下载文档原格式
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/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Chezy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、水压平安的条件下，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：管道计算长度紊流过渡区10<<500〔1〕〔2〕紊流粗糙区>500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，适用范围广泛，被认为紊流区λ的综合计算公式。
天然河道糙率
表9 天然河道糙率(n)
注:①天然河道糙率表内均列有三个方面的影响因素,河道糙率是三个方面因素的综合作用结果,如实际情况与本表组合有变化时,糙率值应适当变化。
②本表只适用于稳定河道，对于含砂大的冲淤变化较严重的砂质河床，由于其糙率值有其特殊性，此表未能包括其特殊性，所以不宜用此表。
③表（1）中的第VI类糙率值是很大的，超出了一般河道的糙率值，这种河段的水流实质上已为非均匀流，所列糙率值已把局部损失包括在内，所以糙率值就大了。
此次收集的糙率资料中，糙率n值超过0.04的只有长江上游8个站和铁路、公路部门的糙率类型编号中的西南地区有8个，以及中南华东地区1个，为数都是很少的，在使用此糙率表时应予以注意。
④影响滩地糙率很重要的一个因素是植物，植物对水流的影响随水深与植物高度比有着密切的关系，表中没有反映此种关系，在应用时应注意此因素。
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、水压平安的条件下，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。
HEC-RAS 程序一维恒定流计算原理1 一维恒定流计算能量方程原理一维恒定流水面线可通过求解能量方程来获得，具体表达式如下：e h gV Y Z gV Y Z +++=++222111122222αα （1）式中：Z 1，Z 2为河道底高程；Y 1，Y 2为断面水深；V 1，V 2为断面平均流速；1α，2α为动能修正系数；g 为重力加速度；h e 为水头损失。
两个断面间的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失，水头损失表达式如下：gV gV CS L h f e 22211222αα-+= （2）式中：L 为断面平均距离；f S 为两断面间沿程水头损失坡度；C 为收缩或扩散损失系数。
断面平均距离表达式如下：robch lob robrob ch ch lob lob Q Q Q Q L Q L Q L L ++++=（3）式中：L lob ，L ch ，L rob 分别是两断面间左边滩地、主槽、右边滩地的距离；lob Q ，ch Q ，rob Q 分别是左边滩地、主槽、右边滩地平均流量。
根据不同糙率分界点划分滩地，利用曼宁公式计算每个分区的流量，表达式如下：2/1f KS Q = （4）3/21AR nK =（5） 式中：K 为流量模数；n 为曼宁糙率系数；A 为分区面积；R 为水力半径。
动能修正系数α可通过滩地和主槽流量来进行计算，表达式如下：()32323232trob robch ch loblob t K A K A K A K A ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=α （6） 式中：A t 为整个过流断面面积；A lob ，A ch ，A rob 分别为左边滩地、主槽、右边滩地过流面积；K t 为整个过流断面的流量模数；K lob ，K ch ，K rob 分别为左边滩地、主槽、右边滩地流量模数。
沿程水头损失坡度f S 可通过下式求解：22121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=K K Q Q S f （7）2 一维恒定流计算动量方程原理当水面线越过临界水深，能量方程已经不再适用。
湿周上不同糙率明渠的水力计算一、引言在水利工程中，明渠水力计算是一项基础工作，它直接关系到工程的规划、设计和运行管理。
明渠的糙率是影响水力计算准确性的重要因素。
本文以湿周上不同糙率的明渠为研究对象，探讨了糙率对水力计算的影响，并提出了一种适用于不同糙率明渠的水力计算方法。
二、湿周上明渠糙率的定义与作用1.糙率定义糙率是指明渠壁面粗糙程度的一个无量纲参数，通常用摩擦因子表示。
糙率的大小反映了渠道壁面的光滑程度，糙率越大，壁面越粗糙。
2.糙率作用（1）糙率对水流速度的影响：糙率越大，水流速度越大，因为糙率越大，摩擦阻力越大，水分子间相互摩擦的作用力也越大，从而使水流速度增加。
（2）糙率对水力因素的影响：糙率越大，水力因素越大，如压力、流速、水深等。
这是因为糙率越大，渠道壁面的摩擦阻力越大，水流速度增加，从而水力因素也相应增大。
三、不同糙率明渠的水力计算方法1.均匀糙率明渠水力计算对于均匀糙率明渠，可以采用以下步骤进行水力计算：（1）根据糙率、渠道底宽、水深等参数，计算渠道的流量。
（2）根据流量、水深、渠道底坡等参数，计算渠道的水力坡度。
（3）根据水力坡度、糙率等参数，计算渠道的流速。
2.非均匀糙率明渠水力计算对于非均匀糙率明渠，需要根据不同段落的糙率进行分段计算，步骤如下：（1）根据各段糙率、渠道底宽、水深等参数，计算各段渠道的流量。
（2）根据各段流量、水深、渠道底坡等参数，计算各段渠道的水力坡度。
（3）根据各段水力坡度、糙率等参数，计算各段渠道的流速。
四、水力计算公式及参数选取1.流量公式：Q = C × A × i × n其中，Q表示流量，C为渠道流量系数，A为渠道横截面积，i为渠道底坡，n为糙率。
2.能量方程：z1 - z2 = (v1^2 / 2g) - (v2^2 / 2g)其中，z1和z2分别为起点和终点的水位，v1和v2分别为起点和终点的流速。
3.摩擦因子选取：根据糙率类型（如均匀糙率、非均匀糙率），选取相应的摩擦因子值。
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。
