管道流速及水泵簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)

流速一般限制范圍表3適用條件流速（米/秒）

室外長(zhǎng)距離管線Dg>5001-1.5

Dg<5000.5-1

水泵出水管D>200

g2-2.5

Dg<2001.5-2

水泵吸水管Dg>2001.2~1.5

Dg<2001-1.2

車(chē)間一般管線1.5-2

圖表中，體現(xiàn)出以下兩點(diǎn)：第一，管徑增大時(shí)一,刻意適當(dāng)提高水流流

速，管徑減小時(shí)一，要適當(dāng)降低水流速度；第二：在管道較短時(shí)，也可

以相對(duì)增大管道流速?？傮w來(lái)說(shuō)，管道水流速度最大刻意達(dá)到2-3m/s,

最小刻意達(dá)到0.3m/s,這些要視工程而定。

在流量不變，管徑不變，沒(méi)有支管交匯的管道中各處的流速不變，但

是管道壓力會(huì)隨著流動(dòng)的方向逐漸降低。相反，壓力差大的地方，管

道流速亦大。

一般說(shuō)的2kg的壓力具體是指2kg/平方厘米，指在1平方厘米的面積

上壓有2kg的重量。水柱的高度只要把水柱壓在1平方厘米上的重量

計(jì)算出來(lái)就是水柱的壓力。例如，5米水柱的壓力為：5*100*1=500

立方厘米，（1000米的水重量為1kg）,即5m水柱的壓力為0.5kg。

管道的壓力差和阻力損失在數(shù)值上是相同的。

管道的流速與管道長(zhǎng)度成正比，與管道流速平方成正比。

鑄帙管水力計(jì)算表（流量以升/秒整數(shù)計(jì)

IIIII表4T

'峻7.221.6；9.650.461.7290

流累L

4569

流速0.460.70.931.21.41.62.12.6

D?70

阻力816.728.44361.583.7138207

流速0.390.520.650.780.911.21.41.82.22.6

D100

e困力,■6.7101418.629.944.271.6106116

流速0.310.40.520.630.811.21.1

Dgl50

阻力1.92.53.95.68.712.5：6.，26.1

流速0.350.450.550.610.8

D200

s阻力1.42.1316

流速0.410.51

D§250

用力1.32

流速

UgJUU

阻力

流速

D350

f阻力

流速

D400

t阻力

流速

D450

f阻力

流速

D?500

用力一

叱/,080

流量

506090300

流速

Dg7o

阻力

流速

Dg100而力

流速1.72.32.9

Dgl50

眼力37.766.9105

流速11.31.61.92.32.9

D200

g阻力8.114.422.632.544.273.1

湎速0.630.8211.21.11.92.32.9

阻力2.81.67.19.913.522.333.353.9

流速0.430.570.710.8611.31.622.42.8

D300

e阻力1.11.92.83.95.28.312.420.129.641

流速0.420.520.620.730.911.11.51.82.12.6

JuU

阻力0.91.31.82.13.85.58.913.118.128.2

流速0.0.480.560.720.881.11.41.622.1

阻力0.70.91.222.84.46.58.91420.1

流速0.440.570.690.881.11.31.61.9

阻力0..1.11.62.53.54.87.510.7

流速0.460.560.710.8711.31.5

UngUCAvUA

阻力0.60.91.52.12.84.36.1

鑄鐵管水力計(jì)號(hào)表（流及以米3.時(shí)整數(shù)計(jì)環(huán)）

III【II表4-2

*21015200260

285.590今25.(

0.330.650.9S1.31.61.92.6

DJ5

阻力4.211.731.151.781.3118211

流速0.360.550.720.91.11.11.82.12.8

D100

g阻力3.57.31218.125.64570.6101138

流速0.320.10.480.630.790.951.11.31.1

D150

S阻力1.62.13.45.68.613.215.92126.1

流速0.350.110.530.620.710.8

D,200

陰力1.122.83.74.86

流速0.10.450.51

D25O

e用力1.21.62

流速0.35

D300

8用力0.8

流速

D350

e阻力

流速

D100

f阻力

，一?_

D45O

t用力

流速

D500

c用力

尖3|200

tML*

97811.€S5.669.5111191。78

D,75

阻力

流速

D.100

用力

流速1.62.4

D150

8用力32.472.4

流速0.91.31.82.22.7

D200

e阻力7.315.62813.662.6

流速0.560.851.11.41.72.32.9

D,250

阻力2.458.612.919.133.953.1

流速0.40.590.790.991.21.622.12.7

阻力0.9623.15.17.112.619.628.238.6

流速0.140.580.730.861.11.11.722.32.62.9

D350

eR1力0.91.62.43.35.68.712.5172172835

流速0.30.450.560.670.891.11.31.51722.2

D100

e阻力0.50.81.21.72.94.16.2S.510913.817.2

流速0.H0.520.70.8811.2111.51.S

D150

e用力0.70.91.62.43.14.5597.29.2

流速0.350.420.570.710.850.99111.31.1

D500

e阻力0.40.60.91.422.6314.25.3

表中可以歸納出：第一、精簡(jiǎn)了DN75以下及DN600以上的管道數(shù)

據(jù)，可見(jiàn)，此部分管道不經(jīng)常使用；第二、精簡(jiǎn)了流量的數(shù)據(jù)，例如

DN75的管道，在原書(shū)中流量范圍是從0.91/s到131/s的，但是此表中

從2開(kāi)始，且以1為間隔繪制，原書(shū)中以0.1為間隔繪制；第三、表

中流速取兩位小數(shù)，阻力取以為小數(shù)，在計(jì)算中精度已經(jīng)足夠。

在同種管道材質(zhì)、同種管徑、同種輸送介質(zhì)的情況下，管道阻力系數(shù)

不變。

在流速及管道長(zhǎng)度一致的情況下，小管道的阻力大于較大管道的阻

力。

一般管道的允許流速均在lm/s左右?？梢园袲N100管道在lm/s時(shí)

的流量30m3/h當(dāng)做估計(jì)管道大小的常數(shù)來(lái)記憶。管徑大小與流量的

開(kāi)平方成正比。

上述文字描述及總結(jié)均為直管段的沿程阻力損失計(jì)算。

鑄鐵管道的局部阻力系數(shù)表5管件（管道零件）名稱阻力系數(shù)

9Oo彎頭

15

彎

45O頭

30

異徑管由大口流向小口15

由小口流向大口30

轉(zhuǎn)彎，由中口向直75

逋管流水（用中口流75

管速計(jì)算）75

轉(zhuǎn)彎，由直管向中150

口流水（用直管流5

速計(jì)算）50

轉(zhuǎn)彎，由中口向直25

管兩頭通式供水

（用直管流速計(jì)算）

轉(zhuǎn)彎，兩頭直管同

時(shí)向中口流水（用

中口流速計(jì)算）

直流，中口不進(jìn)水

不出水

直流，中口同時(shí)出

水（用管件前的流

速計(jì)算）

直流，中口同時(shí)進(jìn)

水（用管件后的流

速計(jì)算）

水泵進(jìn)口（或進(jìn)水池）50

閘閥（全開(kāi)）5

閘閥（開(kāi)一半）100

止回閥85

眼水井

注：管道長(zhǎng)度單位為米.

平面困

圖1給水管道系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖

例題：圖1給水管道系統(tǒng)是由吸水井向沉淀池送水，公包括三臺(tái)

10Sh-13水泵（先不管水泵的型號(hào)），平時(shí)使用二臺(tái)，每臺(tái)輸水量400

噸/時(shí)，共輸水800噸/時(shí)（圖中只畫(huà)出最邊上的一臺(tái)水泵）。這800噸/

時(shí)的流量要送進(jìn)三座沉淀池里（圖中只畫(huà)出外邊的一座）。沉淀池的流

量是按300噸/時(shí)考慮的。從吸水井底閥起到水泵止為Dg300管道，

從水泵到500x250異徑管止為Dg250管道，從Dg500x250異徑管

起到入沉淀池前Dg500x250三通止為Dg500管道，從沉淀池前

Dg500x250三通起到入沉淀池口止為Dg250管道（圖1如下）。

第一：計(jì)算從水泵出水管口Dg500x250異徑管起到沉淀池進(jìn)水

口止一段管道的總損失；

第二：計(jì)算從水泵吸水口起到水泵出水口Dg500x250異徑管止

一段管道的總阻力。

解題過(guò)程：

第一、首先計(jì)算沿程損失：

DN500管道的總長(zhǎng)度L=10+2.7+1.5+400+900+300=1604.2m

DN250管道的總長(zhǎng)度l=20+8.5+2+l=31.5m

查表可知DN500、800m3/h時(shí)-，速度為l.lm/s,沿程阻力為3.4mm/m；

DN250、300m3/h時(shí)，速度為沿程阻力位

即沿程阻力=1604.2*3.4+31.5*19.1=6056mm

接著計(jì)算局部損失：

DN500管道上90°彎頭數(shù)量為7個(gè),45°及60°彎頭均為4個(gè);Dg500

x250三通3個(gè)，其中一個(gè)既不進(jìn)水也不出水，其余兩個(gè)中心進(jìn)水中

心出水。DN250管道上，90°彎頭3個(gè)，閘閥（全開(kāi)）一個(gè)。

查表可知：90°彎頭局損系數(shù)為15,45°局損系數(shù)為10,通過(guò)插入

法可知，60°局損系數(shù)為12.5,閘閥（全開(kāi)）局損系數(shù)為5,Dg500

x250三通中心同時(shí)進(jìn)水的局損系數(shù)為25,不進(jìn)不出的局損系數(shù)為5。

由DN500向DN250進(jìn)水，局損系數(shù)為75

即，管道局損=(7*15+4*12.5+4*10+25+5+75)*1.1*1.1+(3*15+5)

*1.7*L7=508mm

即此段管道的總阻力=508+6056=6564mm

其中局部損失/沿程損失=508/6056=8.4%

由此可見(jiàn)，在長(zhǎng)距離輸水過(guò)程中局部損失在阻力損失的比例非

常低，近似刻意忽略不計(jì)。

第二、首先計(jì)算吸水管段的阻力：

DN300管道長(zhǎng)度為6.8m,底閥帶濾網(wǎng)1個(gè)，90°彎頭1個(gè)，Dg300

x250同心異徑管1個(gè)，水泵接口一個(gè)。

查表可知，90°彎頭局損系數(shù)為15,底閥帶濾網(wǎng)局損系數(shù)為300o

Dg300x250同心異徑管局損系數(shù)為15,水泵接口局損系數(shù)為50,

400m3/h時(shí),流速為沿程阻力損失為管徑為DN250

時(shí)，流速為2.3m/s。

即吸水管段阻力損失=6.8*12.6+(15+300)*1.6*1.6+2.3*2.3*(50+15)

=1240mmo

接著計(jì)算水泵出水管段阻力損失：

DN250管道長(zhǎng)度5m,Dg200x250同心異徑管1個(gè)，Dg500x250三

通1個(gè)，閘閥(全開(kāi))1個(gè)，止回閥1個(gè)，90°彎頭1個(gè)。查表可知，

DN250,400m3/h時(shí)，流速為2.3m/s,沿程阻力損失為33.9mm/m,

管徑為DN500,400m3/h時(shí)，流速為0.57m/s,Dg200x250同心異徑

管，從小到大局損系數(shù)為30,閘閥（全開(kāi)）局損系數(shù)為5,止回閥局

損系數(shù)為85,90°彎頭局損系數(shù)為15,Dg500x250三通，從小到大

局損系數(shù)為30

即出水管段阻力損失為：

2.3*23*（30+5+85+15）+0.57*0.57*30+5*33.9=893mm

所以，此段管道總阻力損失=893+1240=2133mm

其中沿程阻力損失=5*33.9+6.8*12.6=255mm

沿程阻力損失/局部阻力損失=255/（2133-255）=13.6%

即是說(shuō)，在水泵進(jìn)出水（泵房?jī)?nèi)）的一段管道的水頭損失主要由局部

損失貢獻(xiàn)，沿程損失所占比例很小，亦可以說(shuō)，在水泵吸水口至出水

口附近的水頭損失在2-3m之間，本例中間的水頭損失為2.1m。

所以，可以根據(jù)管道的長(zhǎng)短及其中沿程阻力損失的大小來(lái)估計(jì)。

部阻力損失的大小：

鑄鐵管道局部阻力表6條件（使用范圍）局部阻力占沿程阻力的外

較大范圍的管道10?15

廠區(qū)范圍的管道15?20

車(chē)間內(nèi)部的管道25?50

在管道中，只要確定管道管徑、管道的壓力差及壓力差之間管段長(zhǎng)度

即可明確管道的流量。但是具體的壓力數(shù)值反映的內(nèi)容，通過(guò)下述內(nèi)

容體現(xiàn)：

例如，我們假設(shè)出水管頭部的壓力是2kg/平方厘米，出水管尾部的壓

力為1.5kg/平方厘米，即出水管尾部為15米水柱，這15米水柱可以

通過(guò)下式體現(xiàn)：

地形揚(yáng)程+管道阻力揚(yáng)程+設(shè)備揚(yáng)程=15米

這里，地形揚(yáng)程和管道阻力揚(yáng)程都是從200米管道末端那一點(diǎn)算到最

后供水點(diǎn)的。設(shè)備揚(yáng)程是指最后供水點(diǎn)的壓力要求。

管道兩點(diǎn)處的壓力值，是反映能否保證管道總揚(yáng)程的需要。

鋼管水力計(jì)算的校正系數(shù)表7公稱通流速校正系阻力校正系

徑數(shù)數(shù)

DJ50.800.70

D.J000.850.75

DJ500.900.80

Q200以上1.000.90

非鑄鐵管道的阻力校正系數(shù)表流速（米/秒）

9管材種類(lèi)0.250.5L0以上

光滑管（塑料管、鋼管）0.90.80.7

混凝土管及鋼筋混凝土管不需要校正

輸水管道使用混凝土或鋼筋混凝土管道時(shí)，可以直接用管道阻力、流

量、流速表直接估算，使用塑料管、鋼管等內(nèi)壁光滑的管道時(shí)，可以

按照上表中的系數(shù)進(jìn)行折算。

輸水以外的其他流質(zhì)時(shí)、按照上述方法計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上乘以被輸送

流質(zhì)的比重即可。

本節(jié)討論的水泵均是指抽升水而言的。水泵樣本上的揚(yáng)程也是以水柱

表示的，如果要抽取其他物質(zhì)時(shí)候，需要乘上該種物質(zhì)的比重，同樣

在地形揚(yáng)程和設(shè)備揚(yáng)程上均要乘以該種物質(zhì)的比重。

蒸汽管道的流速與阻力定律

1、不同的蒸汽壓力下，同種流速一樣管徑條件下，流量及沿程阻

力損失不同。

2、壓力相同的條件下，同種管徑下氣體流量、流速與阻力損失與

水的規(guī)律一致，即流量與流速成正比，與管道直徑的平方成正

比。

3、同樣管徑同樣流速的蒸汽，在不同壓力下，其流量與阻力損失

的關(guān)系如下：

高壓流量=（高壓（表壓）+1）*低壓流量/（低壓（表壓）+1）

高壓阻力損失=（高壓（表壓）+1）*低壓阻力損失/（低壓（表壓）

+1）

博和蒸汽管阻力計(jì)算表?10

無(wú)健胡管

流速米/秒（0?7公斤/耀米，表用）流速米/秒（1?5公斤米，表壓）流速米/秒（3公斤米*表樂(lè)）

外X壁

徑乂厚

（喜米）20242832364。202428323640202428323640

0.030.050.08

32X3.5

?53757

0.050.070.12

38X3.5

202844

0.080.090.110.110.130.160.170?210.24

45X3.5

111622223244355068

0.130.160.190.190.230.2/0.300.360.42

57X3.5

101521152230203446

0.230.270.320.360.410.4C0.330.390.460.520.590.660.510.610.710.810.911.02

73X4

8n151924301115212735431724334354

0.350.420.500.570.640.710.510.610.710.82|0.921.020.790.951.101.261.421.57

89X4

6811151923812ie2127331818253341

0.540.650.750.860.971.08,0.780.931.091.241.401.551.201.441.681.922.162.40

108X4

46811141769121620251014192531

0.841.011.181.341.511.681.211.451.691.942.182.421.872.242.623.003.373.74

133X4

3579111357912151971114192430

1.211.451.691.942.182.42嚴(yán)2.102.442.793.143.502.703.243.784.324.865.40

159X4.&

3457911681012156912151924

6.168.229.2510.28

219X6嚴(yán)

6產(chǎn)101316

產(chǎn)產(chǎn)12.6614.2315.82

273X8

討81012

續(xù)表

無(wú)程一管

流速米/秒（6公斤/據(jù)米2表壓）流速米/秒（9公斤/取米安壓）速米/秒（12公斤/蜃米，我壓）

外X嫌

徑X厚

（亳來(lái)）202428323640202428323640202428323640

0.130.18]0.23

32X3.5

971351174

0.200.270.3b

38X3.5

75105134

0.290.350.410.410.490.580.530.64國(guó)74

45X3.5

588411582117160106152207

0.510.610.710.710.861.000.921.101.29

57X3.5

395777568010972103141

―.0.861.041.211.381.5511.721.211.451.691.932.182.421.551.862.182.4812.803.10

28U15673|92114|405778102129|1595173100130165204

2.H!2.413.76

89x41.3411.611.882.681.882.262.643.013.382.422.913.393.874.364.84

227314356|7187’3044607899122395777100127157

2.042.863?263.684.08|2.863.444.004.575.155.723.684.425.165.886.72

108X42.457.36

162432425366'2333455975923043587696119

3.183.824.465.085.736.3614.465.367.148.04;8.925.726.868.019.1510.3

133X46.2511.44

1318253241|501825344557|702232445873

6.41j7.339.16|6.4411.6112.888?289.9411.60

159X4.54.585.508.257.749.0210.313.2414.9016.56

101420|263220283646|57182636475973

8.7112.20|13.92115.7017.4112.2414.7017.14119.60;22.0224.4815.7218.88122.025.0928.331.44

219X610.45

7913172126I91318|24|30|3712/p>

273X813.4811.1818.8821.59'24.2126.96p8.9022.6626.4530.22134.02137.8024.429.334.2139.143.948.8

5I710113*171418-12329913181243037

注：母格上一數(shù)字為點(diǎn)汽流量（噸/時(shí)）.下一數(shù)字為阻力（毫米水柱/米?管長(zhǎng)）。

無(wú)縫鋼管的壁厚計(jì)算公式：

理論壁厚（mm）=（1.5*工作壓力（表壓）*公稱通徑（mm））/

（200*剛才允許拉力（kg/mm））

實(shí)際壁厚（mm）=理論壁厚+附加厚度

公式中，1.5*工作表壓，為管道出廠前的實(shí)驗(yàn)壓力，鋼管通過(guò)蒸汽，

在高溫下工作，鋼材的允許拉力比在常溫下小，如10號(hào)鋼可取

10kg/mm,其他優(yōu)質(zhì)鋼基本上也是lOkg/mmo

附加厚度一般為2-3mm。

混凝土排水管道的流量及流速

排水管道中的雨污水，一般是在沒(méi)有壓力的情況下，靠水的自重沖推

流動(dòng)的，所以叫做重力流。因而排水管道坡度的大小，就決定了水流

的快慢。

排水管道通過(guò)一般排水量時(shí)，往往不是滿流的。在一個(gè)斷面上，水流

的深度和管子直徑的比值叫做充滿度。

排水管道的排水能力，是由管徑、管道的坡度和水流的充滿度三個(gè)條

件決定的。管道整個(gè)斷面充滿水時(shí)叫做滿流。如果知道滿流的流速和

流量，可以推算出管子在各種不滿流情況下的流速和流量。

表11列出排水管道在滿流時(shí)的流速和流量。表12列出由排水管道滿

流的流速和流量，推算出各種不滿流情況下的流速和流量的關(guān)系。

混凝土排水管道在滿流時(shí)的流量和流速衷11

坡度流量管徑（毫米）

及

%流速1150200250300350400500

流量160

241.061.689.2

流速0.580.640.720.80

流量110.6200

330.950.977.0

流速0.630.720.800.881.0

流量230

419.836.359.489.5128.2

流速0.630.740.840.931.021.14

流量

59.822.040.766.4100.1144.5251

流速0.560.700.830.941.041.151.29

25110.6583

610.84.44.772.81.285

流速0.610.780.911.031.151.261.41

流殳12.528.652.084.8127.9183.5325

流速0.710.911.061.201.331.461.62

流量4.232.458.495.4144.3206.1365

101

流速0.811.031.191.351.501.641.84

注：流量單位為升/秒，流速單位為米/秒。

混凝土排水管道在不滿流時(shí)的流■和流速表12

水深占管徑的百分?jǐn)?shù)流fi流速

（充滿度）（占滿流時(shí)流*的百分?jǐn)?shù)）（占滿流時(shí)流速的百分?jǐn)?shù)）

100