管道稳定性计算报告
1.管道变形计算
不同管顶覆土厚度下延米管道管顶的竖向土压力标准值Fsv，k
Fsv，k=15.12KN/m
管顶至设计地面的覆土厚度Hs 2m
管道公称直径D 400 0.4m
管道外径De 420 0.42m
回填土的重力密度 18KN/m
车轮荷载传递到管顶处的竖向压力标准值
qvk=4.70073721KN/m2
管道变形系数 Kd= 0.1
按照管道基础中心角大于90度时，取0.1计算地面荷载（车辆荷载或者堆积荷载）对管道的作用其准永久值系数，
ψq= 0.5
管道的环刚度 Sp= 8
变形滞后效应系数 Dl= 1.5
管侧土的综合变形模量 Ed= 5.75539568
塑料管道在组合荷载作用下的最大竖向变形
Wd，max= 0.03754519<0.02
管侧回填土在要求的压实密度时相应的变形模量
Ee= 8
基槽两侧原状土的变形模量
En= 3
管中心处沟槽宽度
Br= 1.22
Br/De= 2.9047619
则：α1= 0.75
α2= 0.24
ζ= 0.71942446
2.管道环向稳定性计算
管壁失稳的临界压力标准值
Fcr，k= 41.8810858KN/m2
备注:管材泊松比 PE 0.4 PVC-U:0.37 PP、PE:0.4
管顶在各项作用下的竖向压力标准值
Fvk=40.7007372KN/m2
环向稳定Fcr，k/Fvk 1.02900067 ≧ 0.1
管道的环向稳定性抗力系数 Ks = 0.1
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。
流体力学第五章压力管路的水力计算
第五章压力管路的水力计算 主要内容 长管水力计算 短管水力计算 串并联管路和分支管路 孔口和管嘴出流 基本概念： 1、压力管路：在一定压差下，液流充满全管的流动管路。（管路中的压强可以大于大气压，也可以小于大气压） 注：输送气体的管路都是压力管路。 2、分类： 按管路的结构特点，分为 简单管路：等径无分支 复杂管路：串联、并联、分支 按能量比例大小，分为 长管：和沿程水头损失相比，流速水头和局部水头损失可以忽略的流动管路。短管：流速水头和局部水头损失不能忽略的流动管路。
第一节管路的特性曲线 一、定义：水头损失与流量的关系曲线称为管路的特性曲线。 二、特性曲线 l l L g V d L g V d l l g V d l d l g V d l g V h h h f j w + = = + = ?? ? ? ? ? + = + = + = 当 当 当 其中， 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 λ λ λ λ λ ζ （1） 把2 4 d Q A Q V π = = 代入上式得： 2 2 5 2 2 2 28 4 2 1 2 Q Q d g L d Q g d L g V d L h w α π λ π λ λ= = ? ? ? ? ? = = （2） 把上式绘成曲线得图。 第二节长管的水力计算 一、简单长管 1、定义：由许多管径相同的管子组成的长输管路，且沿程损失较大、局部损失 较小，计算时可忽略局部损失和流速水头。 2、计算公式：简单长管一般计算涉及公式 2 2 1 1 A V A V=（3） f h p z p z+ + + γ γ 2 2 1 1 ＝ （4） g V D L h f2 2 λ = （5） 说明：有时为了计算方便，h f的计算采用如下形式：
管道水力计算 新大技术研究所：戴颂周 2012 年3 月2 日
目录 第一章单相液体管内流动和管道水力计算 (3) 第一节流体总流的伯努利方程 (3) 一、流体总流的伯努利方程 (3) 二、流体流动的水力损失 (3) 第二节流体运动的两种状态 (6) 一、雷诺实验 (6) 二、雷诺数 (7) 三、圆管中紊流的运动学特征—速度分布 (7) 四、雷诺数算图 (8) 第三节沿程水力损失 (9) 一、计算方法： (9) 第四节局部水力损失 (14) 第五节管道的水力计算 (17) 一、管道流体的允许流速（经济流速供参考） (17) 二、简单管道的水力计算 (19) 第二章玻璃钢管道水力计算 (20) 第一节玻璃钢管道水力计算公式 (20) 一、玻璃钢管道水力计算公式 (20) 二、管道水力压降曲线 (21) 三、常用液体压降的换算 (21) 四、常用管件压降 (23) 第二节油气集输管道压降计算 (24) 第三节玻璃钢输水管线的水力学特性 (25) 一、玻璃钢输水管水流量计算 (25) 二、玻璃钢输水管水击强度计算 (25) 第三章管道水力学计算中应注意的几个问题 (28) 一、热油管道的工艺计算 (28) 二、油水两相液体的工艺计算 (28) 三、地形变化时的水力坡降 (30)
第一章 单相液体管内流动和管道水力计算 第一节 流体总流的伯努利方程 一、流体总流的伯努利方程 1. 流体总流的伯努利方程式（能量方式） =++g c g P Z 22 1111αρw h g c g P Z +++22 2222αρ 2. 方程的分析 (1) 方程的意义 物理意义：不可压缩的实际流体在管道内流动时的能量守恒，或者说，上游机械能=下游机械能+能量的损失。 (2) 各项的意义 -21,z z 单位重量流体所具有的位能，或位置水头，m ，即起点、终点标高。-g p g p ρρ/,/21单位重量流体所具有的压能，或压强水头，m ；即P 1 P 2为起点、 终点液流压力，-g c g c 2/,2/2 22211αα单位重量流体所具有的动能，或速度水头， m ；即C 1 C 2为液流起、终点的流速。 -21,αα单位重量流体的动能修正系数；-w h 单位重量流体流动过程的水力损失，m 。 二、流体流动的水力损失 1. 水力损失的计算 液体所以能在管道中流动，是由于泵或自然位差提供的能量。液体流动过程中与各种管道、阀件、管件发生摩擦或撞击而产生阻力。同时液体质点间的互相摩擦和撞击也要产生阻力。为了使液体继续流动，就必须供给能量，以克服这些阻力。用于克服液流阻力的能量，就是管路摩阻损失。水力损失一般包括两项，即沿程损失 f h 与局部损失 m h 。因此，流体流动时上、下游截面间的总水力损失 w h 应等于两截面间的所有沿程损失与局部损失之和，即
1．高压、中压燃气管道水力计算公式： Z T T d Q L P P 0 5 210 2 2 2 110 27.1ρ λ ?=- 式中：P 1 — 燃气管道起点的压力（绝对压力，kPa ）； P 2 — 燃气管道终点的压力（绝对压力，kPa ）； Q — 燃气管道的计算流量（m 3/h ）； L — 燃气管道的计算长度（km ）； d — 管道内径（mm ）； ρ — 燃气的密度（kg/m 3）；标准状态下天然气的密度一般取0.716 kg/m 3。 Ｚ — 压缩因子，燃气压力小于1.2MPa （表压）时取1； Ｔ — 设计中所采用的燃气温度（K ）； Ｔ0 — 273.15（K ）。 λ— 燃气管道的摩擦阻力系数； 其中燃气管道的摩擦阻力系数λ的计算公式： 25 .06811.0??? ? ??+ =e R d K λ K — 管道内表面的当量绝对粗糙度（mm ）；对于钢管，输送天然 气和液化石油气时取0.1mm ，输送人工煤气时取0.15mm 。 R e — 雷诺数（无量纲）。流体流动时的惯性力Fg 和粘性力(内摩擦 力)Fm 之比称为雷诺数。用符号Re 表示。层流状态，R e ≤ 2100；临界状态，R e =2100～3500；紊流状态，R e >3500。 在该公式中，燃气管道起点的压力1P ，燃气管道的计算长度L ，燃气密度ρ，燃气温度T ，压缩因子Z 为已知量，燃气管道终点的压力2P ，燃气管道的计算流量Q ，燃气管道内径d 为参量，知道其中任意两个，都可计算其中一个未知量。 如燃气管道终点的压力2P 的计算公式为： ZL T T d Q P P 0 5 210 2 1210 27.1ρ ?-= 某DN100中压输气管道长0.19km ，起点压力0.3MPa ，最大流量1060 m 3/h ，输气温度为20℃,应用此公式计算，管道末端压力2P =0.29MPa 。
管道工程量计算规则1、工程量计算顺序 工艺管线工程量计算尽量以以下顺序计算：管道安装 管件安装 阀门安装 法兰安装 管道压力试验 无损探伤及焊口热处理 管道支架制作安装 管口充氩保护、套管制作安装
设备安装(泵、电机等) 2、管道安装 2.1 压力等级：低压0 中压1.6 高压10。 2.2 连接方式：电弧焊、氩弧焊、氩电联焊、螺栓连接、埋弧自动焊、氧乙炔焊、热风焊、承插粘接等 2.3 工程量计算：工艺管线以施工图纸标明的延长米计算，不扣除管件、阀门、法兰长度，主材消耗量是扣除管件、阀门、法兰长度后加损耗的量。方型补偿器不单独提取工程量，工程量包含在管道工程量及管件工程量中。 3、管件安装 3.1 管件种类：弯头、三通、异径管、管帽(盲板)、管接头、挖孔制三通;
3.2 各种管件连接均按压力等级、材质、连接方式以10个(个也行)为单位计算工程量，主管上挖眼制三通应以管件安装计算工程量，如：挖眼制三通DN500*350 20 个 2.5MPa，不另计主材费，挖眼制三通支线管径小于主管径1/2时，不计算管件工程量，若支管线较短相当于管接头及凸台时，应按配件管径计算工程量(相当于管件); 3.3 对于仪表而言，管道开孔不计算工程量，以预留考虑，但压力表表弯制作，凸台制作安装、温度计扩大管制作安装应分别计算工程量，均以个为单位，应注明管径大小; 3.4 焊接盲板工程量以“个”为单位，执行管件连接乘以系数0.6(造价用)。 4、阀门安装 4.1 应注明压力等级、规格型号、安装方式(法兰连接、焊接、螺纹连接等)，以个为单位;
4.2 各种法兰及阀门安装的配套法兰安装应分别计算工程量，螺栓、透镜垫的安装费已包括在定额内，本身材料费应另行计算，在阀门安装或法兰安装工程量后提供其数量(主材费不计的可以不予考虑); 4.3 直接安装在管道上的仪表流量计应归入阀门安装中，以个为单位，执行阀门安装乘以系数0.7(造价用)。 5、法兰安装 5.1 法兰安装应按照不同压力、材质、规格和种类以“副”为计量单位，1副=2片，配法兰的盲板应提供数量，但只计算主材费。 6、管道压力试验、吹扫与清洗 6.1 管道压力试验、吹扫与清洗按不同压力、规格不分材质以100m或m为计算单位; 6.2 临时用空压机、水泵作功进行试压、吹扫、清洗管道连接临时管线、盲板、阀门、螺栓等材料摊销量不用计算。管道之间的串通临时管口及管道排放口至排放点的临时管，其工程量应按施工方案另
给排水工程量计算方法总结 一、主要分项工程内容 1、给水工程 1.1、室内给水管网； 1.2、给水附件； 1.2.1、控制附件 1.2.2、配水附件 1.3、支架，套管，法兰。 2、排水工程 2.1、排水管网；
2.2、清通设备（支管：地面扫除口，法兰端盖；干管：检查口；室外排水井。）注：地面扫除口是未计价材料，需要单独列项。 2.3、土建类配件。 3、卫生设备 4、零星类土建工程 二、室内给水管网 1、列项：区分室内外、管材、连接方法、规格计算 2、分界线：室内外（检查井、阀门井、水表井或外墙皮1.5m 作为分界） 3、计算规则： 3.1、以标注为准； 3.2、计算至卫生设备中心； 3.3、以室内内墙皮为准。
4、注意：管道与设备的分界线，以标准图为准。 三、排水管网 1、列项：区分室内外、管材、连接方法、规格计算 2、分界线：室内外（排水检查井或外墙皮1.5m 作为分界） 3、计算规则： 3.1、以标注为准； 3.2、计算至卫生设备中心。 4、注意：管道与设备的分界线，以标准图为准。 注：如果卫生设备的水封（存水弯）在楼面以上，分界线以标注或楼面为准；如果卫生设备的水封（存水弯）在楼面以下，分界线以排水横管为准； 四、计算 1、管道水平长：根据平面图（标准、轴线、卫生设备位置推算）
2、管道垂直长：系统图（用标高计算） 3、给水附件： 3.1、控制附件：阀门等 3.2、配水附件：水龙头等。 4、套管： 4.1、镀锌铁皮套管：定额已包含安装费，按被穿管径确定规格。 4.2、钢套管： A、执行室外焊接钢管定额，以延长米计算。 B、按被穿管径加2 号确定规格。 C、厚度计算：穿墙套管以墙厚度确定；穿楼板以下面平，上面加20-30mm 确定长度。 4.3、防水套管：执行第六册定额。
采暖供热管道水力计算表说明 1 电算表编制说明 1.1 采暖供热管道的沿程损失采用以下计算公式： ΔP m =L λρ?v 2 d j ?2 （1.1） ；式中：△Pm——计算管段的沿程水头损失（Pa） L ——计算管段长度（m）； λ——管段的摩擦阻力系数； d j ——水管计算内径（m），按本院技术措施表A.1.1-2～A.1.1-9编制取值； 3 ρ——流体的密度（kg/m）,按本院技术措施表A.2.3编制取值；v —— 流体在管内的流速（m/s）。 1.2 管道摩擦阻力系数λ 1.2.1采用钢管的采暖供热管道摩擦阻力系数λ采用以下计算公式： 1 层流区（R e ≤2000） λ=
64 Re 2 紊流区（R e ＞2000）一般采用柯列勃洛克公式 1 ?2. 51K /d j =?2lg?+?λ?Reλ3.72 ?K 68? ?λ=0.11?+??d ?j Re? 0. 25 ???? 简化计算时采用阿里特苏里公式 雷诺数 Re= v ?d j γ 以上各式中 λ——管段的摩擦阻力系数；Re ——雷诺数； d j ——管子计算内径（m），钢管计算内径按本院技术措施表A.1.1-2取值；
－ K ——管壁的当量绝对粗糙度（m），室内闭式采暖热水管路K ＝0.2×103m，室外供热管网 － K ＝0.5×103m ； v ——热媒在管内的流速，根据热量和供回水温差计算确定（m/s）； ，根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。γ—— 热媒的运动粘滞系数（m2/s） 1.2.2塑料管和内衬（涂）塑料管的摩擦阻力系数λ，按下式计算： λ={ d j ? b 1. 312(2 lg 3. 7??b 0. 5?+ lg Re s?1?2 ?? 3. 7d j lg K ?????? }2
流量与管径、压力、流速的一般关系 一般工程上计算时，水管路，压力常见为0.1--0.6MPa，水在水管中流速在1--3米/秒，常取1.5米/秒。 流量=管截面积X流速=0.002827X管内径的平方X流速(立方米/小时)。 其中，管内径单位：mm ，流速单位：米/秒，饱和蒸汽的公式与水相同，只是流速一般取20--40米/秒。 水头损失计算Chezy 公式 这里： Q ——断面水流量（m3/s） C ——Chezy糙率系数（m1/2/s） A ——断面面积（m2）
R ——水力半径（m） S ——水力坡度（m/m） 根据需要也可以变换为其它表示方法: Darcy-Weisbach公式 由于 这里： h f——沿程水头损失（mm3/s） f ——Darcy-Weisbach水头损失系数（无量纲） l ——管道长度（m） d ——管道内径（mm） v ——管道流速（m/s）
g ——重力加速度（m/s2） 水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在保证用户水量、水压安全的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和确经济管径。输配水管道水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失一般仅为沿程水头损失的5~10%，因此本文主要研究、探讨管道沿程水头损失的计算方法。 1.1 管道常用沿程水头损失计算公式及适用条件 管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，不同的水流流态，遵循不同的规律，计算方法也不一样。输配水管道水流流态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果。紊流又根据阻力特征划分为水力光滑区、过渡区、粗糙区。管道沿程水头损失计算公式都有适用范围和条件，一般都以水流阻力特征区划分。 水流阻力特征区的判别方法，工程设计宜采用数值做
管道工程量计算规则 1、 工程量计算顺序： 工艺管线工程量计算尽量以以下顺序计算： 管道安装 管件安装 阀门安装 法兰安装 管道压力试验 无损探伤及焊口热处理 管道支架制作安装 管口充氩保护、套管制作安装 设备安装（泵、电机等） 2、 管道安装 2.1 压力等级：低压0
2.3 工程量计算：工艺管线以施工图纸标明的延长米计算，不扣除管件、阀门、法兰长度，主材消耗量是扣除管件、阀门、法兰长度后加损耗的量。方型补偿器不单独提取工程量，工程量包含在管道工程量及管件工程量中。 3、 管件安装 3.1 管件种类：弯头、三通、异径管、管帽（盲板）、管接头、挖孔制三通； 3.2 各种管件连接均按压力等级、材质、连接方式以10个（个也行）为单位计算工程量，主管上挖眼制三通应以管件安装计算工程量，如：挖眼制三通 DN500*350 20 个 2.5MPa，不另计主材费，挖眼制三通支线管径小于主管径1/2时，不计算管件工程量，若支管线较短相当于管接头及凸台时，应按配件管径计算工程量（相当于管件）； 3.3 对于仪表而言，管道开孔不计算工程量，以预留考虑，但压力表表弯制作，凸台制作安装、温度计扩大管制作安装应分别计算工程量，均以个为单位，应注明管径大小；
3.4 焊接盲板工程量以“个”为单位，执行管件连接乘以系数0.6（造价用）。 4、 阀门安装 4.1 应注明压力等级、规格型号、安装方式（法兰连接、焊接、螺纹连接等），以个为单位； 4.2 各种法兰及阀门安装的配套法兰安装应分别计算工程量，螺栓、透镜垫的安装费已包括在定额内，本身材料费应另行计算，在阀门安装或法兰安装工程量后提供其数量（主材费不计的可以不予考虑）； 4.3 直接安装在管道上的仪表流量计应归入阀门安装中，以个为单位，执行阀门安装乘以系数0.7（造价用）。 5、 法兰安装 5.1 法兰安装应按照不同压力、材质、规格和种类以“副”为计量单位，1副=2片，配法兰的盲板应提供数量，但只计算主材费。 6、 管道压力试验、吹扫与清洗
一、管路水力计算的基本原理 1、一般管段中水的质量流量G，kg/h，为已知。根据G查询热水采暖系统管道水力计算表，查表确定比摩阻R后，该管段的沿程压力损失P y=Rl就可以确定出来。 局部压力损失按下式计算 （1） Σξ--------表示管段的局部阻力系数之和，查表可知。 可求得各个管段的总压力损失 （2）2、也可利用当量阻力法求总压力损失： 当量阻力法是在实际工程中的一种简化计算方法。基本原理是将管段的沿程损失折合为局部损失来计算，即 （3） （4） 式中ξd ——当量局部阻力系数。 计算管段的总压力损失ΔP可写成 （5） 令ξzh = ξd +Σξ 式中ξzh|——管段的这算阻力系数
（6） 又(7) 则（8） 设 管段的总压力损失 （9） 各种不同管径的A值和λ/d值及ξzh可查表。 根据公式（9）编制水力计算表。 3、当量长度法 当量长度法是将局部损失折算成沿程损失来计算的一种简化计算方法，也就是假设某一管段的局部压力损失恰好等于长度为l d的某段管段的沿程损失，即 （10） 式中l d为管段中局部阻力的当量长度，m。 管段的总压力损失ΔP可写成 ΔP = P y+ P j = Rl + Rl d = Rl z h （11） 式中l z h为管段的折算长度，m。 当量长度法一般多用于室外供热管路的水力计算上。
二、热水采暖系统水力计算的方法 1、热水采暖系统水力计算的任务 a、已知各管段的流量和循环作用压力，确定各管段管径。常用于工程设计。 b、已知各管段的流量和管径，确定系统所需的循环作用压力。常用于校核计算。 c、已知各管段管径和该管段的允许压降，确定该管段的流量。常用于校核计算。 2、等温降法水力计算方法 2-1 最不利环路计算 （1）最不利环路的选择确定 采暖系统是由各循环环路所组成的，所谓最不利环路，就是允许平均比摩阻最小的一个环路。可通过分析比较确定，对于机械循环异程式系统，最不利环路一般就是环路总长度最长的一个环路。 （2）根据已知温降，计算各管段流量 式中Q——各计算管段的热负荷，W; t g——系统的设计供水温度，℃; t g——系统的设计回水温度，℃。 （3）根据系统的循环作用压力，确定最不利环路的平均比摩阻R pj
第三章管道的水力计算及强度计算 第一节管道的流速和流量 流体最基本的特征就是它受外力或重力的作用便产生流动。如图3—1所示装置，如把管道中的阀门打开，水箱内的水受重力作用，以一定的流速通过管道流出。如果水箱内的水位始终保持不变，那么管道中的流速也自始至终保持不变。管道中的水流速度有多大?每小时通过管道的流量是多少?这些都是实际工作中经常遇到的问题。 图3—1水在管道内的流动 为了研究流体在管道内流动的速度和流量，这里先引出过流断面的概念。图3—2为水通过管道流动的两个断面1—1及2—2，过流断面指的是垂直于流体流动方向上流体所通过的管道断面，其断面面积用符号A来表示，它的单位为m2或cm2。 图32管流的过流断面 a)满流b)不满流
流量是指单位时间内，通过过流断面的流体体积。以符号q v表示，其单位为m3／h，cm3／h或m3／s，cm3／s。 流速是指单位时间内，流体流动所通过的距离。以符号。表示，其单位为m／s或cm／s。 图3—3管流中流速、流量、过流断面关系示意图流量、流速与过流断面之间的关系如下： 以水在管道中流动为例，如图3—3所示，在管段上取过流断面1—1，如果在单位时间内水从断面1—1流到断面2—2，那么断面1—1和断面2—2所包围的管段的体积即为单位时间内通过过流断面1—1时水的流量q v，而断面1—1和断面2—2之间的距离就是单位时间内水流所通过的路程，即流速。 由上可知，流量、流速和过流断面之间的关系式为 q v=vA (3—1) 式(3—1)叫做流量公式，它说明流体在管道中流动时，流速、流量和过流断面三者之间的相互关系，即流量等于流速与过流断面面积的乘积。如果在一段输水管道中，各过流断面的面积及所输送的水量一定，即在管道中途没有支管与其连接，既没有水流出，也没有水流入，那么管道内各过流断面的水流速度也不会变化；若管段的管径是
输水管道水力计算公式 1．常用的水力计算公式： 供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有: 达西（DARCY ）公式： g d v l h f 22 **=λ （1） 谢才（chezy ）公式： i R C v **= （2） 海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式： 87 .4852.1852.167.10d C l Q h h f ***= （3） 式中 h f -----------沿程损失，m λ----------沿程阻力系数 l -----------管段长度，m d-----------管道计算内径，m g-----------重力加速度，m/s 2 C-----------谢才系数 i------------水力坡降； R-----------水力半径，m Q-----------管道流量m/s 2 v------------流速 m/s C n -----------海澄―威廉系数 其中达西公式、谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。三种水力计算公式中 ，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。 2．规范中水力计算公式的规定 3．查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐 采用的水力计算公式也有所差异，见表1： 表1 各规范推荐采用的水力计算公式
3．1达西公式 达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。公式中沿程阻力系数λ值的确定是水头损失计算的关键，一般采用经验公式计算得出。舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（C.F.COLEBROOK ）公式均是针对工业管道条件计算λ值的著名经验公式。 舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度1.3*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用较广. 柯列勃洛可公式)Re 51.27.3lg(21 λ λ+?*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式，该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合，适用范围为4000 工业管道安装工程量计算规则与说明 定额是确定工程造价的依据，是由国家权威机构编制的，具有法律依据。因此在编制预算时，定额的应用中，尽量套用定额。没有特殊情况不要任意修改定额，若需编制补充定额，需经有关部门的审批方可使用。 1、熟悉定额说明：统一定额的说明分两部分，一是册说明：内容包括本册定额的适用范围，定额的编制依据，人工、机械、材料的表现形式和内容，与其它分册定额的关系等。其次是章说明：内容包括定额适用范围，定额内所包括的工序内容和不包括的内容，以及必要的数据。如脚手架、超高费。 2、熟悉统一定额的工程量计算规则：要与统一定额的编制原则、应用方法相吻合，是预算人员共同遵守的准绳，应正确理解、熟练运用。 3、定额项目内未计价材料，量的表现形式。定额中括号内的数字，也称主材，其中包括施工损耗。 一、工艺管道工程定额编制册说明 1、第六册《工艺管道工程》适用于新建、扩建项目中厂区范围内的车间、装置、站、罐区及其相互之间各种生产用介质输送管道的安装工程。厂区第一个连接点以内的生产用(包括生产与生活共用)给水、蒸汽、煤气输送管道。其中给水以入口水表井阀池为界；排水以厂区围墙外第一个污水井为界；蒸汽和煤气以进厂第一个计量表或阀门为界。锅炉房、水泵房以墙皮为界。 2、下列内容执行其他册相应定额： ①单件重100kg以上的管道支架、管道预制钢平台的搭拆执行第五册《静止设备与工艺金属结构制作安装工程》。 ②管道和安装支架的喷砂除锈、刷油、绝热防腐蚀、衬里等执行第十一册《刷油、防腐蚀、绝热工程》。 ③埋地管道的管沟开挖土石方和砌筑工程，执行土建工程预算定额。 ④附属在管道上的仪表部件安装、温度计扩大管制造安装、节流装置执行本章定额的有关项目。直接安装在管道上的流量计、自动阀门套用本册阀门安装定额的有关项目。 3、本定额内不包括下列内容： ①单体和局部试运转所需的水、电、蒸汽、气体、油、燃气等。 ②配合局部联动试车费。 ③管道安装完后的充气保护和防冻保护。 ④设备、材料、成品、半成品、构件等在施工现场范围以外的运输费用。 厂站工艺管道不适用大于42MPa的超高压管道及设备本体所属管道。 4、关于下列各项费用的规定： ①单独承担的埋地管道工程，不计取脚手架费用。 ②厂外运距超过1公里时，其超过部分的人工和机械乘以系数1.1。 ③车间内整体封闭式地沟管道，其人工和机械乘以系数1.2（管道安装后盖板封闭地沟除外）。 ④超低碳不锈钢管执行不锈钢管项目，其人工和机械乘以系数1.15，焊条消耗量不变，单价可以换算。 ⑤高合金钢管执行合金钢管项目，其人工和机械乘以系数1.15，焊条消耗量不变，单价可以换算。 5、本定额管道压力等级的划分：低压0 长距离输水管道水力计算公式的选用 1． 常用的水力计算公式： 供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有: 达西（DARCY ）公式： g d v l h f 22 **=λ （1） 谢才（chezy ）公式： i R C v **= （2） 海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式： 87 .4852 .1852.167.10d C l Q h h f ***= （3） 式中h f ------------沿程损失，m λ―――沿程阻力系数 l ――管段长度，m d-----管道计算内径，m g----重力加速度，m/s 2 C----谢才系数 i----水力坡降； R ―――水力半径，m Q ―――管道流量m/s 2 v----流速 m/s C n ----海澄――威廉系数 其中大西公式，谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。三种水力计算公式中，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。 2．规范中水力计算公式的规定 3．查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力计算公式也有所差异，见表1： 表1 各规范推荐采用的水力计算公式 4． 公式的适用范围： 3．1达西公式 达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。公式中沿程阻力系数λ）公式均是 针对工业管道条件计算λ值的着名经验公式。 舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度1.3*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用教广. 柯列勃洛可公式 )Re 51 .27.3lg( 21 λ λ +?*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式,该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合,适用范围为4000 管道安装工程定额的使用 一、《工业管道工程》（第六册） 总说明： （一） 《工业管道工程》 （GYD-206-2000 ）适用范围 《工业管道工程》 （GYD-206-2000 ）适用于新建、扩建项目中厂区范围的车间、装置、站、罐区 及其相互之间各种生产用介质输送管道， 厂区第一个连接点以内的生产用 （包括生产与生活共同） 给水、排水、蒸汽、煤气输送管道的安装工程，其中，给水以入口水表井为界，排水以厂区围墙 外第一个污水井为界，锅炉房、水泵房以墙皮为界。本定额（工艺管道）不适用于大于 的超高压管道；设备本体所高的管道、民用给排水、采暖、卫生、煤气管道以及 距 离输送管道。 （二） 下列内容执行其它相应定额 1、 单体重量在100 kg 以上的管道支架、管道预制钢平台的摊销，均执行《静置设备与工艺金属 结构制作安装工程》 。 2、 管道和安装支架的喷砂除锈、刷油漆、绝热，执行《刷油漆、防腐蚀、绝热工程》 3、 地沟和埋地管道的土石方及砌筑工程，执行《全国统一建筑工程基础定额》 （三） 本定额内不包括的内容 1 、单体和局部试运转所需的水、电、蒸汽、气体、油（油脂） 2、配合局部联动试车费。 3、 管道安装完成的保护和防冻保护。 4、 设备、材料、成品、半成品、构件等在施工现场范围以外的运输费用。 （四） 关于下列各项费用的规定 1 、脚手架搭拆费按人工费的 7%计算，其中人工工资占 25%（ 单独承担的埋地管道工程，不计取 脚手架费用 ）。 2、 厂外运距超过1km 时，其超过部分的人工和机械乘以系数 3、 车间内整体封闭式地沟管道，其人工和机械乘以系数 外）。 4、 超低碳不锈钢管项目，其人工和机械乘以系数 1.15 ， 5、 高合金钢管执行不锈钢项目，其人工和机械乘以系数 6、 安装与生产同时进行增加的费用，按人工费的 10%计 算。 7、 在有害身体健康的环境中施工增加的费用，按人工费的 10%计算。 （五） 计算规则 1 、本定额管道压力划分 低压：0< pw 1.6 Mpa ;中压：1.6 MPa 燃气管道水力计算 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 1．高压、中压燃气管道水力计算公式： 式中：P 1 —燃气管道起点的压力（绝对压力，kPa）； P 2 —燃气管道终点的压力（绝对压力，kPa）； Q —燃气管道的计算流量（m3/h）； L —燃气管道的计算长度（km）； d —管道内径（mm）； ρ—燃气的密度（kg/m3）；标准状态下天然气的密度一般取0.716 kg/m3。 Ｚ—压缩因子，燃气压力小于1.2MPa（表压）时取1； Ｔ—设计中所采用的燃气温度（K）； Ｔ — 273.15（K）。 λ—燃气管道的摩擦阻力系数； 其中燃气管道的摩擦阻力系数λ的计算公式： K —管道内表面的当量绝对粗糙度（mm）；对于钢管，输送天然气和液化石油气时取0.1mm，输送人工煤气时取0.15mm。 R e —雷诺数（无量纲）。流体流动时的惯性力Fg和粘性 力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。用符号Re表示。层流状态，R e 2100；临界状态，R e =2100～3500；紊流状态，R e >3500。 在该公式中，燃气管道起点的压力 1 P，燃气管道的计算长度L，燃气密度ρ，燃气温度T，压缩因子Z为已知量，燃气管道终点的压力2 P，燃气管道的计算流量Q，燃气管道内径d为参量，知道其中任意两个，都可计算其中一个未知量。 如燃气管道终点的压力 P的计算公式为： 2 某DN100中压输气管道长0.19km，起点压力0.3MPa，最大流量1060 m3/h，输气温度为20℃,应用此公式计算，管道末端压力 P=0.29MPa。 2 2．低压燃气管道水力计算公式： 式中：P —燃气管道的摩擦阻力损失（Pa）； Q —燃气管道的计算流量（m3/h）； L —燃气管道的计算长度（km）； λ—燃气管道的摩擦阻力系数； d —管道内径（mm）； ρ—燃气的密度（kg/m3）； Ｚ—压缩因子，燃气压力小于1.2MPa（表压）时取1； Ｔ—设计中所采用的燃气温度（K）； — 273.15（K）。 Ｔ 目 录 工程量通用计量规则 一． （一）给排水、采暖、燃气工程 1、室内外界线划分1) 给水管道：A. 室内外界线：阀门或外墙皮1.5m；B. 与市政管道界线以水表井为界，无水表井者，以与市政管道碰头点为界。2) 排水管道：A. 室内外以出户第一个排水检查井为界；B. 室外管道与市政管道界线以与市政管道碰头井为界。另设在高层建筑内的泵房间管道与本章界线，以泵房外墙皮为界（泵房内管道阀件套用工艺管道定额章节）。 2、管道安装 1).各种管道，均以设计施工说明材质按递增或递减步距分不同管材，均以施工图所示中心长度，以?°m?±为计量单位，不扣除阀门、管件所占的长度（室外管道不扣除井所占长度）。另设置于管道间、管廊内的管道（含相关连接件），其定额人工乘以系数1.3；主体结构为现场浇注采用钢模施工的工程：内外浇注的定额人工乘以系数1.05，内浇外砌的定额人工乘以系数1.03。 2）?°卫生器具安装?±的支管管道安装工程量计算规定（１）各种卫生器具的给水管道安装工程量均计至各卫生器具供水点（镶接点）。（２）淋浴器的给水管道安装工程量计至阀门中心。排水管道安装工程量计算规定（１）蹲式大便器安装：Ａ、采用铸铁Ｐ存水弯的，管长算到楼地面（扣除存水弯长度），计算主材时另加铸铁存水弯与陶瓷存水变的价差。Ｂ、采用陶瓷存水弯，管长算到楼地面。（２）坐式大便器安装：管长计算到楼地面。（３）立式小便器安装：只计算其水平管道长度，立管不计。（４）挂式小便器安装：管长计算到楼地面。（５）扫除口安装：管长计算到楼地面。（６）浴盆安装：管长计算到楼地面（扣除存水弯长度）。（７）排水栓安装：Ａ、不带存水弯的，管长计算到楼地面。Ｂ、带Ｓ存水弯的，管长计算到楼地面上０．１Ｍ；另计０．１５Ｍ短管主材。Ｃ、带Ｐ存水弯的，管长计算到Ｐ弯接口点。（８）地漏安装：Ａ、不带存水弯的，管长计算到楼地面下０．１Ｍ。Ｂ、带存水弯的，管长计算到楼地面下０．１Ｍ（扣除存水弯长度）。（９）洗脸盆、洗涤盆安装：Ａ、Ｓ型存水弯的，算到楼上０．１Ｍ。Ｂ、Ｐ型存水弯的，算到Ｐ弯接口点。 3). 套管安装计算：（１）刚性或柔性防水套管一般都是穿越地下式的管道才使用，一般情况不用。穿楼板套管是：穿卫生间套管高出地平5cm，套管总长25cm，其他房间2cm套管总长度20cm.穿墙与两边墙平，套管总长度30cm。设计无说明时，一般钢管穿钢套管，塑料管 给排水管道工程工程量计算及定额应用技巧 （一）给排水管道界线划分 1、给水管道（如图4-1） （1）室内管道与室外管道的划分界线，是以建筑物外墙皮外1.5m为界，如果入口处设阀门者以阀门为界。 （2）室外管道与市政管道划分界线，是以水表井为界，如无水表井，以与市政管道碰头点为界。 2、排水管道（如图4-2） （1）室内管道与室外管道的划分界线，是以出户第一个排水检查井为界。 （2）室外管道与市政管道的划分界线，是以室外管道与市政管道碰头点为界。 由以上的划分规定，把给排水工程划分为三部分：室内给排水工程、室外给排水工程、市政给排水工程。由于市政给排水工程属于市政工程预算的范围，本课程不涉及，下面我们就围绕室内外给排水工程预算的编制进行讲解。 （二）给排水管道安装的工程量计算及定额应用(以全国统一安装工程基础定额为参考） 1、室内给水管道安装工程量计算及定额应用 （1）工程量计算 室内给水管道安装工程量均应区分不同材质、连接方式、接头材料（铸铁管）、公称直径分别按施工图所示管道中心线长度以“m”为单位计算，不扣除阀门及管件（包括减压器、疏水器、水表、伸缩器等组成安装）所占的长度。 管道长度的确定：水平敷设管道，以施工平面图所示管道中心线尺寸计算；垂直安装管道，按立面图、剖面图、系统轴测图与标高尺寸配合计算。 （2）室内给水管道安装预算定额套用 1）定额子目范围：8-87～8-168 2）定额已包括以下工作内容： ①管道及接头零件安装； ②水压试验或灌水试验； ③室内DN32以内（包括DN32）的钢管包括了管卡及挂钩制作安装； ④钢管包括弯管制作安装（伸缩器除外）； ⑤穿墙及过楼板铁皮套管安装人工。 3）定额中不包括以下工作内容，应另行计算。 ①室内外管道沟土方及管道基础，应执行土建工程预算定额； ②管道安装中不包括法兰、阀门及伸缩器的制作安装，按相应定额子目另计； ③室内外给水铸铁管安装，包括接头零件所需人工，但接头零件价格另计； ④DN32以上的钢管支架按管道支架另计； ⑤过楼板的钢套管的制作、安装，按室外钢管（焊接）项目计算。 4）未计价材：管子为未计价材。 2、室内排水管道安装工程量计算及定额应用 （1）室内排水管道工程量计算 管道安装工程量区分不同材质、连接方式、公称直径、接头材料分别以“m”计算，不扣除管件所占长度。 （2）室内排水管道预算定额套用 铸铁排水管、雨水管及塑料排水管均包括管卡及托吊支架、臭气帽、雨水漏斗制作安装。室内外雨水铸铁管，包括接头零件所需人工，但接头零件价格另计； 管道工程量计算规则 管道工程量计算规则 1、工程量计算顺序： 工艺管线工程量计算尽量以以下顺序计算： 管道安装管件安装阀门安装法兰安装管道压力试 验无损探伤及焊口热处理管道支架制作安装管口充氩保护、套管制作安装设备安装（泵、电机等） 2、管道安装 2.1 压力等级：低压0工业管道安装工程量计算规则与说明
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