输水管道水力损失的计算及其影响因素分析

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1、第4卷第3期Vol．4No．32012年9月Sep．2012输水管道水力损失的计算及其影响因素分析王中陈卓(湖北职业技术学院建筑技术学院，湖北孝感432000)【摘要】目的通过研究可以有效的优化输水管道水力损失的计算，使设计参数更为准确。方法通过四种常用水力损失计算公式的计算分析，研究如何选取正确的计算公式，不同的管道在计算过程中的优化，沿程水损与局部水损的计算时注意事项。结果寻找到不同管道计算时采用的不同公式，并提出了由于水锤等原因造成的计算误差。结论考虑影响水力损失的因素对于水力计算来说，是十分必要的。【关键词】水头损失;达西公式;谢才公式;舍为列夫公

2、式;海森威廉公式【中图分类号】TU991．32【文献标识码】A【文章编号】1674－7461(2012)03－0019－07计算水流在经过管道时所产生的水力损失是称作谢才系数，R管道的水力半径，J为水力坡度。给排水工程中常见的一个问题。在实际的工程计3)舍维列夫公式算中，沿程水头损失一般按照水力学书或水力手册对于新钢管，0．226中的公式进行计算，较为简单，但公式较多，如何选0．01590．684λ=0．226(1+)(4)用最佳的计算公式关系到工程设计方案在运行中dv的经济性问题。精确的计算水力损失对选泵问题此式使用条件为Re＜2．4×106d，d以m计

3、。以及水锤的防护控制措施有重要影响，是确定方案对于新铸铁管，0．284可行性和经济性的一个十分重要的步骤。0．01442．36λ=0．284(1+)(5)dv1计算水头损失公式此式使用条件为Re＜2．7×107d，d以m计。对旧铸铁管及旧钢管(使用2个月以上)，当V1．1水头损失常用公式＜1．2m/s，1)达西公式0．30．01790．867λ=0．3(1+)(6)LV2dvhf=λ(1)4R2g当V≥1．2m/s，0．021式中:λ为沿程水头损失系数，L为所求的沿程的距λ=(7)0．3d离，v为管道内的平均流速大小，R管道的水力半径，当管材为旧钢管、旧铸

4、铁管，其水力计算公式g为当地重力加速度。也可以根据流速的判别，采用下列的舍维列夫公式:2)谢才公式0．001072常用于沿程水头损失的公式还有谢才公式:V≥1．2m/s时，I=1．3vD0．3Q=ωc槡RJ(2)0．009120．8672V＜1．2m/s时，I=1．3(1+)vDv或者4)海森威廉公式2vh=Jl=l(3)1．852f210．67QlCRhf=1．8524．87(8)Chd式中:Q为管道流量，ω为过流断面的面积，c【作者简介】王中(1983－)，男，硕士，讲师。主要从事管网优化的研究。20技术研究表1种管道在管材100m时四种公式计算值对实

5、验值的比较3管道名称DN流量(m/h)舍维列夫谢才达西海森实测值实验地点铝合金管652014．2245．3995．0885．7965．575太原铝合金管652014．2245．3995．0885．7964．651焦作铝合金管652014．2245．3995．0885．7964．191洛阳轻型金属管70209．6223．6003．5323．9894．191金坛镀锌薄壁钢管70209．0973．3933．3523．7764．382南京铝合金管75206．7032．4712．5172．8192．242洛阳轻型金属管75206．7032．4712．5172．819

6、3．113金坛铝合金管76206．2552．2992．3582．6382．484太原镀锌薄壁钢管89409．7393．7233．5434．1363．739南京铝合金管105609．6363．7313．4864．1593．250焦作轻型金属管1056010．0093．8833．6104．3153．611金坛高低压聚氯乙烯管601521．2018．1507．3768．4727．753南京PE管631518．0276．9046．3407．2749．290焦作PE管631518．0276．9046．3407．2747．433金坛式中:Q为管道流量，l为管道长度，C

7、h［18］为海森威廉系数，d为管道直径。由表1数据通过方差比较，可以看出，谢才公式1．2管道沿程水头损失计算公式的比较与选用和海森威廉公式对实验值误差都较小，但海森威廉公式计算的误差更小，在实际工程中，计算水力损选用参数:水的物理化学参数以20℃、大气压为3失比谢才公式计算精确。101kPa的条件下取值，其中密度ρ=999．73kg/m。沿程水头损失计算公式都是在一定的实验基计算结果如表2～4。2/s．水温础上建立起来的，由于实验条件的差别，各公式的达西公式:υ为水的运动粘性系数，m20℃时，υ=1．01×10－6m2/s．Re=vd/υ，布拉休斯适用条件

8、和计算精度也会有所不同。根据上述对各个公式的分析，现比较如下修正公