塑料硬管每百米对应的沿程水头损失
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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《埋地硬聚氯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,9.81m/s2。
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) 1.78 1.52 1.31 1.14 1.000.890.800.66??? 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=1.31×10-6 m3/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。
(哈森—威廉)公式管道沿程水头损失计算管 材种 类C PVC 塑料管(PVC ,PE )150Φ20石棉水泥管、新钢管130Φ25镀锌钢管、锦塑软管、涂釉缸瓦管120Φ32半旧钢管、铸铁管110Φ4040/2.036旧钢管、旧铸铁管、离心浇注混凝土管100Φ5050/2.046普通混凝土管90Φ6363/2.059Φ7575/2.370.4Φ9090/2.884.4Φ110110/3.4103.2Φ125125/3.1118.8125/3.9Φ140140/4.3131.4Φ160160/4.9150.2Φ200200/6.2187.6Φ250250/7.7234.6PEΦ66/0.5Φ88/0.6Φ1010/0.5910/0.8Φ1212/0.610.812/0.9Φ1616/0.814.416/1.2Φ2020/1.01820/1.5Φ2525/1.222.625/1.9Φ3232/1.628.832/2.4Φ4040/1.936.240/3.0Φ5050/2.445.250/3.7Φ6363/3.05763/4.7Φ7575/3.667.875/5.5Φ9090/4.381.490/6.6薄 壁mm in 公 称允 许 尺 寸0.63MPa 0.8MP 公 称 直 径外 径(mm)0.25MPa 0.4MP61/810.0±0.281/413.5±0.2103/817.0±0.2151/221.3±0.2203/426.8±0.2525133.5±0.3321 1/442.3±0.3401 1/248.0±0.350260.0±0.3652 1/275.5±0.480388.5±0.41004114.0±0.451255140.0±0.451506165.0±0.5mmin 尺 寸20/2.01620/2.315.425/2.02125/2.819.432/1.628.832/2.427.240/3.03450/3.04463/3.05763/3.855.475/3.667.890/4.381.490/5.479.2110/5.399.4110/6.696.8117.2125/4.8115.4140/6.7126.6160/7.7144.6200/9.6180.8250/11.9226.256.88.410.213.61721.227.23442.653.66476.8理 论出厂理 论出厂公称允许质 量单价公称允许质 量单价尺寸偏差尺寸偏差壁 厚中和厚(kg/m)(元/m )(kg/m)(元/m )偏 差壁 厚.8MPa 流体输送用镀锌焊接钢管规格[YB (T )29—87]mm) 薄 壁 钢 管 普 通 钢 管.4MPa1.0MPa 1.25MPa1.6MPa2.5MPa(mm)(%)(mm)(%)±0.3 1.80.3640 2.00.3946±0.3 1.80.5193 2.250.6242±0.3 1.80.6747 2.250.8184±0.3 2.00.9519 2.90 2.75 1.2580 3.84±0.3 2.35 1.4169 4.32 2.75 1.6310 4.97±0.4 2.65 2.0160 6.05 3.25 2.42447.27±0.4 2.65 2.59117.77 3.25 3.12979.39±0.4 2.90 3.22539.35 3.50 3.840811.14±0.5 2.90 4.083411.84 3.50 4.876514.14±0.6 3.25 5.790516.79 3.75 6.635119.24±0.7 3.25 6.832419.81 4.008.335124.17±0.8 3.659.932527.81 4.0010.850430.38±0.9——— 4.5015.036442.10±1.0——— 4.5017.810649.87±8±10(kg/m)(元/m )(kg/m)(元/m )理 论出厂公称允许质 量单价尺寸偏差(kg/m)(元/m )壁 厚加 厚 钢 管(mm)(%)2.50.46242.750.72902.750.96643.251.4466 4.413.502.0110 6.134.00 2.90998.734.003.777911.334.254.585213.304.506.158817.864.507.878922.854.759.810028.455.0013.439737.635.5018.242251.085.5021.633060.57(kg/m)(元/m )±10。
1.管道水头损失的计算方法水在管道内流动会产生机械能的损耗,即水头损失。
水头损失可分为沿程摩阻力损失和局部阻力损失两种类型。
沿程水头损失为水流过一定管道距离后由于水分子的内部摩檫而引起的损失;局部水头损失为水流经过各种管件、阀门等设备时因流态的变化而产生的损失。
沿程水头损失与局部水头损失之和即为管道的总水头损失。
1.1沿程水头损失的计算很多计算沿程水头损失的经验公式。
对于硬质塑料管道(PVC),目前常用的计算公式如下:H f = 9.48×104×(Q1.77/d4.77)×L式中:Hf为沿程水头损失(m);L、Q、d分别为管道长度(m)、流量(m3/h)和管道内径(mm)。
1.2局部水头损失的计算局部水头损失计算公式为:Hj =ξ v2/2g式中:Hj为局部水头损失(m);ξ为局部阻力损失系数,与管件、阀门的类型与大小有关;v、g分别为管道中水的流速(m/s)和重力加速度(9.81m/s2)。
对于较大的灌溉系统,如真正按照公式计算各个管件、阀门处的局部水头损失,工作量将十分庞杂。
因此在实际设计工作中,一般先计算出沿程水头损失Hf,然后取局部水头损失Hj = 10% Hf 即可满足设计要求。
2.支管水力计算由于在支管上一般安装多个喷头,因此支管内的流量沿流程按一定规律递减,故支管的实际沿程水头损失比按支管总流量的计算值要小的多,即:Hf实际 = F × Hf式中:F为多口出流系数,其值在一般在0.3-0.6之间,与出口数量、第一个出口位置和管材有关,可通过计算或查表得出。
支管的水力计算主要依据喷洒均匀的原则,即要求支管上任意两个喷头的出水量之差不能大于10%。
将这一原则转化为对压力的要求,即应使支管上任意两个喷头处的压力不能超过喷头设计工作压力(H设)的20%。
设计时,不但要计算水头损失,而且还要考虑地形对压力的影响。
在实际工程中,有时为节省投资而采用变径支管,或受地块形状影响出水口不一定是等间距和等流量,这时就需要对支管分段进行计算。
铸铁管 c=1O0红色为必填项目:
流量管道直径流体流速管道单位
长度水头
损失i
管长局部水头损失当量长度沿程水头+局部阻力Q(L/s)d(m)v(m/s)kpa/m
m m kpa 100.1 1.270.30987792
2736.87536各种塑料管、
内衬(涂)塑管
c =140
红色为必填项目:
流量管道直径流体流速管道单位
长度水头
损失i
管长局部水头损失当量长度沿程水头+局部阻力Q(L/s)d(m)v(m/s)kpa/m
m m kpa 100.1 1.270.16628592
2719.78789铜管、不锈钢管
内衬水泥、树脂的
铸铁管c =130
红色为必填项目:
流量管道直径流体流速管道单位
长度水头
损失i
管长局部水头损失当量长度沿程水头+局部阻力Q(L/s)d(m)v(m/s)kpa/m
m m kpa 100.1 1.270.19071992
2722.69557管道阻力损失
管道阻力损失
管道阻力损失
根据《全国民用工程技术措施2009—给排水》p24公式编制
局部水头损失当量长度查询总水头损
失
m
3.69
总水头损
失
m
1.98
总水头损
失
m
2.27。
管道沿程水头损失计算公式【实用版】目录一、管道沿程水头损失的概念及影响因素二、管道沿程水头损失的计算公式1.黑曾——威廉斯公式2.海曾威廉公式3.舍维列夫公式三、公式的应用及注意事项四、结论正文一、管道沿程水头损失的概念及影响因素管道沿程水头损失是指水流在管道中由于摩擦力和局部阻力而引起的水头损失。
水头损失会影响系统的水力效率,增加能耗,因此在设计管道系统时,需要考虑沿程水头损失。
影响管道沿程水头损失的因素主要有:管道长度、管道内径、平均流速、管壁粗糙系数、重力加速度等。
二、管道沿程水头损失的计算公式1.黑曾——威廉斯公式:i = (130 - 1.85) * (0.1 - 4.87) * (0.002778 / 1.85) * 0.018 /9.82其中,i 为单位水头损失,n 为管壁粗糙系数,v 为水的计算流速,r 为水力半径。
2.海曾威廉公式:hf = (c * q^1.85 * ln(d) * ρ^0.85) / (g * γ * d^4.87)其中,c 为海曾威廉系数,q 为流量,l 为管长,d 为管道内径,ρ为水的密度,γ为重力加速度。
3.舍维列夫公式:h = (v^2 * l * g) / (2 * d)其中,v 为平均流速,l 为管道长度,g 为重力加速度,d 为管道直径。
三、公式的应用及注意事项在实际应用中,可以根据不同的管道类型、长度、内径等参数选择合适的公式进行计算。
需要注意的是,公式计算结果可能存在一定误差,因此在设计管道系统时,还需要考虑一定的安全系数。
四、结论管道沿程水头损失的计算对于优化管道设计、降低能耗具有重要意义。