各種管道水頭損失的簡(jiǎn)便計(jì)算公式.doc

各種管道水頭損失的簡(jiǎn)便計(jì)算公式 (879)摘要：從計(jì)算水頭損失的最根本公式出發(fā)，將各種管道的計(jì)算公式加以推導(dǎo)，得出了計(jì)算水頭損失的簡(jiǎn)便公式，使得管道工程設(shè)計(jì)人員從繁瑣的計(jì)算中解脫出來，提高了工作效率。關(guān)鍵詞：水頭損失塑料管鋼管鑄鐵管混凝土管鋼筋混凝土管 在給水工程應(yīng)用中經(jīng)常要用到水頭損失的計(jì)算公式，一般情況下計(jì)算水頭損失都是從水力摩阻系數(shù)等基本參數(shù)出發(fā)，一步一步的代入計(jì)算。其實(shí)各個(gè)公式之間是有一定的聯(lián)系的，有的參數(shù)在計(jì)算當(dāng)中可以抵消。如果公式中只剩下流速、流量、管徑這些基本參數(shù)，那么就會(huì)給計(jì)算者省去不少的麻煩。在此我們充分利用了各參數(shù)之間以及水頭損失與水溫的關(guān)系，將公式整理簡(jiǎn)化，供大家參考。1、PVC-U、PE的水頭損失計(jì)算 根據(jù)埋地硬聚氯乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程規(guī)定，塑料管道沿程水頭損失hf應(yīng)按下式計(jì)算：（式1-1）式中水力摩阻系數(shù)；L管段長(zhǎng)度（m）；di管道內(nèi)徑（m）；v平均流速（m/s）；g重力加速度，9.81m/s2。因考慮到在通常的流速條件下，常用熱塑性塑料給水管PVC-U、PE管一般處于水力光滑區(qū)，管壁絕對(duì)當(dāng)量粗糙度對(duì)結(jié)果的影響非常小或沒有影響，故水力摩阻系數(shù)可按下式計(jì)算：（式1-2）式中Re雷諾數(shù)。雷諾數(shù)Re應(yīng)按下式計(jì)算：（式1-3）式中水的運(yùn)動(dòng)粘滯度（m3/s），在不同溫度時(shí)可按表1采用。表1水在不同溫度時(shí)的值（10-6）水溫05101520253040（m3/s）1.781.521.311.141.000.890.800.66 從前面的計(jì)算可知，若要計(jì)算水頭損失，需將表1中的數(shù)據(jù)代入，并逐步計(jì)算，最少需要3個(gè)公式，計(jì)算較為繁瑣。為將公式和計(jì)算簡(jiǎn)化，以減少工作量，特推導(dǎo)如下： 因具體工程水溫的變化較大，水力計(jì)算中通常按照基準(zhǔn)溫度計(jì)算，然后根據(jù)具體情況，決定是否進(jìn)行校正。冷水管的基準(zhǔn)溫度多選擇10。 當(dāng)水溫為10時(shí)的=1.3110-6 m3/s，代入式1-3得（式1-4）將式1-4代入式1-2（式1-5）再將式1-5代入式1-1得（式1-6）取L為單位長(zhǎng)度時(shí)，hf即等同于單位長(zhǎng)度的水頭損失i，所以（式1-7）又因?yàn)椋ㄊ?-8）（式1-9）（式1-10） 現(xiàn)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適用于流速為已知的條件下，式1-10適用于規(guī)定流量的條件下。通過簡(jiǎn)化公式，大大減少了計(jì)算量，計(jì)算起來更加方便快捷。2 、鋼管、鑄鐵管道的水頭損失 計(jì)算均勻流沿程水頭損失的基本公式達(dá)西公式（式2-1）式中水力摩阻系數(shù)；L管段長(zhǎng)度（m）；di管道內(nèi)徑（m）；v平均流速（m/s）；g重力加速度，9.81m/s2。 根據(jù)舍維列夫進(jìn)行的鋼管及鑄鐵管的實(shí)驗(yàn)，提出了計(jì)算過渡區(qū)及阻力平方區(qū)的阻力，新鋼管（式2-2）注：此公式適用于以m計(jì)。將式2-2代入式2-1得：（式2-3）取L=1m，即沿程水頭損失hf為管道單位長(zhǎng)度的水力坡降i，可得（式2-4）對(duì)新鑄鐵管（式2-5）同理可得：（式2-6）注：此公式適用于以m計(jì)。對(duì)舊鋼管及舊鑄鐵管當(dāng)v1.2m/s以m計(jì)。（式2-7）當(dāng)v1.2m/s以m計(jì)。（式2-8）同以上推導(dǎo)過程：當(dāng)v1.2m/s（式2-9）當(dāng)v1.2m/s（式2-10）3、混凝土管、鋼筋混凝土管的水頭損失：對(duì)于鋼筋混凝土管，通常采用謝才公式計(jì)算水力坡度：（式3-1）式中R水力半徑對(duì)于圓管（式3-2）C謝才系數(shù)（式3-3）n粗糙系數(shù)，0.013-0.014。將式3-2、式3-3代入3-1式得：（式3-4） 當(dāng)n=0.013時(shí)，（式3-5）由（式3-6）（式3-7）得：（式3-8）同理當(dāng)n=0.014時(shí)（式3-9）4、結(jié)論計(jì)算熱塑性塑料管道PVC-U、PE管的水頭損失可用式1-7或式1-10代替式1-1、式1-2和式1-3，式1-7適用于流速為已知的條件下，式1-10適用于規(guī)定流量的條件下。計(jì)算鋼管和鑄鐵管水頭損失可用式2-4、式2-6、式2-9和式2-10等簡(jiǎn)化公式。計(jì)算混凝土管和鋼筋混凝土管水頭損失可用式3-5、式3-8或式3-9代替式3-1、式3-2和式3-3等簡(jiǎn)化公式。通過簡(jiǎn)化公式，大大減少了計(jì)算量，計(jì)算起來更加方便快捷。注：以上公式中的i值均為水溫為10時(shí)的水頭損失，如果水溫不是10，i值均應(yīng)乘以