輸水管道水力計(jì)算公式

1、輸水管道水力計(jì)算公式1. 常用的水力計(jì)算公式：供水工程中的管道水力計(jì)算一般均按照均勻流計(jì)算，U前工程設(shè)計(jì)中普遍采 用的管道水力計(jì)算公式有：謝才(chezy)公式:達(dá)西(DARCY)公式：(1)(2)v = C* v7?*z海澄一威廉(HAZEN-WILIAMS)公式:7 _ 10.67 * e1852 */7/= qL852 *r/4-87式中hf.沿程損失，mX沿程阻力系數(shù)管段長(zhǎng)度，md管道計(jì)算內(nèi)徑，mg重力加速度,m/s2C謝才系數(shù)i水力坡降；r水力半徑，mQ管道流量m/s2V流速m/sCn海澄一威廉系數(shù)其中達(dá)西公式、謝才公式對(duì)于管道和明渠的水力計(jì)算都適用。海澄一威廉公 式影響參數(shù)較小，作

2、為一個(gè)傳統(tǒng)公式，在國(guó)內(nèi)外被廣泛用于管網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)算。三種 水力計(jì)算公式中，與管道內(nèi)壁粗糙程度相關(guān)的系數(shù)均是影響計(jì)算結(jié)果的重要參 數(shù)。2. 規(guī)范中水力計(jì)算公式的規(guī)定3查閱室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范及其他各管道設(shè)計(jì)規(guī)范，針對(duì)不同的設(shè)汁條件，推薦 采用的水力計(jì)算公式也有所差異，見表1： 表1各規(guī)范推薦采用的水力訃算公式序號(hào)推薦公式參數(shù)（參數(shù)計(jì)算公式）適用管道規(guī)范名稱1達(dá)西公式X （舍維列夫公式）舊鋼管，舊鑄鐵管室外給水設(shè)計(jì) 規(guī)范GBJ14-87, 已廢止。2謝才公式C （漫宇公式，巴浦洛夫斯基 公式）混凝土管和鋼筋混凝土管3達(dá)西公式X塑料管室外給水設(shè)計(jì) 規(guī)范（GB50013-20064謝才公式C （漫宇公式，巴浦

3、洛夫斯基 公式）混凝土管渠及采用砂漿內(nèi)襯的金屬管5海澄一威廉公 式輸配水管道及配水管網(wǎng)水 力平差6達(dá)西公式X （修正的布拉修斯公式）硬聚氯乙烯給水管埋地硬聚氯乙 稀給水埋地管道 工程技術(shù)規(guī)程（CECS17:2000）7達(dá)西公式X （柯列勃羅克公式）PE管埋地聚乙稀給 水埋地管道工程 技術(shù)規(guī)程（CJJ101-2004）8海澄一威廉公 式Ch各種管材建筑給水排水 設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50015-20039達(dá)西公式X液相流的各種管道工業(yè)金屬管道 設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50316-20004.公式的適用范圉:31達(dá)西公式達(dá)西公式是基于圓管層流運(yùn)動(dòng)推導(dǎo)岀來(lái)的均勻流沿程損失普遍訃算公式，該 式適用于任何截面形狀的光滑或

4、粗糙管內(nèi)的層流和紊流。公式中沿程阻力系數(shù)X 值的確定是水頭損失計(jì)算的關(guān)鍵，一般采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得岀。舍維列夫公式， 布拉修斯公式及柯列勃洛克（C. F. COLEBROOK）公式均是針對(duì)工業(yè)管道條件計(jì)算 X值的著名經(jīng)驗(yàn)公式八舍維列去公式的導(dǎo)岀條件是水溫10C,運(yùn)動(dòng)粘度1. 3*W6 m7s,適用于舊鋼 管和舊鑄鐵管，紊流過(guò)渡區(qū)及粗糙度區(qū)該公式在國(guó)內(nèi)運(yùn)用較廣.柯列勃洛可公式石=2*lg（丄+丄鼻）3.7 J Re VI（為當(dāng)量粗糙度,Re為雷諾數(shù)）是根據(jù)大量工業(yè)管道試驗(yàn)資料提出的工業(yè)管道過(guò)渡區(qū)入值計(jì)算公式，該式實(shí) 際上是泥古拉茲光滑區(qū)公式和粗糙區(qū)公式的結(jié)合，適用范圉為4000Re10So大 量的

5、試驗(yàn)結(jié)果表明柯列勃洛克公式與實(shí)際商用圓管的阻力試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，不 僅包含了光滑管區(qū)和完全粗糙管區(qū)，而且覆蓋了整個(gè)過(guò)渡粗糙區(qū)，該公式在國(guó)外 得到極為廣泛的應(yīng)用。布拉修斯公式兄=2尖是1912年布拉修斯總結(jié)光滑管的試驗(yàn)資料提岀的， 適用條件為4000Re105, 一般用于紊流光滑管區(qū)的汁算。3. 2謝才公式該式于1773年由CHEZY提出，實(shí)際是達(dá)西公式的一個(gè)變形，式中謝才系數(shù)C般由經(jīng)驗(yàn)公式C = -R-R計(jì)算得出，其中y =丄時(shí)稱為曼宇公式，y值采用n6y = 2.5亦-0.13-0.75、/用亦-0.1） （n為粗糙系數(shù)）公式計(jì)算時(shí)稱為巴浦洛夫斯 基公式，這兩個(gè)公式應(yīng)用范圍均較廣。就謝才公式

6、本身而言，它適用于有壓或無(wú) 壓均勻流動(dòng)的各阻力區(qū)，但山于計(jì)算謝才系數(shù)C的經(jīng)驗(yàn)公式只包括反映管壁粗糙 狀況的粗糙系數(shù)n和水力半徑R,而沒(méi)有包括流速及運(yùn)動(dòng)粘度，也就是與雷諾數(shù) Re無(wú)關(guān)，因此該式一般僅適用于粗糙區(qū)。曼宇公式的適用條件為n10也就是說(shuō)已經(jīng)超出了布拉修斯公式的適用范圉，而且誤差大小與雷諾 數(shù)成正比。對(duì)PVC-U管,采用布拉修斯公式與柯列勃洛克公式對(duì)比計(jì)算，當(dāng)管內(nèi) 徑為500mm ,流速15 m/s時(shí)，采用布拉修斯公式得出得水力坡降比柯列波列 克的結(jié)果低11%以上。采用埋地硬聚氯乙稀給水管道工程技術(shù)規(guī)程推薦的修 正公式與柯式對(duì)比計(jì)算，修正公式計(jì)算結(jié)果，小口徑管偏安全，中等口徑與柯式 符合

7、較好,大口徑管得負(fù)誤差達(dá)5%以上。因此，大口徑塑料管或采用塑料內(nèi)襯管 不宜采用布拉修斯公式計(jì)算，而更宜于采用如柯列波洛克公式等適用條件更寬的 其它經(jīng)驗(yàn)公式，或應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)等對(duì)其進(jìn)行修正。與上述情況類似，采用謝才公式計(jì)算時(shí)，如果管道內(nèi)徑大于2m時(shí)則不采用 曼宇公式計(jì)算謝才系數(shù)。如果釆用巴甫洛夫斯基公式，其適用管徑可以達(dá)到12m, 對(duì)一般輸水工程管道已完全足夠了。海澄-威廉公式的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)是WILLIAMS和HAZEN在大量工業(yè)管道現(xiàn)場(chǎng)或試驗(yàn) 測(cè)量獲得的。該公式因?yàn)楹?jiǎn)單易用，被廣泛運(yùn)用在管網(wǎng)水力計(jì)算中，國(guó)內(nèi)外不少 管道水力計(jì)算軟件均采用該公式編制。由此可見，對(duì)于口徑大于2m的管道應(yīng)盡 量避免采用海澄-威廉公式計(jì)算。6值得提出的是，上述所有水力計(jì)算公式中采用的管徑均為計(jì)算內(nèi)徑，各種管道 均應(yīng)采用管道凈內(nèi)直徑計(jì)算，對(duì)于采用水泥砂漿內(nèi)襯的金屬管道應(yīng)考慮內(nèi)襯層厚 度的影響。大口徑管道計(jì)算應(yīng)盡量避免采用海澄-威廉公式，建議釆用柯列勃洛克公式 計(jì)算，大量試驗(yàn)結(jié)果證明該公式計(jì)算結(jié)果與實(shí)際工業(yè)管道符合性好，水力條件適 用范圍廣，雖然