长距离输水管道水力计算公式的选用

油气田地面工程第２６卷第３期（２００７．３）　１１　长输管道水压试验中几个重要公式计算　赵传海（大庆油田建设集团管道工程公司）　

１．前言　随着西气东输管道工程的施工，国外长输管道　的先进施工技术和施工方法引人国内长输管道市　场，引领了国内长输管道施工技术的革命，使国内　长输管道施工技术达到了与国外接轨，同时也给国　内长输管道施工企业带来了一个巨大的挑战。长输　管道的水压试验作为长输管道施工过程中的重要工　序，其施工技术和施工方法在这次技术革命中也有　了巨大的改善，从原来单纯用２块压力表作为检测　仪表的试验方法发展到目前的用２块压力表、２支　自动压力记录仪和１台压力天平（活塞压力计）作　为检测仪表的试验方法，并辅以差压流量计和自动　温度记录仪进行注水量和注水温度的测量来验证水　压试验的试验结果，进一步保证了试验结果的真实　性和可靠性。在目前的长输管道水压试验施工方法　中，有七个重要的公式计算对水压试验的施工起着　重要的指导作用，下面就对这七个重要的公式计算　进行简要的介绍。　２．长输管道水压试验重要公式计算　２．１钢管最小屈服强度计算公式　钢管最小屈服强度是长输管道水压试验段落划　分的重要依据。　：　×２ｔ／９　式中　为钢管最小屈服强度（ＭＰａ）；　为钢材最小　屈服强度（ＭＰａ）；ｔ为钢管壁厚（ｍｍ）；　为钢管　外径（ｍｍ）。　２．２不同规格钢管允许高差计算公式　根据水压试验试压段落最高点的试验压力必须　达到管道的强度试验压力，最低点的试验压力不允　许超过９０　钢管最小屈服强度的要求，得出不同　规格钢管允许高差计算公式。　△Ｈ一（０．９　～Ｐ）／（ＩＤ　Ｘ　）　式中△Ｈ为最高点与最低点允许高差（ｍ）；　为钢　管最小屈服强度（ＭＰａ）；Ｐ为管道强度试验压力　（ＭＰａ）；Ｐ为水的密度（ｋｇ／ｍ　）；ｇ为重力加速度　（ｍ／ｓ。）。　２．３注水泵扬程的计算公式　在管道注水过程中，由于管内水流均匀，流速　慢，可在水力光滑区模式下采用列宾公式进行沿程　水力损失计算。　ｈ　＝　０．０２４６（丌ｒ。）　・　Ｖｏ・２５Ｌ　ｄ　４・７５　

沙特农业部长距离输水管线水力计算公式比选任重海【摘要】@@%沙特农业部长距离输水管线主要包括180 km输水管线和2座加压泵站.水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失,而局部损失可取沿程水头损失的5％～1 0％或利用公式计算确定.海曾——威廉公式适用于各种不同材质管道的水力计算,简单易用,被广泛运用在管网水力计算中,且欧美国家采用的水力计算公式和配水管网计算软件一般多用海曾——威廉公式.该项目结合公式适用范围、安全可靠性、投资等因素采用AWWA M11的Ch=150.4进行水力计算.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2012(031)007【总页数】3页(P47-49)【关键词】长输管道;水力计算;海曾—威廉系数;水头损失【作者】任重海【作者单位】中原油田勘察设计研究院【正文语种】中文沙特农业部长距离输水管线是中石化国际石油工程有限公司与沙特签署的国际EPCC项目，主要包括180km输水管线、2座加压泵站和1座螺旋泵房。

设计关键点是管道水力计算和壁厚的确定。

该项目采用国际通用软件确定了壁厚；水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失可取沿程水头损失的5%～10%或利用公式计算确定。

因此本文重点讨论沿程水头损失的计算方法。

管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，不同流态遵循不同规律，计算方法也不同。

海曾—威廉（HAZEN—WILIAMS）公式为曼宁（MANNNG）公式为达西（DARCY）公式为谢才（CHEZY）公式为式中hf为沿程损失（m）；Ch为海曾—威廉系数；Q为管道流量（m3/s）；d 为管道计算内径（m）；l为管段长度（m）；λ为沿程阻力系数；g为重力加速度（m/s2）；C为谢才系数；i为水力坡降；R为水力半径（m）；v为流速（m/s）；n为粗糙系数。

美国自来水厂协会（AmericanWaterWorks Association，简称AWWA）标准、《室外给水设计规范（GB50013—2006）》、《建筑给水排水设计规范（GB50015—2003，2009年版）》及其他规范标准推荐公式见表1。

输水管道并行设计规范随着水利部全面解决农村饮水安全问题目标的提出以及各地区国民经济的发展，城市建设规模不断扩大，工业建设速度迅速加快，人民生活水平也随之相应提高，城市工业和生活用水量急剧增加，城市用水的紧张状况日益严重。

故不少城市、工矿企业及农村饮水不得不到数十公里甚至数百公里以外寻找能满足水量、水质要求的新水源，因而长距离输水工程也逐渐增多。

在长距离输水管道设计时存在诸多要解决的问题。

1.管材的选择常用的管材有钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土管、玻璃钢管、超高分子量聚乙烯管、预应力钢筒混凝土管(PC-CP)等。

应结合项目区地质情况及受水区要求的保证程度、资金等全方位综合考虑，进行管材优选。

2.水力计算管径的选择可以通过Q=AV来初选管径，然后根据水力计算优化管径。

在水力计算时，一般是按照均匀流计算，普遍采用的公式有：（1）Darcy公式：hf=λlv22gd（2）Chezy公式：V=CRJ（3）Hazen-Williams公式：hf=10.67Q1.852l C1.852hd4.87式中：hf――沿程水头损失（m）；λ――沿程阻力系数；l――管道长度；d――管道计算内径（m）；g――重力加速度（m/s2）；C――谢才系数（m1/2/s）；J――水力坡降；R――水力半径；Q――管道流量（m3/s）；V――流速（m/s）；Ch――海曾・威廉系数。

上述三式中（1）、（2）式不仅适用于管道流，同时也适用于明渠的水力计算。

（3）式的计算参数较少，是一个广泛应用于管网计算的传统公式。

上述三式与管道内壁粗糙程度相关的系数军事影响计算结果的重要参数。

根据近几年长距离输水管道的设计计算，（1）、（3）是应用较多，通过与实际过流能力及水损实测情况比较，（1）式在采用Colebrook-White公式计算出的λ值与商用圆管的阻力吻合最好。

3.连通管的设置与阀门的选择根据规范要求，长距离输水管道宜选用两条管线，以满足检修需要，当其中一条检修时供水量应不少于设计供水量70%，若两条管线并行，应考虑设置2处以上的连通管，在每根连通管处的主管上下侧设置2个闸阀，连通管处设置一个闸阀，共5个闸阀，以达到分段检修目的。

浅谈长距离管道输水工程设计摘要：长距离输水管道目前已在城市供水，农灌泵站等领域中广泛采用，而输水管道设计合理与否，将对工程投资、施工、运行管理等方面产生很大影响。

本文对长距离管道输水工程中管材的选择、输水管道的数量、通气及输水管道的粗糙系数n值选取等技术问题，进行了探讨。

关键词：长距离管道输水；管材管道；选择1长距离输水管道管材的选择合理选择管材对长距离输水工程十分重要。

不仅是输水管道安全运行的关键，而且还决定工程造价的高低。

管材选择应根据管径、内压、外部荷载，管道敷设区的地形、地质、管材的供应，按照施工方便、运行安全、经济合理的原则确定。

在城市长距离输水工程中，管道直径大都在1m以上，管道输水工程常用的管材有球墨铸铁管、钢管、预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢复合管道。

1.1大口径球墨铸铁管大口径球墨铸铁管用于国内输水工程已有10a时间，在生产、使用过程中已经积累了一定经验。

球墨铸铁管的特点是强度高韧性大、耐腐蚀能力强，并且接口采用“t”型接头，施工安装方便，有很强的适应地基变形和抗震能力，但价格较贵。

1.2钢管钢管应用历史悠久，范围广，是一种常用的安全管材。

优点是适应性强，加工灵活方便，可承受较高的内压。

缺点是不宜承受较大的外荷载，一般超过4m时，就要考虑加固处理。

另外，钢管防腐麻烦，总造价高，一旦防腐处理不当，将直接影响其使用寿命和输水能力。

钢管还应根据工程的具体情况考虑伸缩节等措施，以保证输水安全。

1.3预应力钢筋混凝土管预应力钢筋混凝土管在我国应用较为广泛。

一度成为长距离输水工程的主要管材。

其特点是工程总造价低，抗震性能及水力条件好，不需做防腐处理，是一种适合长距离重力流输水的经济管材。

其缺点是笨重、运输及施工不方便。

由于工艺原因存在空鼓或出现承口圆形不规则等，易引起渗漏。

1.4预应力钢筒混凝土管预应力钢筒混凝土管不仅具备预应力钢筋混凝土管及钢管的双重优点，而且弥补了各自的不足之处。

长距离输水管线设计摘要：介绍长距离输水管线的设计原则、设计特点及设计人员在设计过程中应注意的问题。

关键词：长距离；输水管线；设计Design for Long Distance Water PipelineZHANGJingHANYi-chen(CNPC Northeast Refining & Chemical Engineering Co. Ltd. Jilin Design Institute, Jilin132002，China)Abstract: Design principles and characteristics of long distance water pipeline were introduced. Points for attention of designer in designing were expounded.Key words: long distance；water pipeline；design目前越来越多的新建大型工艺装置，按城市统一规划要求远离城镇居民聚居地，从而导致其距水源地较远，需要长距离输水，来保证装置的安全用水。

以下是对长距离输水管线设计的一些体会。

1．长距离管道输水工程的特点输水距离长，沿途地形条件比较复杂，压力流输水管线有升有降，起伏不平。

根据管线布置要求和运行要求，管路需要安装许多附件，如排气阀、泄水阀、连通阀等。

2．长距离输水管道设计2.1长距离输水管线路径选择（1）管线路径应尽量做到线路短，起伏小，土石方少，造价经济，少占农田。

（2）走向和位置应符合城市和工业企业的规划要求，并尽可能沿现有道路和规划道路敷设，便于施工和维护。

（3）应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区，并应避开滑坡、塌方以及易发生泥石流和高侵蚀性土壤地区。

（4）管线路径的选择还应考虑近远期结合和分期实施的可能。

2.2长距离输水管道管材的选择合理选择管材对长距离输水工程十分重要，不仅是保证输水管道安全运行的关键，而且还决定工程造价的高低。

文章编号：1007-7792（2220）03-0182-03关于长距离重力流输水管道管压的选择张志刚（新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐332000）摘要：以乌恰县康苏水库引调水工程为例,通过对水力过渡过程的研究，建立长距离、大地形落差的有力流输水管道工程管道压力分，指导工程设计。

其研究到其它长距离输水工程设，并为似工程设计和技流提供。

关键词：长距离输水管道;管道压力；重力流中图分类号:TV770+.0文献标识码:B0引言南疆地区水资源时空分布不均，地表水资源量严重低于全国平均水平，区域性缺水严重，是当经会的严重制约因素⑴。

长距离跨流域输水工区域性缺水的手段，有干旱地区日益紧张的供需水矛盾⑵。

文章以州乌恰调水工，对输水管道的设水选行分析，为类似长距离调水项目提供，供广大水利工程设。

1项目概况恰县工业园区作为当地经济支柱，多年来受水资源限制。

调水工程不仅提高工区招能力2恰县经；对镇、黑实现脱目标同样具有积极影响。

工W（9型工程，管道全长为32.862km。

采用重力流输水，管线最大设计流量为0.21m7/ s。

输水管线工程主要处于低山丘陵地貌单元，沿途横穿河谷阶地、基岩山区，山前冲洪积种地形,地形起伏较大。

工线大部分区域50年超越概率10%的地震动峰值0.4g,其的地震基本烈：K度，区域构造稳较差。

整：看，工有项目区地震烈度大、沿线地形变化大、落差大、输水流量小、管道运行压力大的特点。

2工程管线总体布置该工程起点位于康苏水库灌溉供水洞出口供水池,设计水2470.2m2恰县水厂已建沉淀前池。

该沉淀池设计水2262.5m。

管线落218247m,大落346276m。

管线段采用重力流输水方式，为满足功能性及需要，共设置附属建筑物212座，其中条形沉砂池（稳压水）、稳水、水。

0）起点（桩号0+000）——条形沉砂池（稳压水池）（桩号0+708）段；2）稳压水池（桩号0+708）------减压水池（桩号4+190段;3）减压水池（桩号2+192）一一乌恰县水厂末端（桩号30+862）段。

液氨长距离管道输送的水力计算发布时间：2021-05-20T13:49:36.260Z 来源：《工程管理前沿》2021年7卷第4期作者：李慎华1 袁展2[导读] 结合工程项目，介绍液氨长距离管道输送技术，探讨输送方式的选择李慎华1 袁展21．山东荣泽工程设计有限公司，2．汇智工程科技股份有限公司，，山东省淄博市，255000摘要结合工程项目，介绍液氨长距离管道输送技术，探讨输送方式的选择，为克服管道的阻力和防止液氨气化，对液氨长距离管道输送管道进行水力计算。

关键词：液氨：长距离管道输送；水力计算1项目概况液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，还可用于医药和农药的生产原料。

本项目液氨为某化肥公司的原料，由于现有的液氨球罐距离周围的村庄的距离不能满足安全卫生的间距要求。

现将液氨球罐搬迁至厂区西侧2公里外的空地上，厂区现有的两套用氨装置分别距离本次搬迁点的间距为3000m及2500m，用氨的需求分别为12t/h及15t/h。

2 技术参数液氨为无色液体，有强烈刺激性气味，极易气化。

液氨的密度为0.617g/cm3，自然点为651.11℃，爆炸极限为16%-25%。

液氨长距离输送管道的起点设计压力为2Mpa。

液氨球罐直径18m，基础高度0.5m。

3 液氨长距离管道输送技术3.1 液氨输送泵的流量的选择1）W=12t/h（输送流量）的屏蔽泵用DN80的管子输送距离3000m，即液氨速度：u≈1.08m/s；即管路损失按照公式h =(λL/D)* V^2/(2g)，其中：λ为管道的摩擦阻力系数L为管道计算长度，mu为介质在管道内的平均硫酸，m/sd为管道的内径，m即管路损失为35m；估计10个弯头损失按照0.4m，5个阀门损失按照4m，即总管路损失为35+4+0.4=40m；即Q=12/0.617≈20m3/h（流量）。

2）W=15t/h（输送流量）的屏蔽泵用DN100的管子输送距离2500m，即液氨速度：u=0.9m/s；即管路损失按照公式h =(λL/D)*V^2/(2g)，其中：λ为管道的摩擦阻力系数L为管道计算长度，mu为介质在管道内的平均硫酸，m/sd为管道的内径，m即管路损失为16m；估计10个弯头损失按照0.4m，5个阀门损失按照4m，即总损失为16+4+0.4=20m；即Q=15/0.617≈26m3/h（流量）。

山区长距离输水管道设计要点分析发布时间：2023-02-17T01:59:22.967Z 来源：《工程建设标准化》2022年第19期作者：高绍涌[导读] 山区长距离输水工程，对受水区的影响非常大高绍涌丽江市水利水电勘测设计研究院有限公司云南丽江 674100摘要：山区长距离输水工程，对受水区的影响非常大。

由于山区地形复杂，管道敷设运行的问题较多，可能会导致受水区供水不足，无法保证水质量。

所以在本文研究中，注重分析山区长距离输水管道问题，提出相应的设计要点，仅供参考。

关键词：山区；长距离输水管道；设计要点山区长距离输水工程，对受水区以及工程沿线的安全性影响大。

当山区地形复杂时，则管道起伏明显，极易出现爆管问题，危害供水安全。

为了确保管道输水安全性，按照不同敷设环境，深入分析安全措施，比如防水锤、泄水、排气、联通管，同时要选择适宜的管道压力，制定不同突发事件的应对措施，保障运行安全性。

1、山区长距离输水管道的选择1.1管道路径的选择在供水系统中，输水管道负责输送水源。

输水管道的管线长，整体投资大，因此要慎重选择管道路径。

在选择管道路径时，要遵循以下要点：第一，管道路径选择时，优选起伏小、短线路的路线，减少工程量，节省投资降低投资。

第二，管道路径的选择，应当规避构筑物、建筑物，以免造成拆迁问题。

第三，立足于发展眼光，多了解管线途经区域的发展规划不能过度关注眼前利益，从而丧失长远利益。

第四，在确定管道的走向时，管道走向应当满足城市村镇规划的要求，严禁破坏现有规划。

第五，合理应用水位高差，借助重力流实现输水非必要不提水。

1.2管道管材选择当前，我国的输水管道材料、技术获得了显著进步，在管道输水工程中，管道投资的占比大。

所以在选择管材时，应当分析多项因素，例如工程规模、资金与技术投入、管径等，保证方案的经济性、实用性。

当前，我国管道工程常用的管材，涉及到钢管、铸铁管、玻璃管、预应力管、PE管、PVC管、聚乙烯钢丝骨架网等。

输气管道的水力计算分析输气管道的水力计算分析是指在输气过程中，通过计算输气管道的水力损失、流量、压力等参数，来评估管道输送能力、确定管道尺寸和选择有效的管道设计参数的过程。

本文将介绍输气管道水力计算分析中的基本原理和方法，并对输气管道的流量、水力损失和压力进行详细的计算和分析。

一、流量计算在输气管道的水力计算分析中，首先需要计算流量。

流量是指单位时间内通过输气管道的气体质量或体积。

常用的流量计算公式有以下几种：1.等温式流量计算公式Q=3600*A*V*ρ/Z其中，Q为流量（m³/h），A为管道截面积（m²），V为气体速度（m/s），ρ为气体密度（kg/m³），Z为气体压缩因子。

2.等焓式流量计算公式Q=3600*A*C其中，C为气体流量系数，由气体特性和流量计算方法决定。

根据具体情况选择合适的流量计算公式，并根据管道截面形状和气体流动条件确定管道截面积和气体速度，进而计算出流量。

二、水力损失计算水力损失是指气体在管道中由于摩擦、弯管、阀门、管道直径变化等原因引起的能量损失。

水力损失的计算是衡量输气管道输送能力和选择管道尺寸的重要依据。

常用的水力损失计算方法有以下几种：1.摩擦压降法ΔP=λ*L*(V²/(2gD))其中，ΔP为压降（Pa），λ为摩擦系数，L为管道长度（m），V为气体速度（m/s），g为重力加速度（m/s²），D为管道直径（m）。

2.流量比例法ΔP=K*Q²其中，ΔP为压降（Pa），K为系数，Q为流量（m³/h）。

根据具体情况选择合适的水力损失计算方法，并根据管道长度、摩擦系数、管道直径和流量计算出水力损失。

三、压力计算压力是指气体在输气管道中的压力。

在输气管道的水力计算分析中，需要计算出管道起点和终点的压力，以评估管道输送能力和确定管道参数。

压力的计算方法有以下几种：1.法向压力梯度法ΔP=ρ*g*H其中，ΔP为压降（Pa），ρ为气体密度（kg/m³），g为重力加速度（m/s²），H为管道高度差（m）。

供水工程长距离输水管道设计要点探析摘要：随着我国城市化进程的加快，城市单一供水水源的水质水量问题日益突出。

科学、合理的进行水资源分配，打破区域供水限制，可以有效解决上述问题。

目前，许多城市已经建成或正在建设一定规模的长距离输水工程，以更合理地配置有限的水资源，保障居民生活生产用水安全。

长距离输水管道的优化设计对供水工程的安全性、可靠性和经济性具有重要意义。

本文主要分析了长距离输水管道设计要点展开探讨，仅供参考。

关键词：长距离输水；管道设计；要点引言：随着经济的快速发展，我国的自然环境越来越差。

在水资源短缺、地域分布不均的今天，如何提高水资源利用率，保障居民日常用水，成为摆在水利工作者面前的难题。

随着水资源需求的不断增加和居民用水需求的不断提高，远距离供水工程的应用越来越广泛。

为了尽可能提高供水效率，必须从各个方面入手，严格控制工程中的每个环节。

1长距离输水管道工程特点1.1便捷的管道管理长距离输水管道工程主要通过输水管道提供水资源。

由于管道长期埋于地下，水资源密封性好，在输水过程中几乎不存在渗漏和蒸发现象，使水资源得到了很好的保护和有效利用。

同时，如果将管道埋在地下，可以避免偷水现象，降低现场检查的强度，有利于施工单位的管理。

1.2节约土地资源输水管道虽然将永久性占用安全监测房、气阀井等建设用地，但只占用少量土地，大部分为临时构筑物和施工设施。

因此，管道建设占用的土地资源很少。

在一定程度上，有效节约了土地资源，增加了城市建设的可用空间，有利于城市开发建设。

1.3长距离供水管道设计优化输水管道能否顺利进行输水，取决于管道设计是否合理，管道材料是否合适。

对于长距离供水工程，管道设计的最终方案直接关系到整个工程的资金投入。

因此，做好管道设计优化对整个工程具有十分重要的意义。

因此，如何在控制投入的基础上，尽可能地提高管道的铺设质量，成为工程设计人员面临的一个难题。

水利工程设计人员应结合不同材料的经济技术因素、地形数据，合理规划整个过程。

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 (4)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 (9)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 (15)第五节管道的水力计算 (18)一、管道流体的允许流速（经济流速供参考） (18)二、简单管道的水力计算 (20)第二章玻璃钢管道水力计算 (22)第一节玻璃钢管道水力计算公式 (22)一、玻璃钢管道水力计算公式 (22)二、管道水力压降曲线 (23)三、常用液体压降的换算 (23)四、常用管件压降 (25)第二节油气集输管道压降计算 (27)第三节玻璃钢输水管线的水力学特性 (28)一、玻璃钢输水管水流量计算 (28)二、玻璃钢输水管水击强度计算 (29)第三章管道水力学计算中应注意的几个问题 (32)一、热油管道的工艺计算 (32)二、油水两相液体的工艺计算 (33)三、地形变化时的水力坡降 (35)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）=++gc g P Z 221111αρw h g c g P Z +++222222αρ 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/,2/222211αα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。