流量与管径压力流速之间关系计算公式
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管径压力流速流量计算在液体管道系统中,管径、压力、流速和流量是非常重要的参数。
它们互相关联,通过计算可以得到一些关键信息,例如管道系统的设计和性能。
1.管径计算:管径是指管道的内直径。
管径的大小决定了管道能够承受的流量和压力损失。
常用的管径表示方式是英寸(inch)或毫米(mm)。
管径的计算可以根据所需的流量和流速进行。
公式:流量=π*(管径的平方)/4*流速其中,π是圆周率,流量单位可以是升/秒、立方米/小时或加仑/分钟等。
例如,如果流量是100升/秒,流速是2米/秒:管径 = (流量 * 4)/ π * 流速 = (100 * 4)/ (π * 2)≈ 63.66mm2.压力计算:压力是液体在管道中的压强。
压力可以通过计算压力差或使用流速和管道特性来估算。
最常用的单位是帕斯卡(Pa)或标准大气压(atm)。
公式:压力=密度*加速度*高度+压力损失其中,密度是液体的密度,加速度是重力加速度,高度是液体在管道中的高度差,而压力损失是流体在管道中摩擦所引起的压力损失。
例如,如果液体密度是1000千克/立方米,加速度是9.81米/平方秒,高度差是10米,压力损失是1000帕斯卡:3.流速计算:流速是指液体在管道中通过的速度。
流速的大小直接影响着液体的流量和压力损失。
常用的单位是米/秒。
公式:流速=流量/(π*(管径的平方)/4)其中,流量是液体通过管道的体积,计算时需要将流量的单位转换为立方米/秒。
4.流量计算:流量是指液体通过管道截面的体积或重量。
流量的大小取决于液体的流速和管道的截面积。
常用的单位是升/秒、立方米/小时或加仑/分钟等。
公式:流量=(π*(管径的平方)/4)*流速其中,π是圆周率,管径的单位为米,流速的单位为米/秒。
综上所述,管径、压力、流速和流量是液体管道系统中的重要参数,它们之间存在着明确的计算关系。
通过合理计算和选择,可以满足管道系统的设计和运行要求。
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一样,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,选择适宜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与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与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X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为判别式,目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式与相应的摩阻力系数,按照水流阻力特征区划分如表1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1阻力特征区适用条件水力公式、摩阻系数符号意义水力光滑区>10雷诺数h:管道沿程水头损失v:平均流速d:管道内径γ:水的运动粘紊流过渡区10<<500〔1〕〔2〕紊流粗糙区>500滞系数λ:沿程摩阻系数Δ:管道当量粗糙度q:管道流量Ch:海曾-威廉系数C:谢才系数R:水力半径n:粗糙系数i:水力坡降l:管道计算长度达西公式是管道沿程水力计算根本公式,是一个半理论半经验的计算通式,它适用于流态的不同区间,其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算,克列布鲁克公式考虑的因素多,适用X围广泛,被认为紊流区λ的综合计算公式。
(情绪管理)流量与管径、压力、流速之间关系计算公式流量和管径、压力、流速的壹般关系壹般工程上计算时,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,饱和蒸汽的公式和水相同,只是流速壹般取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)根据需要也能够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,而局部水头损失壹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,计算方法也不壹样。
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和压强脉动的结果。
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,壹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达西公式是管道沿程水力计算基本公式,是壹个半理论半经验的计算通式,它适用于流态的不同区间,其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算,克列布鲁克公式考虑的因素多,适用范围广泛,被认为紊流区λ的综合计算公式。
(情绪管理方法)流量与管径、压力、流速之间关系计算公式流量与管径、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为判别式,目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数,按照水流阻力特征区划分如表1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1达西公式是管道沿程水力计算基本公式,是一个半理论半经验的计算通式,它适用于流态的不同区间,其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算,克列布鲁克公式考虑的因素多,适用范围广泛,被认为紊流区λ的综合计算公式。
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为判别式,目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数,按照水流阻力特征区划分如表1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1达西公式是管道沿程水力计算基本公式,是一个半理论半经验的计算通式,它适用于流态的不同区间,其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算,克列布鲁克公式考虑的因素多,适用范围广泛,被认为紊流区λ的综合计算公式。
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)断面面积(m2)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)——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为判别式,目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数,按照水流阻力特征区划分如表1沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1γ:水的运动粘滞系数 λ:沿程摩阻系数 Δ:管道当量粗 糙度 q :管道流量 Ch :海曾-威廉系 数 C :谢才系数R :水力半径 n :粗糙系数 i :水力坡降 l :管道计算长度达西公式是管道沿程水力计算基本公式,是一个半理论半经验的计算通式,它适用于流态的不同区间,其中摩阻系 数 λ可采用柯列布鲁克公式计算,克列布鲁克公式考虑的因 素多,适用范围广泛,被认为紊流区 λ的综合计算公式。
流量与管径、压力、流速的一般关系之青柳念文创作一般工程上计算时,水管路,压力罕见为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暗示方法:Darcy-Weisbach公式由于这里:hf ——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,其实质就是在包管用户水量、水压平安的条件下,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部分水头损失,而部分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 管道常常使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,分歧的水流流态,遵循分歧的规律,计算方法也纷歧样.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成果.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.水流阻力特征区的辨别方法,工程设计宜采取数值做为辨别式,今朝国内管道常常采取的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数,依照水流阻力特征区划分如表1.沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1阻力特征区适用条件水力公式、摩阻系数符号意义水力光滑区>10雷诺数h:管道沿程水头损失v:平均流速d:管道内径γ:水的运动粘紊流过渡区10<<500(1)(2)紊流粗糙区>500滞系数λ:沿程摩阻系数Δ:管道当量粗糙度q:管道流量Ch:海曾-威廉系数C:谢才系数R:水力半径n:粗糙系数i:水力坡降l:管道计算长度达西公式是管道沿程水力计算基本公式,是一个半实际半经历的计算通式,它适用于流态的分歧区间,其中摩阻系数λ可采取柯列布鲁克公式计算,克列布鲁克公式思索的因素多,适用范围广泛,被认为紊流区λ的综合计算公式.操纵达西公式和柯列布鲁克公式组合停止管道沿程水头损失计算精度高,但计算方法费事,习惯上多用在紊流的阻力过渡区.海曾—威廉公式适用紊流过渡区,其中水头损失与流速的 1.852次方成比例(过渡区水头损失h∝V1.75~2.0).该式计算方法简捷,在美国做为给水系统配水管道水力计算的尺度式,在欧洲与日本广泛应用,近几年我国也普遍用做配水管网的水力计算.谢才公式也应是管道沿程水头损失通式,且在我国应用时间久、范围广,积累了较多的工程资料.但由于谢才系数C采取巴甫洛夫公式或曼宁公式计算确定,而这两个公式只适用于紊流的阻力粗糙区,因此谢才公式也仅用在阻力粗糙区.别的舍维列夫公式,前一段时期也广泛的用做给水管道水力计算,但该公式是由旧钢管和旧铸铁管管材试验资料确定的.而现在国内采取的金属管道已普遍采取水泥砂浆和涂料做内衬,条件已发生变更,因此舍维列夫公式也基本不再采取.1.2 输配水管道沿程水头损计算的实用公式输配水管道沿程水头计算时,先采取辨别水流的阻力特征用,再选择相应的公式计算,迷信合理,但操纵费事,特别在流速是待求的未知数时,需要采取试算的方法确定雷诺数(Re)很不方便.为了使输配水管道水力计算能知足工程设计的需要,又可以方便的选择计算公式和停止简捷的计算,根据多年来管道水力计算的经历,《室外给水设计规范》GBJ13-86修编报批稿,依据管材的分歧和流速的常常使用范围,确定输配水管道沿程水头损失计算公式如下:(1)塑料管(2)混凝土管(渠)及采取水泥砂浆内衬的金属管道(3)输配水管道、配水管网水力平差计算2.1 管道摩阻系数的属性及应用条件每一个管道沿程水力计算公式都有相应的摩阻系数和确定方法,表达形式也纷歧样.摩阻系数是一个未知数,应由试验确定.但实际应用时,一般都依据分歧的管材和其分歧的内壁光滑程度,参考已有的资料,由设计人员计算时选择采取.该数值非常重要,但随意性很大,而且取值的成果直接影响水力计算成果的精度.因此懂得和熟悉摩阻系数的属性,掌握取值的方法和技巧,也同样是做好管道沿程水力计算的关键.(1)当量粗糙度Δ当量粗糙度是自然(也有称工业)管道,根据水力试验的成果,运用达西公式和尼古拉兹公式计算出的实际值.每种管材都有一个确定的当量粗糙度,且不因流态分歧而改变,在辨别水流流态和选择其他计算公式参数时,经常常使用到当量粗糙度.(2)摩阻系数λ摩阻系数λ可应用在分歧的阻力特征区,分歧区间λ的数值纷歧样.在紊流的光滑区,λ数值仅与雷诺数(Re)有关,且随雷诺数(Re)的增大而减小;在紊流过渡区,λ与雷诺数(Re)和相对粗糙度(Δ/d)两个因素有关;在紊流粗糙区仅和相对粗糙度(Δ/d)有关,只要管材与管径确定(即相对粗糙度Δ/d确定),在该区λ数值应为定值.(3)粗糙系数n 粗糙系数n是采取巴甫洛夫公式和曼宁公式计算谢才公式C时的参数,它适用于紊流的粗糙区,在该区可根据管材内壁光滑程度,选择相应的n值,但一般情况n的取值范围宜大于0.010,否则计算成果误差较大.(4)海曾—威廉系数Ch 海曾—威廉系数适用紊流过渡区,Ch取值范围宜大于120,否则计算成果误差较大.2.2 相应的紊流阻力特征区内分歧摩阻系数间的对应关系(1)(2)紊流粗糙区(其中y采取巴甫洛夫公式计算,若y=1/63.1 《室外给水设计规范》GBJ13-86修编建议沿程水头损失摩阻系数(△、n、Ch)取值见表2.管道沿程水头损失(n Ch △)值表2管道种类n(粗糙系数)C h(海曾-威廉系数)△(mm)(当量粗糙度)钢管、铸铁管水泥砂浆内衬120~130涂料内衬130~140结论:沿程水头损失计算是输配水管道设计的基础,正确的选用计算公式和采取适宜的摩阻系数,计算成果才干真实的反映管道的水力特性.为包管输配水管道工程设计质量,提高工程的经济效益和规范水力计算方法。
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0二U•右賦W这里:Q ------ 断面水流量(m 3/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:hf --- 沿程水头损失(mm 3/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/s 2)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为判别式,目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数,按照水流阻力特征区划分如表1。
流量与管径、压力、流速之间关系计算公式在流体力学中,流量、管径、压力和流速是四个非常重要的概念,它们之间存在着密切的关系。
了解这些关系以及相应的计算公式,对于工程设计、管道系统的优化以及流体输送的效率提升都具有重要意义。
首先,我们来明确一下这几个概念。
流量,简单来说就是单位时间内通过管道横截面的流体体积,通常用 Q 表示,单位为立方米每秒(m³/s)或者升每秒(L/s)等。
管径,指的是管道的内径,用 D 表示,单位为米(m)或者毫米(mm)等。
压力,是指流体对管道壁的作用力,用 P 表示,单位为帕斯卡(Pa)。
流速,是指流体在管道中的流动速度,用 v 表示,单位为米每秒(m/s)。
接下来,我们分别探讨它们之间的关系和计算公式。
流量与流速的关系可以通过以下公式表示:Q = A × v 。
其中,A 是管道的横截面积,对于圆形管道,A =π × (D/2)²。
所以,将 A 代入流量与流速的关系式中,得到 Q =π × (D/2)² × v 。
这个公式表明,在管径一定的情况下,流速越大,流量就越大;流速越小,流量就越小。
压力与流速的关系相对复杂一些,需要考虑到流体的性质和流动状态。
在理想情况下,对于不可压缩的流体,伯努利方程可以用来描述压力与流速的关系。
伯努利方程为:P +1/2 ρ v² +ρ gh =常量。
其中,ρ 是流体的密度,g 是重力加速度,h 是高度。
在水平管道中,高度差可以忽略不计,此时方程可以简化为:P +1/2 ρ v² =常量。
从这个方程可以看出,在压力一定的情况下,流速越大,压力就越小;流速越小,压力就越大。
管径与流量、流速的关系也可以通过上述的流量计算公式得出。
当流量一定时,如果要增大流速,就需要减小管径;反之,如果要减小流速,就需要增大管径。
在实际应用中,我们常常需要根据已知的条件来计算未知的参数。
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。
流量二管截面积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0二U•右賦W这里:Q断面水流量(m/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:hf ------- 沿程水头损失(m^/s )f -- Darcy-Weisbach水头损失系数(无量纲)i ——管道长度(md --- 管道内径(mmv --- 管道流速(m/s)2g --- 重力加速度(m/s )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为判别式,目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数,按照水流阻力特征区划分如表1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1系数上沿程摩阻系数△:管道当量粗 糙度q :管道流量Ch:海曾-威廉系 数 C :谢才系数R :水力半径n :粗糙系数i :水力坡降l :管道计算长度达西公式是管道沿程水力计算基本公式,是一个半理论半经验的计算通式,它适用于流态的不同区间,其中摩阻系 数入可采用柯列布鲁克公式计算,克列布鲁克公式考虑的因 素多,适用范围广泛,被认为紊流区 入的综合计算公式。
流量与管径、压力、流速的一般关系之马矢奏春创作创作时间:二零二一年六月三十日一般工程上计算时, 水管路, 压力罕见为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, 管内径单元:mm , 流速单元: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暗示方法: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、水压平安的条件下, 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括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 管道经常使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, 分歧的水流流态, 遵循分歧的规律, 计算方法也纷歧样.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、粗拙区.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, 工程设计宜采纳数值做为判别式, 目前国内管道经常采纳的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数, 依照水流阻力特征区划分如表1.沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1达西公式是管道沿程水力计算基本公式, 是一个半理论半经验的计算通式, 它适用于流态的分歧区间, 其中摩阻系数λ可采纳柯列布鲁克公式计算, 克列布鲁克公式考虑的因素多, 适用范围广泛, 被认为紊流区λ的综合计算公式.利用达西公式和柯列布鲁克公式组合进行管道沿程水头损失计算精度高, 但计算方法麻烦, 习惯上多用在紊流的阻力过渡区.海曾—威廉公式适用紊流过渡区, 其中水头损失与流速的 1.852次方成比例(过渡区水头损失h∝V1.75~2.0).该式计算方法简捷, 在美国做为给水系统配水管道水力计算的标准式, 在欧洲与日本广泛应用, 近几年我国也普遍用做配水管网的水力计算.谢才公式也应是管道沿程水头损失通式, 且在我国应用时间久、范围广, 积累了较多的工程资料.但由于谢才系数C采纳巴甫洛夫公式或曼宁公式计算确定, 而这两个公式只适用于紊流的阻力粗拙区, 因此谢才公式也仅用在阻力粗拙区.另外舍维列夫公式, 前一段时期也广泛的用做给水管道水力计算, 但该公式是由旧钢管和旧铸铁管管材试验资料确定的.而现在国内采纳的金属管道已普遍采纳水泥砂浆和涂料做内衬, 条件已发生变动, 因此舍维列夫公式也基本不再采纳.1.2 输配水管道沿程水头损计算的实用公式输配水管道沿程水头计算时, 先采纳判别水流的阻力特征用, 再选择相应的公式计算, 科学合理, 但把持麻烦, 特别在流速是待求的未知数时, 需要采纳试算的方法确定雷诺数(Re)很不方便.为了使输配水管道水力计算能满足工程设计的需要, 又可以方便的选择计算公式和进行简捷的计算, 根据多年来管道水力计算的经验, 《室外给水设计规范》GBJ13-86修编报批稿, 依据管材的分歧和流速的经常使用范围, 确定输配水管道沿程水头损失计算公式如下:(1)塑料管(2)混凝土管(渠)及采纳水泥砂浆内衬的金属管道(3)输配水管道、配水管网水力平差计算2.1 管道摩阻系数的属性及应用条件每个管道沿程水力计算公式都有相应的摩阻系数和确定方法, 表达形式也纷歧样.摩阻系数是一个未知数, 应由试验确定.但实际应用时, 一般都依据分歧的管材和其分歧的内壁光滑水平, 参考已有的资料, 由设计人员计算时选择采纳.该数值非常重要, 但随意性很年夜, 而且取值的结果直接影响水力计算功效的精度.因此了解和熟悉摩阻系数的属性, 掌握取值的方法和技巧, 也同样是做好管道沿程水力计算的关键.(1)当量粗拙度Δ当量粗拙度是自然(也有称工业)管道, 根据水力试验的功效, 运用达西公式和尼古拉兹公式计算出的理论值.每种管材都有一个确定确当量粗拙度, 且不因流态分歧而改变, 在判别水流流态和选择其他计算公式参数时, 经经常使用到当量粗拙度.(2)摩阻系数λ摩阻系数λ可应用在分歧的阻力特征区, 分歧区间λ的数值纷歧样.在紊流的光滑区, λ数值仅与雷诺数(Re)有关, 且随雷诺数(Re)的增年夜而减小;在紊流过渡区, λ与雷诺数(Re)和相对粗拙度(Δ/d)两个因素有关;在紊流粗拙区仅和相对粗拙度(Δ/d)有关, 只要管材与管径确定(即相对粗拙度Δ/d确定), 在该区λ数值应为定值.(3)粗拙系数n 粗拙系数n是采纳巴甫洛夫公式和曼宁公式计算谢才公式C时的参数, 它适用于紊流的粗拙区, 在该区可根据管材内壁光滑水平, 选择相应的n值, 但一般情况n的取值范围宜年夜于0.010, 否则计算功效误差较年夜.(4)海曾—威廉系数Ch 海曾—威廉系数适用紊流过渡区, Ch取值范围宜年夜于120, 否则计算功效误差较年夜.2.2 相应的紊流阻力特征区内分歧摩阻系数间的对应关系(1)(2)紊流粗拙区(其中y采纳巴甫洛夫公式计算, 若y=1/6即为曼宁公式, 这时)3.1 《室外给水设计规范》GBJ13-86修编建议沿程水头损失摩阻系数(△、n、Ch)取值见表2.管道沿程水头损失(n C h△)值表2结论:沿程水头损失计算是输配水管道设计的基础, 正确的选用计算公式和采纳适宜的摩阻系数, 计算功效才华真实的反映管道的水力特性.为保证输配水管道工程设计质量, 提高工程的经济效益和规范水力计算方法。
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为判别式,目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数,按照水流阻力特征区划分如表1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1达西公式是管道沿程水力计算基本公式,是一个半理论半经验的计算通式,它适用于流态的不同区间,其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算,克列布鲁克公式考虑的因素多,适用范围广泛,被认为紊流区λ的综合计算公式。
流量与管径、压力、流速之间关系计算公式在流体力学领域,流量、管径、压力和流速是几个关键的参数,它们之间存在着紧密的关系,并且可以通过特定的计算公式来描述。
理解这些关系对于工程设计、管道系统的优化以及各种流体输送应用都具有重要意义。
首先,让我们来明确一下这几个概念。
流量,通常用符号 Q 表示,是指单位时间内通过管道某一横截面的流体体积。
常见的单位有立方米每秒(m³/s)、升每秒(L/s)等。
管径,用符号 D 表示,指的是管道的内径。
压力,用符号 P 表示,是指流体对管道壁的作用力。
流速,用符号 v 表示,是指流体在管道内的流动速度。
接下来,我们来探讨它们之间的关系。
流量与流速的关系可以通过以下公式表示:Q = A × v ,其中 A 是管道的横截面积。
对于圆形管道,横截面积 A =π × (D/2)²,将其代入流量与流速的关系式中,得到 Q =π × (D/2)² × v 。
这个公式表明,流量与流速成正比,与管径的平方成正比。
也就是说,流速越大,流量越大;管径越大,流量也越大。
流速与压力的关系则相对复杂一些。
在理想情况下,对于不可压缩流体,根据伯努利方程,流速与压力之间存在如下关系:P +1/2 × ρ × v²=常数,其中ρ 是流体的密度。
在实际应用中,考虑到流体的粘性和管道的阻力等因素,流速与压力的关系会更加复杂。
但总体来说,压力差越大,往往能够驱动流体获得更高的流速。
再来看管径与压力的关系。
一般来说,在流量一定的情况下,管径越小,流体在管道内受到的阻力就越大,从而需要更大的压力来推动流体流动。
为了更直观地理解这些关系,我们可以通过一些实际的例子来分析。
假设我们有一个管道系统,需要输送一定量的水。
如果我们希望增加流量,一种方法是增大管径。
比如,将管径从原来的 10 厘米增加到20 厘米,在流速不变的情况下,流量会增大到原来的 4 倍。
压力流速管径流量的关系);流量=流速×(管道内径×管道内径×π÷4压力对于液体来说,对流速、管径、流量没有关系,因为液体认为是不可压缩性的;但对气体来说,影响较大,可用气态方程式去换算P×V=RT;可压力与管径对管道的壁厚有要求,由简化强度公式:壁厚=P×管道直径÷(2σ)知。
流量、管径、压力之间的关系单凭这点条件很难较准确地计算出流量。
现只考虑压力能全部转化为动量,可推出:Q=πR^2√(2P/ρ)式中,Q为流量,R为管半径,P的压力,ρ为液体密度。
1、首先要确定流体是液体还是气体。
如是液体,在流速一样的情况下,压力的变化不会影响流量,但压力高时,可以提高流速,而使流量增加,因为我们认为液体是不可压缩的。
如是气体,当压力增加时,气体的体积为按绝对压力的比例成正比减小,如流速不变,其流量也成比例增加。
2、如果你是在不同压力下、同管径放出流体的话,按V=f×√2gH计算可得(H 为气液柱压力),其压力与流量的关系也相应确定。
管径、压力与流量的计算方法流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。
用容积表示流量单位是L/s或(`m^3`/h);用重量表示流量单位是kg/s或t/h。
流体在管道内流动时,在一定时间内所流过的距离为流速,流速一般指流体的平均流速,单位为m/s。
流量与管道断面及流速成正比,三者之间关系:`Q = (∏D^2)/ 4 ·v ·3600 `(`m^3` / h )式中Q —流量(`m ^3` / h 或t / h );D —管道内径(m);V —流体平均速度(m / s)。
根据上式,当流速一定时,其流量与管径的平方成正比,在施工中遇到管径替代时,应进行计算后方可代用。
例如用二根DN50的管代替一根DN100的管是不允许的,从公式得知DN100的管道流量是DN50管道流量的4倍,因此必须用4根DN50的管才能代用DN100的管。
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为判别式,目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数,按照水流阻力特征区划分如表1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1
阻力特征
区
适用条件水力公式、摩阻系数符号意义
水力光滑
区>10 雷诺数
h:管道沿程水头损
失
v:平均流速
紊流过渡
区10<<500
(1)
(2)
紊流粗糙
区
>500
d:管道内径
γ:水的运动粘滞系
数
λ:沿程摩阻系数
Δ:管道当量粗糙度
q:管道流量
Ch:海曾-威廉系数
C:谢才系数
R:水力半径
n:粗糙系数
i:水力坡降
l:管道计算长度
达西公式是管道沿程水力计算基本公式,是一个半理论半经验
的计算通式,它适用于流态的不同区间,其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算,克列布鲁克公式考虑的因素多,适用范围广泛,被认为紊流区λ的综合计算公式。
利用达西公式和柯列布鲁克公式组合进行管道沿程水头损失计算精度高,但计算方法麻烦,习惯上多用在紊流的阻力过渡区。
海曾—威廉公式适用紊流过渡区,其中水头损失与流速的
1.852次方成比例(过渡区水头损失h∝V1.75~
2.0)。
该式计算方法简捷,在美国做为给水系统配水管道水力计算的标准式,在欧洲与日本广泛应用,近几年我国也普遍用做配水管网的水力计算。
谢才公式也应是管道沿程水头损失通式,且在我国应用时间久、范围广,积累了较多的工程资料。
但由于谢才系数C采用巴甫洛夫公式或曼宁公式计算确定,而这两个公式只适用于紊流的阻力粗糙区,因此谢才公式也仅用在阻力粗糙区。
另外舍维列夫公式,前一段时期也广泛的用做给水管道水力计算,但该公式是由旧钢管和旧铸铁管管材试验资料确定的。
而现在国内采用的金属管道已普遍采用水泥砂浆和涂料做内衬,条件已发生变化,因此舍维列夫公式也基本不再采用。
1.2 输配水管道沿程水头损计算的实用公式
输配水管道沿程水头计算时,先采用判别水流的阻力特征用,再选择相应的公式计算,科学合理,但操作麻烦,特别在流速是待求的未知数时,需要采用试算的方法确定雷诺数(Re)很不方便。
为了使输配水管道水力计算能满足工程设计的需要,又可以方便的选择计算公式和进行简捷的计算,根据多年来管道水力计算的经验,《室外给水设计规范》GBJ13-86修编报批稿,依据管材的不同和流速的常用范围,确定输配水管道沿程水头损失计算公式如下:
(1)塑料管
(2)混凝土管(渠)及采用水泥砂浆内衬的金属管道
(3)输配水管道、配水管网水力平差计算
2.1 管道摩阻系数的属性及应用条件
每个管道沿程水力计算公式都有相应的摩阻系数和确定方法,表达形式也不一样。
摩阻系数是一个未知数,应由试验确定。
但实际应用时,一般都依据不同的管材和其不同的内壁光滑程度,参考已有的资料,由设计人员计算时选择采用。
该数值非常重要,但随意性很大,而且取值的结果直接影响水力计算成果的精度。
因此了解和熟悉摩阻系数的属性,掌握取值的方法和技巧,也同样是做好管道沿程水力计算的关键。
(1)当量粗糙度Δ
当量粗糙度是自然(也有称工业)管道,根据水力试验的成果,运用达西公式和尼古拉兹公式计算出的理论值。
每种管材都有一个确定的当量粗糙度,且不因流态不同而改变,在判别水流流态和选择其他计算公式参数时,经常用到当量粗糙度。
(2)摩阻系数λ
摩阻系数λ可应用在不同的阻力特征区,不同区间λ的数值不一样。
在紊流的光滑区,λ数值仅与雷诺数(Re)有关,且随雷
诺数(Re)的增大而减小;在紊流过渡区,λ与雷诺数(Re)和相对粗糙度(Δ/d)两个因素有关;在紊流粗糙区仅和相对粗糙度(Δ/d)有关,只要管材与管径确定(即相对粗糙度Δ/d确定),在该区λ数值应为定值。
(3)粗糙系数n
粗糙系数n是采用巴甫洛夫公式和曼宁公式计算谢才公式C时的参数,它适用于紊流的粗糙区,在该区可根据管材内壁光滑程度,选择相应的n值,但一般情况n的取值范围宜大于0.010,否则计算成果误差较大。
(4)海曾—威廉系数Ch
海曾—威廉系数适用紊流过渡区,Ch取值范围宜大于120,否则计算成果误差较大。
2.2 相应的紊流阻力特征区内不同摩阻系数间的对应关系
(1)
(2)紊流粗糙区(其中y采用巴甫洛夫公式计算,若y=1/6即为曼宁公式,这时)
3.1 《室外给水设计规范》GBJ13-86修编建议沿程水头损失摩阻系数(△、n、Ch)取值见表2。
管道沿程水头损失(n C h△)值表2
管道种类
n(粗糙系
数)C h(海曾
-威廉系
数)
△(mm)(当量
粗糙度)
钢管、铸铁管水泥砂浆内
衬
0.011~
0.012
120~
130
涂料内衬
0.0105~
0.0115
130~
140
旧钢管、旧铸
铁管(未做内
衬)
0.014~
0.018
混凝土管预应力砼管
(PCP)
0.012~
0.013
110~
130
预应力钢筒
砼管(PCCP)
0.011~
0.0125
120~
140
现浇矩形混凝土管(渠)道0.012~0.014
化学管材(聚乙烯管、聚氯乙烯管、140~
150
0.010~0.030
玻璃钢夹砂管
等),内衬涂塑管
结论:沿程水头损失计算是输配水管道设计的基础,正确的选用计算公式和采用适宜的摩阻系数,计算成果才能真实的反映管道的水力特性。
为保证输配水管道工程设计质量,提高工程的经济效益和规范水力计算方法。