各种管道水头损失简便计算公式.doc

各种管道水头损失的简便计算公式(879) 摘要:从计算水头损失的最根本公式出发,将各种管道的计算公式加以推导,得出了计算水头损失的简便公式,使得管道工程设计人员从繁琐的计算中解脱出来,提高了工作效率。关键词:水头损失塑料管钢管铸铁管混凝土管钢筋混凝土管   在给水工程应用中经常要用到水头损失的计算公式,一般情况下计算水头损失都是从水力摩阻系数λ等基本参数出发,一步一步的代入计算。其实各个公式之间是有一定的联系的,有的参数在计算当中可以抵消。如果公式中只剩下流速、流量、管径这些基本参数,那么就会给计算者省去不少的麻烦。在此我们充分利用了各参数之间以及水头损失与水温的关系,将公式整理简化,供大家参考。1、PVC-U、PE的水头损失计算根据《埋地硬聚***乙烯给水管道工程技术规程》规定,塑料管道沿程水头损失hf应按下式计算:(式1-1)式中λ—水力摩阻系数;L—管段长度(m);di—管道内径(m);v—平均流速(m/s);g—重力加速度,。因考虑到在通常的流速条件下,常用热塑性塑料给水管PVC-U、PE管一般处于水力光滑区,管壁绝对当量粗糙度对结果的影响非常小或没有影响,故水力摩阻系数λ可按下式计算:(式1-2)式中Re—雷诺数。雷诺数Re应按下式计算:(式1-3)式中γ—水的运动粘滞度(m3/s),在不同温度时可按表1采用。表1水在不同温度时的γ值(×10-6)水温℃05101520253040γ(m3/s)   从前面的计算可知,若要计算水头损失,需将表1中的数据代入,并逐步计算,最少需要3个公式,计算较为繁琐。为将公式和计算简化,以减少工作量,特推导如下:   因具体工程水温的变化较大,水力计算中通常按照基准温度计算,然后根据具体情况,决定是否进行校正。冷水管的基准温度多选择10℃。   当水温为10℃时的γ=×10-6m3/s,代入式1-3得(式1-4)将式1-4代入式1-2(式1-5)再将式1-5代入式1-1得(式1-6)取L为单位长度时,hf即等同于单位长度的水头损失i,所以(式1-7)又因为(式1-8)(式1-9)(式1-10)   现可用式1-7或式1-10代替式式1-1、式1-2和式1-3,式1-7适用于流速为已知的条件下,式1-10适用于规定流量的条件下。通过简化公式,大大减少了计算量,计算起来更加方便快捷。2、钢管、铸铁管道的水头损失计算均匀流沿程水头损失的基本公式—达西公式(式2-1)式中λ—水力摩阻系数;L—管段长度(m);di—管道内径(m);v—平均流速(m/s);g—重力加速度,。   根据舍维列夫进行的钢管及铸铁管的实验,提出了计算过渡区及阻力平方区的阻力,新钢管(式2-2)注:此公式适用于以m计。将式2-2代入式2-1得:(式2-3)取L=1m,即沿程水头损失hf为管道单位长度的水力坡降i,可得(式2-4)对新铸铁管(式2-5)同理可得:(式2-6)注:此公式适用于以m计。对旧钢管及旧铸铁管当v<。(式2-7)当v≥。(式2-8)同以上推导过程:当v<(式2-9)当v≥(式2-10)3、混凝土管、钢筋混凝土管的水头损失:对于钢筋混凝土管,通常采用谢才公式计算水力坡