水在管路中的阻力计算
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给排水系统的管道阻力与流量计算给排水系统是建筑物中不可或缺的一部分,其正常运行依赖于合理的管道设计和准确的管道阻力与流量计算。
本文将介绍给排水系统中管道阻力与流量的计算方法,帮助读者了解如何进行相关设计与计算。
管道阻力计算管道阻力是指液体在管道中运动时所受到的阻碍力,对给排水系统的正常运行有重要影响。
管道阻力的计算可以通过以下公式进行:Hf = f * (L / D) * (v^2 / 2g)其中,Hf表示管道阻力,f表示摩阻系数,L表示管道长度,D表示管道内径,v表示液体流速,g表示重力加速度。
摩阻系数f是在给排水系统设计中常见的一个参数,其值可以根据不同管道材料和液体性质进行选择。
一般情况下,可通过查询相关文献或规范手册来获取合适的摩阻系数值。
液体流速v可以通过流量计算所得。
在给排水系统设计中,流量是一个重要的参数,可通过以下公式计算:Q = A * v其中,Q表示流量,A表示管道的截面积,v表示液体流速。
通过计算得到的流量可以用于管道阻力的计算。
管道流量计算给排水系统中,流量计算是设计过程中的重要环节,它直接影响管道的尺寸和性能。
可以使用以下几种方法进行管道流量的计算:1. 使用经验公式对于给排水系统中的常见管道,可以使用一些经验公式来进行流量估算。
一种常用的经验公式是曼宁公式,如下所示:Q = (1 / n) * A * R^(2/3) * S^(1/2)其中,Q表示流量,n表示曼宁粗糙系数,A表示管道的截面积,R表示管道的水力半径,S表示水流坡度。
2. 使用公式计算除了经验公式外,也可以使用一些计算公式进行流量的准确计算。
一种常用的计算公式是瑞诺数公式,如下所示:Q = C * A * v其中,Q表示流量,C表示瑞诺系数,A表示管道的截面积,v表示液体流速。
对于不同类型的管道,可以根据具体情况选择合适的计算公式。
在一些特殊情况下,可能需要考虑更多的因素,如压力损失、摩阻系数的变化等。
给排水系统的管道阻力与流量计算是一个复杂而关键的设计环节。
水管沿程阻力计算公式水管沿程阻力计算公式这事儿啊,说起来还挺有意思的。
咱们先来说说啥是水管沿程阻力。
想象一下,水在水管里欢快地跑着,但是这一路上可不顺畅,它会遇到各种各样的阻碍,就好像我们在路上碰到堵车一样。
而这些阻碍让水流得不那么痛快的力,就是沿程阻力啦。
那怎么来计算这个沿程阻力呢?这就得提到一个重要的公式:$h_f = λ \frac{l}{d} \frac{v^2}{2g}$ 。
这里面的$h_f$ 就是沿程阻力水头损失,λ是沿程阻力系数,l 是管长,d 是管径,v 是平均流速,g 是重力加速度。
为了让您更好地理解这个公式,我给您讲个我亲身经历的事儿。
有一次,我家里的水管出了点问题,水流变得特别小。
我就琢磨着是不是沿程阻力太大了。
我拿出尺子量了量水管的长度和管径,还估算了一下水流的速度。
然后根据这个公式算啊算,发现果然是因为水管太长,而且管径有点小,导致沿程阻力增大,水就流得慢了。
在实际生活中,这个沿程阻力的计算可重要啦。
比如说在城市的供水系统中,如果不把沿程阻力算清楚,那高楼里的居民可能就用不上水啦。
或者在工厂的生产线上,要是沿程阻力没算好,可能会影响到生产效率呢。
再来说说这个沿程阻力系数λ。
它可不是个固定的值,它会受到很多因素的影响,比如水管的内壁粗糙度、水流的雷诺数等等。
这就好像我们在路上开车,路况不同,堵车的情况也不一样。
管径的大小也对沿程阻力有很大的影响。
管径越大,水流受到的阻碍相对就越小,沿程阻力也就越小。
这就好比宽敞的大马路,车跑起来就顺畅得多。
管长就更不用说啦,水管越长,水流遇到的阻碍就越多,沿程阻力自然就越大。
而水流的速度也是一个关键因素。
速度越快,沿程阻力也会相应增大。
总之,水管沿程阻力的计算可不是一件简单的事儿,需要我们综合考虑各种因素,运用好这个计算公式。
只有这样,我们才能让水在水管里欢快地流淌,满足我们生活和生产的各种需求。
希望通过我的讲解,您对水管沿程阻力计算公式有了更清楚的认识。
管道阻力计算:管道阻力计算公式:R=(λ/D)*(ν^2*γ/2g)。
ν-流速(m/s);λ-阻力系数;γ-密度(kg/m3);D-管道直径(m);P-压力(kgf/m2);R-沿程摩擦阻力(kgf/m2);L-管道长度(m);g-重力加速度=9.8。
压力可以换算成Pa,方法如下:1帕=1/9.81(kgf/m2)。
管路内的流体阻力流体在管路中流动时的阻力可分为摩擦阻力和局部阻力两种。
摩擦阻力是流体流经一定管径的直管时,由于流体的内摩擦产生的阻力,又称为沿程阻力,以hf表示。
局部阻力主要是由于流体流经管路中的管件、阀门以及管道截面的突然扩大或缩小等局部部位所引起的阻力,又称形体阻力,以hj表示。
流体在管道内流动时的总阻力为Σh=hf+hj。
流体阻力的类型如下:由于空气的粘性作用,物体表面会产生与物面相切的摩擦力,全部摩擦力的合力称为摩擦阻力。
与物面相垂直的气流压力合成的阻力称压差阻力。
在不考虑粘性和没有尾涡(见举力线理论)的条件下,亚声速流动中物体的压差阻力为零(见达朗伯佯谬)。
在实际流体中,粘性作用下不仅会产生摩擦阻力,而且会使物面压强分布与理想流体中的分布有别,并产生压差阻力。
对于具有良好流线形的物体,在未发生边界层分离的情形(见边界层),粘性引起的压差阻力比摩擦阻力小得多。
对于非流线形物体,边界层分离会造成很大的压差阻力,成为总阻力中的主要部分。
当机翼或其他物体产生举力时,在物体后面形成沿流动方向的尾涡,与这种尾涡有关的阻力称为诱导阻力,其数值大致与举力的平方成正比。
在跨声速(见跨声速流动)或超声速(见超声速流动)气流中会有激波产生,经过激波有机械能的损失,由此引起的阻力称为波阻,这是另一种形式的阻力。
作加速运动的物体会带动周围流体一起加速,产生一部分附加的阻力,通常用某个假想的附连质量与物体加速度的乘积表示。
船舶在水面上航行时会产生水波,与此有关的阻力称为兴波阻力。
管道阻力损失计算公式
管道阻力损失是流体在管道中经历的机械能损失,由其内的摩擦力,压力损失和间断损失组成。
管道阻力损失的计算公式是:
ΔP = L × 0.109 × (V²/ D4) × (f / 2g)
ΔP:管道阻力损失,单位是KPa;
L:管道总长度,单位是m;
V:流体流速,单位是m/s;
D:管道内径,单位是m;
f:管道内摩擦系数;
2g:重力加速度,一般把2g定为9.8。
管道阻力损失计算公式可以帮助我们计算管道中流体的机械能损失,从而更好地控制管道的设计和运行。
管道阻力损失的计算公式可以用于计算水管、汽油管、空气管、蒸汽管等各种流体的阻力损失。
例如,可以用来计算水管中水流的阻力损失,计算公式如下:
ΔP = L × 0.109 × (V²/ D4) × (0.02 / 2g)
ΔP:管道阻力损失,单位是KPa;
L:管道总长度,单位是m;
V:水流流速,单位是m/s;
D:管道内径,单位是m;
0.02:水流的摩擦系数;
2g:重力加速度,一般把2g定为9.8。
通过计算管道的阻力损失,我们可以更好地控制管道的运行,从而更有效地利用管道的资源。
管道阻力损失的计算公式实际上是一种能量守恒定律,它也可以用于分析水力学系统中流体的流动特性,从而发现和解决流体流动中的问题。
总之,管道阻力损失计算公式是一个非常有用的工具,可以帮助我们计算管道中流体的机械能损失,更好地控制管道的设计和运行。
水在管路中的阻力计算1.基本概念和定义-流体阻力:流体通过管道时受到的阻碍力,是流体流动过程中能量损失的表现。
-泊肃叶流动:当流体通过管道时,管道内流速分布均匀,流线方向与管道轴线平行。
-局部阻力:由于管道结构,如弯头、三通、突然收缩、扩大等,引起的局部阻力损失。
-摩擦阻力:由于流体分子之间的相互作用而形成的阻力,是流体通过管道的主要阻力。
2.摩擦阻力计算摩擦阻力计算使用的基本公式是达西-魏塞尔巴赫公式(Darcy-Weisbach equation),表示为:ΔP=f*(L/D)*(ρV²/2)其中,ΔP是通过管道的压力损失,f是摩擦系数,L是管道长度,D 是管道直径,ρ是水的密度,V是流速。
摩擦系数f是根据管道壁面粗糙度、雷诺数和所处区域的实验数据确定的。
常用的计算f的公式包括:- 汉密尔顿公式:f = 0.4/((log10((ε/D)/3.7))^2),适用于光滑管壁。
- 罗特金-普拉特公式:f = 0.11/((log10((ε/D)/1.5) +(1/3.7))^2),适用于一般商业钢管。
3.局部阻力计算局部阻力损失的计算需要结合具体的管道结构和特性,一般可以使用以下公式:-突然扩大或收缩:ΔP=K*(V²/2)其中,K是局部阻力系数,可以根据实验数据或经验公式查表获得。
-管道弯头:ΔP=K*(ρV²/2)4.阻力损失计算-分段法:将管道分成若干段,计算每段的局部阻力和摩擦阻力,然后将其累加得到整个管道系统的阻力损失。
-等效长度法:将整个管道系统的阻力损失转化为等效长度,再根据上述的摩擦阻力公式计算出阻力损失。
5.示例计算假设有一个水流经过长度为100m、直径为0.3m的水管。
水的密度为1000kg/m³,流速为2m/s。
根据公式可以计算出摩擦阻力:ΔP=f*(L/D)*(ρV²/2)ΔP=0.04*(100/0.3)*(1000*2²/2)假设在水管中有一个半径为0.2m的弯头,根据公式可以计算出局部阻力:ΔP=K*(ρV²/2)ΔP=K*(1000*2²/2)综合计算整个管道系统的阻力损失,将摩擦阻力和局部阻力进行累加。
水管阻力计算公式是流体动力学中一个重要的概念,用于计算水管中的阻力损失。
在给定的水流速和管道条件下,通过这个公式可以精确地计算出水头损失,从而为水力设计提供依据。
在计算水管阻力时,我们需要考虑两种类型的阻力:沿程阻力和局部阻力。
沿程阻力是由于水流在管道中流动时,受到管壁的摩擦和黏滞力的作用而产生的阻力。
这种阻力与管道的长度、直径、流速、水的密度和黏滞性等因素有关。
局部阻力则是指水流在通过管道中的各种管件、阀门、弯头等局部障碍物时所产生的阻力。
这种阻力与局部障碍物的形状、尺寸、水流方向改变的程度等因素有关。
沿程阻力的计算公式是R=λ/D*(ν^2*γ/2g),其中ν表示流速,λ表示阻力系数,γ表示密度,D表示管道直径,P表示压力,R表示沿程摩擦阻力。
这个公式是经过严格的理论推导和实验验证得出的,它可以比较精确地计算出给定条件下水流的沿程阻力。
局部阻力的计算公式是ΔP=λ*v^2/(2*g),其中ΔP表示局部阻力,λ表示局部阻力系数,v表示水管水流速,g表示重力加速度。
这个公式也可以通过理论推导和实验验证得出,用于计算水流通过局部障碍物时的阻力损失。
在进行水力设计时,我们需要考虑水管的总阻力损失。
总阻力损失的计算公式是h(Pa)=R*l+∑ΔP*A,其中R表示单位管长直管段的沿程阻力(简称比摩阻),l表示直管段长度,A表示管段截面积。
通过这个公式,我们可以根据具体的水管长度、直径、流速和水质条件等参数,计算出总的水头损失,从而为水力设计提供依据。
在进行水力设计时,我们还需要考虑其他因素对水流阻力的影响。
例如,水质条件对水流的黏滞性和阻力系数有一定的影响;管道材料和粗糙度也会影响水流的阻力;此外,管道中的弯头、阀门等局部障碍物的数量和类型也会影响水流的局部阻力。
因此,在计算水管阻力时,需要综合考虑各种因素,以获得更加准确的结果。
综上所述,水管阻力计算公式是水力设计中一个重要的概念,它可以帮助我们精确地计算出水头损失,从而为水力设计提供依据。
Summary of work performed during the quarter considered important and convering what was learned from these experiences, including as necessary examples of detailed analysis or the presentation of a particular aspect of the training undertaken during the period. Engineering Supervisor Comments:空调水系统的水力计算根据舒适性空调冷热媒参数,应对冷热源装置、末端设备、循环水泵功率等进行考虑,因此,空调冷水供回水温差应大于等于5℃。
一、沿程阻力(摩擦阻力)流体流经一定管径的直管时,由于流体内摩擦力而产生的阻力,阻力的大小与路程长度成正比的叫做沿程阻力,即(1-1)若直管段长度l=1m 时,则式中 λ——摩擦阻力系数,m ;——管道直径,m ;R ——单位长度直管段的摩擦阻力(比摩阻),Pa/m ;——水的密度,kg/m 3; ——水的流速,m/s 。
Summary of work performed during the quarter considered important and convering what was learned from these experiences, including as necessary examples of detailed analysis or the presentation of a particular aspect of the training undertaken during the period. Engineering Supervisor Comments:对于紊流过渡区域的摩擦阻力系数λ,可由经验公式计算得到。
水在管路中的阻力计算The Friction Loss Calculation in Water Pipe Flow张蓉台固展節能工程有限公司Alexander Chang Goodpipe System Engineering CoAbstractThere were many formulas or equations to calculate the pipe friction loss when the liquid or gas flowed through thepipeline.We collected the primary equations which were approved to calculate the pipe friction loss commonly andwidely in engineering fields.We described the concerned equations clearly for junior and senior engineers inHVAC,Plumbing and Civil engineering fields. The primary pipe flow friction formulas which we described in thisarticle included Darcy-Weisbach Equ,Colebrook-White Equ,Hazen-Williams Equ and Manning Equ.This articleproved that the correct pipe friction loss calculation would suggest the good pipe material selection and high energyefficiency pump selection in plant and facility hydraulic systems.摘要在管道工程上,计算流体于管道内部的阻力损失之方程式有许多种方程式或公式可资选用。
管道阻力与流量计算公式
水泵流量计算公式为:q=pη/2.73h。
其中q为流量,单位为m3/h,p为轴功率,单位kw,η为泵的效率,单位为%,2.73为常数,h为扬程,单位m。
其次来说流量与扬程是反比,即扬程低则流量大,精确计算需流量计。
粗略估算每小时流过几立方,管路的直径与长度计算一下即可。
1、离心泵的工作原理:
水泵停下前,先将泵和进水管注满水,水泵运转后,在叶轮高速旋转而产生的离心力的促进作用下,叶轮流道里的水被甩向四周,装入蜗壳,叶轮入口构成真空,水池的水在外界大气压力下沿变硬管被吸入补足了这个空间。
继而排出的水又被叶轮甩经蜗壳而步入出水管。
由此可见,若离心泵叶轮不断转动,则可以已连续变硬、压水,水便可以源源不断地从低处扬到高处或远方。
综上所述,离心泵就是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的促进作用下,将水金齐高处的,故称离心泵。
2、离心泵的一般特点
(1)水沿离心泵的流经方向就是沿叶轮的轴向排出,旋转轴轴向流入,即为出入水流方向能斯脱90°。
(2)由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水,因此在起动前必须向泵内和吸水管内灌注引水,或用真空泵抽气,以排出空气形成真空,而且泵壳和吸水管路必须严格密封,不得漏气,否则形不成真空,也就吸不上水来。
(3)由于叶轮进口不可能将构成绝对真空,因此离心泵变硬高度无法少于10米,加之水流经变硬管路增添的沿程损失,实际容许加装高度(水泵轴线距排出水面的高度)离大于10米。
例如加装过低,则不变硬;此外,由于山区比平原大气压力高,因此同一台水泵在山区,特别是在低山区加装时,其加装高度应当减少,否则也无法不吸水去。
管路阻力计算公式管路阻力是指液体在管道内流动时所受到的阻碍,其大小取决于流体的性质、管道的几何尺寸和流动的条件。
在实际工程中,准确计算管路阻力对于流体输送和工艺设计至关重要。
下面将介绍管路阻力的计算公式。
1.法氏公式法氏公式是计算管道流动阻力最常用的公式之一、它适用于圆形截面的水平、直立管道以及部分较短的水平、上升弯头。
其计算公式如下:ΔP=λ(L/D)(ρV^2/2)其中,ΔP为管道中的压力损失,单位为帕斯卡(Pa);λ为摩擦阻力系数,根据管道的材料及条件可以查表或参考标准值;L为管道的长度,单位为米(m);D为管道的内径,单位为米(m);ρ为流体的密度,单位为千克/立方米(kg/m^3);V为流体的流速,单位为米/秒(m/s)。
2.公因数法公因数法是另一种计算管道阻力的常用方法,适用于两端是同一直径的水平、上升和下降的圆管。
其计算公式如下:ΔP=KρV^2/2其中,ΔP为压力损失,单位为帕斯卡(Pa);K为公因数,其具体数值根据管道的条件可查表或参考标准值;ρ为流体的密度,单位为千克/立方米(kg/m^3);V为流体的流速,单位为米/秒(m/s)。
3.长度加速度法长度加速度法适用于水平直管或上升/下降弯头的计算中。
其计算公式如下:ΔP=1/2ρv^2(fL+g)其中,ΔP为压力损失,单位为帕斯卡(Pa);ρ为流体的密度,单位为千克/立方米(kg/m^3);v为流体的流速,单位为米/秒(m/s);f为管道长度与管径之比;L为管道长度,单位为米(m);g为液体的头压。
4.简化法式对于实际工程中的一些简化计算,可以采用以下常见的简化公式:-窄圆管公式:ΔP=32μLV/D^2,其中μ为动力黏度;-多种流状态公式:ΔP=αρV^2/2,其中α为系数;-工程系数法式:ΔP=βρV^2/2,其中β为系数。
需要注意的是,以上列出的公式都是针对一些特定条件下的近似计算公式,实际计算中需要结合具体的工程情况和流体参数,选择合适的公式进行计算。
管道水阻计算全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:管道水阻计算是指在管道中液体流动时,由于管道本身的摩擦和弯曲等因素产生的阻力。
在管道工程中,水阻的计算是非常重要的,它直接影响着管道工程设计的合理性和施工的可行性。
下面我们将详细介绍管道水阻计算的方法和流程。
一、水阻计算的基本原理1. 水阻的定义:水阻是指管道内部液体流动时所受到的阻力,通常用单位长度的管道所受的水阻力来表示,单位为帕斯卡/米(Pa/m)或牛顿/米(N/m)。
2. 水阻的影响因素:水阻的大小受到多种因素的影响,包括管道材质、管道内径、管道长度、流体粘度、流量大小等。
3. 水阻的计算方法:水阻的计算通常采用达西公式或皮肖莱公式等经验公式,也可以通过数值模拟等方法进行精确计算。
二、管道水阻计算的方法1. 达西公式法:达西公式是描述管道内流体流动情况的经典公式,其计算公式为:f = (8*g*L*Q^2)/(π^2*D^5),其中f为水阻系数,g 为重力加速度,L为管道长度,Q为流量,D为管道直径。
通过达西公式计算出水阻系数后,可根据流体性质和流速等参数进一步计算出管道的水阻力。
2. 皮肖莱公式法:皮肖莱公式是在达西公式基础上发展而来的,其计算公式为:f = (1/[(2*log(R/a))^2]),其中R为管道内径,a为绝对粗糙度。
1. 管道设计与选型:在进行管道设计和选型时,需要对管道的水阻进行计算,以保证管道工程的可靠性和经济性。
2. 管道工程施工:在管道工程施工过程中,需要对管道的水阻进行计算,以评估施工方案的合理性和施工工艺的可行性。
3. 管道运行与维护:在管道运行和维护过程中,需要对管道的水阻进行监测和分析,以保证管道系统的正常运行和安全使用。
四、总结管道水阻计算是管道工程设计、施工和运行中非常重要的环节,通过对管道水阻系数和水阻力的计算,可以确保管道系统的安全性和经济性,提高管道工程的整体质量和效率。
在进行管道水阻计算时,应选择合适的计算方法和工具,结合实际情况进行准确计算,并根据计算结果做出科学合理的决策。
水流摩擦阻力计算公式在流体力学中,水流摩擦阻力是指水流在管道或其他表面上流动时受到的阻力。
这种阻力是由于水分子与管道表面或其他物体表面摩擦而产生的,是影响水流动的重要因素之一。
因此,对水流摩擦阻力进行准确的计算和分析对于工程设计和实际应用具有重要意义。
水流摩擦阻力的计算公式可以通过多种方法进行推导,其中最常用的是根据流体力学中的雷诺数和摩擦阻力系数来计算。
下面将介绍水流摩擦阻力的计算公式及其相关内容。
首先,我们来看一下水流摩擦阻力的计算公式。
根据流体力学的理论,水流摩擦阻力可以用以下公式来表示:F = 0.5 ρ v^2 A C。
其中,F表示水流摩擦阻力,ρ表示水的密度,v表示水流速度,A表示流体流过的表面积,C表示摩擦阻力系数。
这个公式可以用来计算水流在管道或其他表面上的摩擦阻力,是工程设计和实际应用中常用的计算方法。
在这个公式中,摩擦阻力系数C是一个重要的参数,它反映了水流与管道表面或其他物体表面之间的摩擦程度。
摩擦阻力系数的大小与表面粗糙度、流态、雷诺数等因素有关,通常需要通过实验或经验公式来确定。
对于不同的流体和不同的表面,摩擦阻力系数也会有所不同,因此在实际应用中需要进行具体的计算和分析。
另外,水流摩擦阻力的大小还与水流速度和流体流过的表面积有关。
一般来说,水流速度越大,摩擦阻力也会越大;流体流过的表面积越大,摩擦阻力也会越大。
因此,在工程设计和实际应用中,需要对水流速度和流体流过的表面积进行合理的设计和选择,以减小水流摩擦阻力的大小。
除了上述公式外,还有一些其他方法可以用来计算水流摩擦阻力。
例如,可以通过雷诺数来计算摩擦阻力,或者通过实验测定来确定摩擦阻力系数。
这些方法在不同的情况下都有其适用性,可以根据具体的工程需求进行选择和应用。
总之,水流摩擦阻力的计算是流体力学中的一个重要问题,对于工程设计和实际应用具有重要意义。
通过合理的计算和分析,可以减小水流摩擦阻力的大小,提高流体的运输效率,保证工程的安全稳定运行。
管道阻力计算公式管道阻力是指液体在管道内流动时所受到的阻碍力,也可以理解为液体通过管道时所需要克服的摩擦力。
管道阻力是流体力学中一个重要的参数,它不仅与管道的长度、直径、粗糙度等几何因素有关,还与流体的运动速度、粘度等流体性质相关。
下面将介绍一些常见的管道阻力计算公式。
1.低雷诺数情况的定泄流量计算公式:当雷诺数小于4000时,可以使用定泄流量公式进行计算。
定泄流量公式基于液体流动的黏滞机制,其计算公式如下:Q=(π/128)*d^4*(2gΔh/ρ)^0.5其中,Q为流量,单位为立方米/秒;d为管道直径,单位为米;g为重力加速度,单位为米/秒^2;Δh为两点之间的液位高度差,单位为米;ρ为流体的密度,单位为千克/立方米。
2.磁级法计算公式:对于封闭管道中直流液体的流动,可以使用磁级法计算管道阻力。
磁级法是通过测量管道内液体的压降来计算管道阻力的,其公式如下:ΔP=f*(L/d)*(ρv^2/2)其中,ΔP为管道内压降,单位为帕斯卡;f为阻力系数,没有单位;L为管道长度,单位为米;d为管道直径,单位为米;ρ为流体的密度,单位为千克/立方米;v为液体的流速,单位为米/秒。
3.流量-压降关系公式:不同流速下液体在管道内的流动会产生不同的压降。
利用实验数据可以得到流量-压降关系公式,通过该公式可以根据所需流量反推出相应的压降。
具体公式如下:ΔP=(ρ/2)*K*Q^2其中,ΔP为管道内压降,单位为帕斯卡;ρ为流体的密度,单位为千克/立方米;K为压降系数,没有单位;Q为流量,单位为立方米/秒。
4.英国工程学文献公式:提出了一种通用的计算管道阻力的公式,即英国工程学文献公式。
ΔP=4f*(L/d)*(ρv^2/2)其中,ΔP为管道内压降,单位为帕斯卡;f为阻力系数,没有单位;L为管道长度,单位为米;d为管道直径,单位为米;ρ为流体的密度,单位为千克/立方米;v为液体的流速,单位为米/秒。
总结:以上就是一些常见的管道阻力计算公式。
空调水系统的水力计算根据舒适性空调冷热媒参数,应对冷热源装置、末端设备、循环水泵功率等进行考虑,因此,空调冷水供回水温差应大于等于5℃。
一、沿程阻力(摩擦阻力)流体流经一定管径的直管时,由于流体内摩擦力而产生的阻力,阻力的大小与路程长度成正比的叫做沿程阻力,即(1-1)若直管段长度l=1m时,则式中λ——摩擦阻力系数,m;——管道直径,m;R——单位长度直管段的摩擦阻力(比摩阻),Pa/m;——水的密度,kg/m3;——水的流速,m/s。
对于紊流过渡区域的摩擦阻力系数λ,可由经验公式计算得到。
当水温为20℃时,冷水管道的摩擦阻力计算表可以从《实用供热空调设计手册》中查询。
根据管径、流速,查出管道动压、流量、比摩阻等参数。
计算管道沿程阻力时,室内冷、热负荷是计算管道管径大小的基本依据,对于PAU机组管道管径进行计算时,应考虑其提供的仅为新风负荷,室内负荷是由风机盘管承担。
所以这种空调末端承担负荷应计算精确,以避免负荷叠加。
同时应清楚了解水管系统的方式,如同程式,异程式。
不同的接管方式对沿程阻力具有一定的影响。
在计算工程中,比摩阻宜控制在100-300Pa/m,通常不应超过400Pa/m。
二、局部阻力(一)局部阻力及其系数在管内水的流动过程中,当遇到各种配件如阀门、弯头等时,由于涡流而导致能量损失,这部分损失习惯上称为局部阻力()。
(2-1)式中——管道配件的局部阻力系数;——水流速度,m/s。
常用管道的配件可以通过相应的表格进行查询。
根据管道管径的不同以及管道上的阀门、弯头、过滤器、除污器、水泵入口等能出现局部阻力的类别进行查询,得到不同的局部阻力系数,再利用公式计算出局部阻力。
对于三通而言,不同的混合方向及方式,会出现不同的阻力系数,且数值相差比较大。
因此,查询三通阻力系数时,应根据已有的混合方式进行查询,进而得到更准确的局部阻力系数。
在实际计算水管局部阻力时,应先确定管道上的管件种类、数目,尤其是水管接进机组、水泵、末端。
水流阻力公式在我们的日常生活中,水的流动是一个常见的现象。
无论是潺潺流淌的小溪,还是汹涌澎湃的江河,水都在不断地流动着。
但你有没有想过,水流在流动的过程中会遇到阻力,而这个阻力是可以通过一个公式来计算的呢?这就是水流阻力公式。
咱们先来说说水流阻力是咋回事儿。
就好比你在操场上跑步,风会阻碍你的速度,让你跑得更费劲;水在流动的时候,也会遇到各种各样的阻碍,这就是水流阻力。
那水流阻力公式到底是啥呢?它一般可以表示为:$R = \frac{\rho v^2 C_d A}{2}$ 。
这里面的每个字母都有它特定的含义,$\rho$ 表示流体的密度,$v$ 表示流速,$C_d$ 是阻力系数,$A$ 是物体在垂直于流动方向上的投影面积。
为了让大家更好地理解这个公式,我给大家讲一个我自己的亲身经历。
有一次我去公园散步,看到公园里有一个小小的人工瀑布。
瀑布的水倾泻而下,在下面形成了一个小水潭。
我就站在旁边观察,发现水流从高处落下的时候,速度很快,但是到了水潭里,速度就明显慢下来了。
我当时就在想,这水流的速度变化,不就是因为受到了阻力嘛!如果把这个瀑布想象成一个大的水流通道,从上面流下来的水就像是高速行驶的汽车,而水潭就像是一个突然出现的障碍物,让水流不得不减速。
这就好比公式中的流速 $v$ 发生了变化,从而导致水流阻力也跟着改变。
再比如说,咱们家里的水龙头。
当你把水龙头拧开一点点,水就会慢慢地流出来;要是你把水龙头拧大,水就会“哗哗”地冲出来。
这水流速度的不同,产生的阻力也是不一样的。
水流速度快的时候,阻力相对就大;水流速度慢的时候,阻力也就小一些。
而且,水流阻力还和管道的粗细有关系。
你想想,如果管道很细,水在里面流动的空间就小,就会受到更多的阻碍;要是管道很粗,水就能够更顺畅地流过去,阻力自然就小了。
这就好像公式中的投影面积 $A$ ,面积越大,阻力可能就越大。
还有哦,不同的液体,它们的密度 $\rho$ 不一样,产生的水流阻力也不同。
水在管路中的阻力计算The Friction Loss Calculation in Water Pipe Flow张蓉台固展節能工程有限公司Alexander Chang Goodpipe System Engineering CoAbstractThere were many formulas or equations to calculate the pipe friction loss when the liquid or gas flowed through thepipeline.We collected the primary equations which were approved to calculate the pipe friction loss commonly andwidely in engineering fields.We described the concerned equations clearly for junior and senior engineers inHVAC,Plumbing and Civil engineering fields. The primary pipe flow friction formulas which we described in thisarticle included Darcy-Weisbach Equ,Colebrook-White Equ,Hazen-Williams Equ and Manning Equ.This articleproved that the correct pipe friction loss calculation would suggest the good pipe material selection and high energyefficiency pump selection in plant and facility hydraulic systems.摘要在管道工程上,计算流体于管道内部的阻力损失之方程式有许多种方程式或公式可资选用。
本文就主要的、常用的管道阻力计算方程式提出,并详细说明如何正确使用方程式计算水在管道中的阻力损失,并在结论指出正确的管道阻力损失,可以对管道材料与水泵的扬程正确选择,并节省大量的能源损耗,提升能源使用效率。
在中央空调、给排水、及土木等管道系统中,本论文阐明水在管道中的阻力计算的重要性,不可等闲视之。
本文就Darcy-Weisbach Equ,Colebrook-White Eq u,Hazen-Williams Equ 及Manning Equ的正确用法做深入浅出的论述,提供在中央空调、给排水、及土木等管道系统中的工程师正确的专业知识。
关建词光滑度、层流、稳流、乱流、雷诺系数、Colebrook – White Equatio n、Darcy-Weisbach Equatio n、Hazen-WilliamsEq uatuon、Manning Equation前言水在管道中的阻力计算有许多方程序可以应用。
至于如何演算各个方程式的由来,这是一个大工程。
首先需要基础知识,如:热力学第一、二定律,基础流体力学,微分方程式的基础工程数学,˙˙˙。
如果你没有很札实的这些基本理论知识,演算过程对你而言,犹如天书。
如果你仅仅是一位工程师,为了能做正确的「水在管路中的阻力计算」,建议你舍繁取简,务实的了解如何选选择正确的管道阻力计算方程式为上上策!在给排水、消防及中央空调的水输送管路之设计,管路的位置、阻力决定泵扬程的计算与泵马力的决定。
所以要探讨泵的节能效益,管道的正确阻力计算很重要,不可轻忽!壹、概述一、确认在管道内的流体流动之类别水在管道中的输送、流动都是属于乱流(turbulent flow)的类别。
管道内的流体流动之类别,计分为层流、稳流、及乱流三大类别,均以雷诺系数做为区隔。
层流Smooth turbulent ( laminar flow) Re < 2000稳流Transitional turbulent (transition flow) 2000< Re <4000乱流Rough turbulent ( turbulent flow ) Re > 4000雷诺系数 Re =64/f ( Reynold’s Number)f friction factor (摩擦系数)或 Re =μμρGD v D ⨯≡⨯⨯= 流体本身的惯性应力 / 流体本身的黏性应力D 管子的直径 m v 流体的流速 m/s ρ 流体的密度 Kg/m 3μ 流体的动态黏性系数 Ns/m 2 , Kg/ms G 流体的质流速度 Kg / sm 2Re =μμρGD v D ⨯≡⨯⨯=1 Kg1s m m m m Kg 3≡⨯⨯⨯⨯⨯⨯Re 是一个没有单位的系数。
二、 一般压力流体管路的阻力计算方程式,以下列四个方程式为主:(a) Darcy –Weisbach Equation按下述的条件使用该方程式计算管路的阻力损失。
*层流( laminar flow)*不可压缩流体,管子内部呈现满载的水流量(full flow) *可压缩流体,压力在1Kg/cm 2以下。
空调的风管(duct)系统。
*直管部份,没有分歧管或异径接头的管路。
◎ 主要应用范围:主干管,主供水管,中央空调的冷却水管道,空调的风管 (b) Colebrook – White Equation按下述的条件使用该方程式计算管路的阻力损失。
*乱流(turbulent flow)*不可压缩流体,如:水的管路系统(water flow pipeline)…。
*可压缩流体,如:压力气体的管路系统 ( compressed air or gas pipeline)…。
*直管部份◎ 主要应用范围:压缩空气管道、粗糙管材、旧的管材、大口径管材 (c) Hazen – Williams Equation按下述的条件使用该方程式计算管路的阻力损失。
*稳流( transient flow)*稳流与乱流共存( transitional turbulent flow) *不可压缩流体 *4℃ - 25℃*管在线有许多分歧管或分支管。
◎ 主要应用:室内供水管、建筑物内部供水管、消防供水管、中央空调冷水(冰水)管路系统三、没有压力的重力流管道之阻力计算方程式以Manning Equation 为主按下述的条件使用该方程式计算管路的阻力损失。
*管道*开方式管道系统 *卫生排水管道贰、使用于管路阻力计算的主要方程式之正确应用一、Hazen-Williams Equation这个方程式是一个由水力学实验过程经过累计的统计值而得的ㄧ个实验数学式。
所以这个方程式应用的流体时需要注意流体温度的限制(4℃-25℃)。
该方程式Hazen-Williams Equation ,它有水温条件限制的主要源由是因为实验用的水温属常温条件之故!使用于管道阻力计算的Hazen-Williams Equatio n ,主要的表示方法有; [ 1 ] 英制单位f = 0.2083 [ C100 ]1.858655.4852.1di Qf 呎水柱 / 100呎 直管的摩擦损失 Q gpm 流量 di in 管内径C 无单位 管内壁的光滑度 [ 2 ] 公制单位f = 0.010666 C -1085 ˙ di -4.8655 ˙ Q 1.852f mm 水柱 / m 直管的摩擦损失 Q m 3 / s 流量 di m 管内径C 无单位 管内壁的光滑度 [ 3 ] Hazen-Williams Equation 的原始方程式V = k C R 0.63 S 0.54 V 水流速度 m/s ,ft/sK 英制单位 1.32 ,公制单位0.85C Hazen-Williams 表面粗糙系数( roughness coefficient ) ,无单位 R 液压半径 ( hydraulic radius ) ,m , ft S 摩擦系数斜率, m/m, ft/ft[ 4 ] Hazen – Williams Equation 的基本数学式依据流体在管道内所产生的压力与流体的位能变化(elevation)及流体的密度或比重有关系。
P = γ˙hγ 流体的密度或比重h 流体的位能变化按「流体品质不灭定律」 ( conservation of mass to fluid flow)=•M ρ1 A 1V 1 = ρ2A 2V 2按「流体能量不灭定律」(conservation of energy to fluid flow) 从 Bernoulli’s Equation 上面两个数学式合并为Z 1 + P 1 / γ + V 12 /2g = Z 2 + P 2 / γ + V 22 /2g于1905年,Hazen – William 提出他的流体阻力损失所产生的能量方程式(实验式) V = k C R 0.63 S 0.54将 V = k C R 0.63 S 0.54 代入到 Z 1 + P 1 / γ + V 12 /2g = Z 2 + P 2 / γ + V 22 /2g ,得到该式 f = 0.2083 [ C100 ]1.858655.4852.1di Q或f = 4.52 ˙ C -1.85 ˙8655.4852.1diQf psi / ft Q gpm di in C 无单位[ 5 ] Hazen – Williams Equation 中 C 值,如下表;*C 值确定时,Hazen-Williams 方程式即完全符合Moody diagram 及 Darcy – Weisbach 的数学方程式。
*上表中的ABS 热塑性塑料管的C 值,系按AS 规范的ABS 热塑性塑料管特性为主。
ABS 热塑性塑料管中的A(丙烯晴)与B(丁二烯)之含量达到某特定值,ABS 热塑性塑料管的C 值才能满足上表中的要求。
二、 Darcy – Weisbach Equation[ 1 ]V = k C R 0.63 S 0.54 V ft / sec k 1.318 R ft S ft / ftV = 1.318 C R 0.63 S 0.54S = h / L , R= d / 4h 0.54 =318.1454.063.0V LCd63.01⨯将 Reynolds number 代入到上式h = f 1 [d L] gV 22h 水头损失f 1 直管的摩擦损失系数L 直管的长度 或 相当直管长度 d 管内径 v 流速 g 重力加速度因此,Darcy – Weisbach Equation 的数学方程式为h f = f ˙g V di L 22• ……………….. 英制单位 h f = 4˙f ˙gV di L 22• …………… 公制单位 三、 Colebrook – White Equation将雷诺系数(Reynolds number) Re 的观念导入到Darcy – Weisbach Equation f = 16 / Reε 管内壁的光滑度或粗糙度 ft e 管内壁的光滑度或粗糙度 mm≡f1]f Re 9.35di [log 214.110+-ε …………………… 英制单位 ≡f1]f Re 1.2553.7di [log 410+-e …………………… 公制单位ε, e 值在下表中可以查知。