道截面积：根据设计需求和管道材料，确定水流速度和管道截面积。
流速的选择应使水流保持在合理范围内，并避免过高或过低。
管道截面积的计算应符合流量和流速的要求。
4. 计算水流阻力：根据管道长度、管道材料和截面积等参数，计算出给排水管道中水流的阻力。
常用的方法有Darcy-Weisbach公式和Hazen-Williams公式等。
5. 求解水流参数：根据系统中各个元件的水流阻力和其他因素，求解出水流的速度、水压、流量等参数。
可以使用数值计算方法，如有限元法、CFD模拟等，也可以使用经验公式进行近似计算。
6. 评估设计方案：根据水力计算结果，评估设计方案的合理性。
如果计算结果符合设计要求，即可认为设计方案是可行的；如果计算结果不符合要求，则需要调整设计参数或采用其他方案。
三、常用的水力计算方法1. Darcy-Weisbach公式：该公式是一种经验公式，用于计算管道中的水流阻力。
计算公式如下：f = (2 * L * V^2 * R) / (g * D^5)其中，f为摩擦系数，L为管道长度，V为水流速度，R为管道摩擦阻力系数，g为重力加速度，D为管道直径。
给排水水力计算书
给排水水力计算书一、引言给排水系统是建筑物中不可或缺的基础设施之一，其设计合理与否直接关系到建筑物正常运行和使用的安全与舒适。
在给排水系统设计中，水力计算是十分重要的一部分，它能够确定管道的尺寸与坡度，以确保水流畅通，避免出现堵塞和漏水等问题。
本文档旨在介绍给排水水力计算的基本原理和方法。
二、计算基础1. 流量计算在给排水系统中，首先需要确定各个管道段的流量。
流量的计算可通过建筑物的需水量和排水量来确定。
需水量通常根据建筑物类型、使用功能、人口等因素来确定，而排水量则可根据水槽、洗手池、厨房等设备的设计要求来确定。
2. 管道尺寸计算根据流量确定后，下一步是确定管道的尺寸，以确保水流畅通。
管道尺寸的计算通常考虑以下几个因素：流速、水压损失和管道阻力。
流速一般根据水流稳定和管道自清洁的要求确定，水压损失则根据管道长度、运输高度和相关水力参数计算得出。
3. 坡度计算给排水系统中，管道的坡度是确保水能自由流动的关键。
坡度的计算依赖于管道的材料和直径、流速等因素。
一般情况下，管道的坡度应根据水流速度和自洁速度来确定。
流速过低会导致较大的污垢沉积，而流速过高则会增加水压损失和噪音。
三、水力计算方法1. 曼宁公式曼宁公式是给排水管道水力计算中常用的一种方法。
该公式根据流量、管径、坡度和摩擦系数等参数来计算流速。
曼宁公式如下：Q = (1.486/n) * A * R^0.667 * S^0.5其中，Q为流量；A为管道横截面积；R为流面与湿周的比值；S为摩擦坡度；n为摩擦系数。
2. 雨水系统计算。
给水排水设计手册第一册水力计算表
给水排水设计手册第一册水力计算表
【最新版】
目录
1.概述
2.手册内容介绍
3.水力计算表的应用
4.使用水力计算表的注意事项
5.结论
正文
1.概述
给水排水设计手册是我国建筑行业必备的一部工具书，它包含了大量的设计规范、计算方法和技术参数，对于建筑给水排水工程的设计和施工有着重要的指导意义。
其中，第一册水力计算表是手册的重要组成部分，为给水排水工程的水力计算提供了详细的数据和表格，极大地便利了工程师们的设计工作。
2.手册内容介绍
给水排水设计手册第一册水力计算表主要包括以下内容：管道水力计算的基本公式和图表、不同管道材料和直径的摩擦系数和粗糙度、各种管道附件的局部阻力系数、不同流态下的管道流量和压力损失计算等。
这些内容全面覆盖了给水排水工程的水力计算需求，为工程师提供了全方位的技术支持。
3.水力计算表的应用
在给水排水工程设计中，水力计算表的应用十分广泛。
例如，当设计一根给水管道时，工程师可以根据管道的材料、直径、长度和流速，查询相应的摩擦系数和粗糙度，然后使用基本公式计算管道的流量和压力损失。
同样，当设计一根排水管道时，工程师可以参考水力计算表选择合适的管道附件，以保证排水系统的正常运行。
4.使用水力计算表的注意事项
在使用水力计算表时，工程师应注意以下几点：首先，选择正确的表格和公式，确保计算的准确性；其次，正确输入管道的几何参数和流体性质，避免因数据误差导致的计算结果偏差；最后，注意单位的统一，确保计算结果的可比性。
5.结论
总的来说，给水排水设计手册第一册水力计算表为工程师提供了一套完整的水力计算方法和数据，极大地提高了设计效率和精度。
住宅套内给水排水管道水力计算
住宅套内给水排水管道水力计算住宅套内给水排水管道水力计算是为了确保住宅内的供水和排水系统能够正常运行和满足日常生活的需求。
在进行水力计算之前，需要确定以下几个参数：供水流量、管道直径、管道材质、管道长度以及管道的高差。
下面将详细介绍住宅套内给水排水管道水力计算的步骤。
第一步：确定供水流量供水流量可以根据住宅内每个用水设备的流量和同时使用的设备数量来计算。
常用的用水设备包括洗手盆、厨房水槽、淋浴等。
根据每个设备的流量和同时使用的设备数量，可以得到总的供水流量。
第二步：确定管道直径管道直径的选择需要考虑供水流量、管道材质和最小流速等因素。
管道直径通常使用公称直径（DN）来表示，常用的管道材质有PVC管材、PE管材和铜管材等。
根据供水流量和管道材质，可以选择合适的管道直径。
第三步：确定管道长度管道长度是指水源与用水设备之间的管道长度，包括直线长度和弯头长度。
在确定管道长度时，需要考虑水源到最远用水设备的距离以及管道的走向。
通常情况下，管道长度越长，管道的阻力越大，供水流量也会相应减小。
第四步：确定管道高差管道高差是指管道起点和终点之间的高度差。
管道高差的大小对供水和排水的影响很大。
在供水系统中，管道高差越大，供水压力越高；在排水系统中，管道高差越大，排水速度越快。
第五步：进行水力计算在进行水力计算时，需要考虑供水和排水的流动速度、流量、管道阻力和管道压力等因素。
常用的水力计算方法有哈瓦德公式和多项式公式。
通过水力计算，可以确定管道的流量、流速和水压等参数，以确保管道系统满足设计要求。
第六步：校核管道尺寸在完成水力计算后，需要对管道尺寸进行校核，检查所选的管道直径是否满足管道流量和压力的要求。
如果校核结果不满足设计要求，需要重新选择合适的管道直径。
综上所述，住宅套内给水排水管道的水力计算是确保供水和排水系统正常运行的重要环节。
通过确定供水流量、管道直径、管道长度和管道高差等参数，并进行水力计算和校核，可以确保管道系统能够满足住宅日常生活的需求。
《给水排水管道系统 第2版》第5章-3污水管道水力计算基本参数
（2）设计流速
①最小流速：最小设计流速是保证管道内不致发 生淤积的流速。根据国内污水管道实际运行情
况并参考国外经验vmin=0.6m/s
②最大流速：最大设计流速是保证管道不被冲刷 损坏的流速（杂质对管壁尤其是接口处的摩擦） 金属管：10m/s 非金属管：5m/s 砼明渠：4m/s
因最大流速限制，地形太陡时不能用正交式
水流速度比满流时大一些，不易沉积
充满度0.95，流量最大 充满度0.813，流速最大 当充满度为1.0与充满度0.5时流速相等
《室外排水设计规范》GB50014
最大设计充满度： (h/D)max
管径或渠高200-300 0.55 管径或渠高350-450 0.65 管径或渠高500-900 0.70 管径或渠高>=1000 0.75
（3）最小管径
靠近上游的管段，设计污水流量小，计算管径小 根据养护经验，管径过小不利于维护
管径150堵塞次数约为管径200的两倍，养护 费用增加
而在同样埋深下，施工费用相差不大 略大的管径，可选用较小坡度，管道埋深减小 →考虑长期运行，常规定一个允许的最小管径
街区和厂区内Dmin=200mm 街道下 Dmin=300mm
比地面坡度略大，但流速已最小！
DN200时：若用(h/D)max=0.55，
v=1.11m/s，i =0.013，坡度大，埋深太大！
DN250时：若(h/D)max=0.55 →v=0.73，
但i =0.0039略大；若vmin=0.6m/s，h/D>
0.55！
→不计算管段，取DN300，i =0.003
P215附录C 注：
（1）每个D一张，h/D划出一个界值，图右不选用，
因为超出了(h/D )max
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e
+
⎛e ⎫或=-2lg +（3-9）⎪
0. 130. 148
q
（3-7）
C w —海曾－威廉粗糙系数，其值见表3-1；
其余符号意义同（3-2）式。
海曾－威廉粗糙系数C w值表3-1
将式（3-7）代入式（3-2）得：h f =
10. 6q 7C w
1. 852
1. 852
4. 87
D
l
(3-8
（3）柯尔勃洛克－怀特公式
柯尔勃洛克－怀特公式适用于各种紊流：C =-17.71lg
2
l v
2
D 2g
（m）（3-2）
λ—沿程阻数或谢才系数与水流流态有关，一般只能采用经验公式或半经验公式计算。目前国内外较为广泛使用的主要有舍维列夫（Ф·Α·ЩевеЛев）公式、海曾－威廉
（Hazen-Williams）公式、柯尔勃洛克－怀特(Colebrook-White公式和巴甫洛夫斯基(Н·Н·Павловский等公式，其中，国内常用的是舍维列夫公式和巴甫洛夫斯基公式。
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
（1）舍维列夫公式
舍维列夫公式根据他对旧铸铁管和旧钢管的水力实验（水温10℃），提出了计算紊流过渡区的经验公式。
当v ≥1.2m/s时
λ=0. 002 (3-3 0. 3
D g
当v <1.2m/s时
g ⎛0. 8 λ=0. 00180. 3 +D ⎝v
6⎫7
⎪ (3-4 ⎭
0. 3
将（3-3）、(3-4式代入（3-2）式分别得：当v ≥1.2m/s时
在给水排水管道中，由于管道长度较大，沿程水头损失一般远远大于局部水头损失，所以在进行管道水力计算时，一般忽略局部水头损失，或将局部阻力转换成等效长度的管道沿程水头损失进行计算。
第二节管渠水头损失计算
一、沿程水头损失计算
管渠的沿程水头损失常用谢才公式计算，其形式为：h f =式中h f —沿程水头损失，m；
位置水头和压力水头属于势能，它们二者的和称为测压管水头，流速水头属于动能。流体在流动过程中，三种形式的水头(机械能总是处于不断转换之中。给水排水管道中的测压管水头较之流速水头一般大得多，在水力计算中，流速水头往往可以忽略不计。
实际流体存在粘滞性，因此在流动中，流体受固定界面的影响（包括摩擦与限制作用），导致断面的流速不均匀，相邻流层间产生切应力，即流动阻力。流体克服阻力所消耗的机械能，称为水头损失。当流体受固定边界限制做均匀流动（如断面大小，流动方向沿流程不变的流动）时，流动阻力中只有沿程不变的切应力，称沿程阻力。由沿程阻力所引起的水头损失称为沿程水头损失。当流体的固定边界发生突然变化，引起流速分布或方向发生变化，从而集中发生在较短范围的阻力称为局部阻力。由局部阻力所引起的水头损失称为局部水头损失。
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
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。
h f =0.00107
v D
21.3
l（3-5）
当v <1.2m/s时
v ⎛0. 86⎫7 h f =0. 00091. 3 + ⎪l（3-6）
D ⎝v ⎭
2
0. 3
（2）海曾－威廉公式
海曾－威廉公式适用于较光滑的圆管满管紊流计算：λ=
3
式中q —流量，m /s；
13. 1gD 6C w
1. 852
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。
v —过水断面平均流速，m/s；C —谢才系数；
R —过水断面水力半径，即过水断面面积除以湿周，m，圆管满流时R =0.25D
v
2
C R
2
l（m）（3-1）
（D为圆管直径）；
l —管渠长度，m。
对于圆管满流，沿程水头损失也可用达西公式计算：h f =λ式中D —圆管直径，m；
g —重力加速度，m/s；
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。
五、水流的水头和水头损失
水头是指单位重量的流体所具有的机械能，一般用符号h或H表示，常用单位为米水柱(mH2O，简写为米(m。水头分为位置水头、压力水头和流速水头三种形式。位置水头是指因为流体的位置高程所得的机械能，又称位能，用流体所处的高程来度量，用符号Z表示；压力水头是指流体因为具有压力而具有的机械能，又称压能，根据压力进行计算，即p (式中的p为计算断面上的压力，γ为流体的比重；流速水头是指因为流体的流动速度而具有的机械能，又称动能，根据动能进行计算，即v 22g（式中v为计算断面的平均流速，g为重力加速度）。