管道水泵計(jì)算法

1、管道水泵計(jì)算法默認(rèn)分類 2008-06-23 10:04:19閱讀538評論0 字號：大中小 訂閱目錄一、幾點(diǎn)說明.1第一題這本書有什麼用處？1第二題 管道的直徑怎樣叫法？ . 1第三題怎樣選擇管道材料？3二、管道水力計(jì)算.5第四題什麼叫做管道的流量？怎樣計(jì)算管道的流量？5第五題在流速相等的條件下，Dg200管子的流量是Dg100管子的流量的幾倍？6第六題有沒有簡單的方法，可以記住各種管子的大致流量？7第七題管道里的流速有沒有限制？7第八題管道里的流量不變，他的流速會不會變化？. 8第九題壓力和流速究竟有什麼關(guān)系？8第十題壓力表上的壓力大小用公斤表示（例如2公斤的壓力），另外，我們又常說多少高

2、水柱壓力（例如5米高水柱的壓力），它們之間有什么關(guān)系？ 9第十一題壓力差和管道的阻力有什么不同？. 9第十二題管子的阻力怎樣計(jì)算？10第十三題怎樣使用鑄鐵管水力計(jì)算表？. 11第十四題表4的鑄鐵管水力計(jì)算表做了哪些簡化，會不會影響計(jì)算的準(zhǔn)確度？. 13第十五題從鑄鐵管水力計(jì)算表可以找到那些規(guī)律?. 14第十六題知道管道阻力的規(guī)律有什么用處？ . 15第十七題怎樣具體利用表4進(jìn)行計(jì)算？ . 15第十八題表4查不到的流量、流速和阻力，應(yīng)該怎樣計(jì)算？. 16第十九題在實(shí)際工作中，究竟怎樣體現(xiàn)一段管道的壓力差產(chǎn)生一定的管道流速？. 18第二十題管道的總阻力包括哪些部分？. 19第二十一題管道的局部阻力

3、應(yīng)該怎樣計(jì)算？. 19第二十二題 究竟實(shí)際管道的阻力應(yīng)該怎樣計(jì)算？. 20第二十三題 局部水頭損失（局部阻力）的計(jì)算比較麻煩，有沒有簡化的計(jì)算方法？. 24第二十四題 在一條用口徑的管道上，兩頭的壓力差定了后，管道里的流量和流速也就定 了。 24那么，管道兩頭真正的壓力究竟反映什么要求？. 24第二十五題 鋼管的阻力能不能用表 4來計(jì)算？ . 25第二十六題 小管徑鋼管的阻力怎樣計(jì)算？. 26第二十七題 鑄鐵管水力計(jì)算表（表4）對于其它的管材和流動物資的阻力計(jì)算由沒有用處？ 27第二十八題 蒸汽管的流量和阻力怎樣計(jì)算？. 28第三十題混凝土排水管道的流量和流速怎樣計(jì)算？. 31三、水泵選擇.3

4、3第三十一題 什么叫作水泵的總揚(yáng)程？. 33第三十二題 什么叫作水泵的吸水揚(yáng)程？ . 33第三十三題 水泵的型號怎樣表示法？. 34第三十四題水泵的性能包括哪些項(xiàng)目？. 35第三十五題 怎樣從水泵型號，估計(jì)出水泵的流量？. 39第三十六題怎樣選擇水泵的型號？ 40第三十七題 再作設(shè)備計(jì)劃的時(shí)候，管線還未定，怎樣選水泵？41第三十八題離心式水泵為什么能吸水？42四、管件 44第三十九題光滑萬頭的長度（即彎曲部分）怎樣定？怎樣計(jì)算？ 44第四十題 焊接彎頭的尺寸是怎樣定的？下料總長度怎樣計(jì)算？45第四十一題 斷節(jié)的長度怎樣計(jì)算？ 47第四十二題 為了在鋼管上畫出斷節(jié)，必須先畫出斷節(jié)的展開圖來，展開

5、圖是怎樣畫出來的？ 49第四十三題 應(yīng)用表18焊接彎頭尺寸和表 19斷節(jié)展開尺寸時(shí)，應(yīng)注意哪些問題？51第四十四題三通和四通的管件展開圖怎樣畫法？52第四十五題異徑管（同圓心的大小頭）的展開圖怎樣畫法？ 55第四十六題 偏心異徑管（偏心的大小頭）的展開圖怎樣畫法？ 56第四十七題為什么要計(jì)算鋼管受熱后膨脹的長度？應(yīng)該怎樣計(jì)算？58第四+八題 方形伸縮器的尺寸是怎樣決定的？怎樣選用？58一、幾點(diǎn)說明第一題這本書有什麼用處？管道工人和新參加管道設(shè)計(jì)、施工人員、在實(shí)際工作中，經(jīng)常碰到一些管道和水泵方面的設(shè) 計(jì)和計(jì)算問題，但在這方面還沒有比較通俗的參考書。作者針對這一情況編寫了這本書。書中除介紹有關(guān)管

6、道和水泵的基本知識外，還列出了有關(guān)管道和水泵設(shè)計(jì)、計(jì)算的基本數(shù)據(jù)?？勺鳛橐槐竞喴讌⒖假Y料使用。全書共有四十八個題例，包括三個基本內(nèi)容： 第一、管道簡易設(shè)計(jì)和計(jì)算方法，以室外給水鑄鐵管為主，但也介紹了工業(yè)鍋爐蒸汽管及其它一些常用管道的計(jì)算知識；跌入、水泵的選型；第三、在管道安裝過程中經(jīng)常碰到的一些問題，如鋼制管道零件的加工尺寸及蒸汽管道伸縮器的選用數(shù)據(jù)等，鋼制管件包括彎頭管、三通管、四通管（以下簡稱彎頭、三通、四通） 以及同心、偏心大小頭異徑管等。第二題 管道的直徑怎樣叫法?管道的直徑有兩種叫法，一種叫它的內(nèi)徑，一種叫它的外徑。鑄鐵管和一般的鋼管（指白鐵管或黑鐵管，又稱水、煤氣管）的內(nèi)徑又叫做公

7、稱通徑，用Dg表示，D是代表直徑的意思，g是 公”字拼音的第一個字母。一般說，管子直徑是它的內(nèi)徑，用毫米表示。例如：直徑100毫米的管子，可以表示成Dg100管子。但要注意管子的真正內(nèi)徑和它的公稱通徑往往是不相等的,有的相差比較大。當(dāng)我們計(jì)算管子橫斷面的準(zhǔn)1吋可以折合成25毫米,確面積時(shí)，就應(yīng)該用真正的內(nèi)徑，不能用公稱通徑。另外，還有一種叫法，把管子叫成幾吋的管子。吋，讀稱英寸。所以Dg100的管子也叫做4吋管。表1-1列出白鐵管和黑鐵管管徑的對照尺寸（白鐵管指鍍鋅鋼管，黑鐵管指一般鋼管）。從表中看出Dg100的管子，真正的內(nèi)徑為 106毫米，Dg150毫米的管子，真正內(nèi)徑為 156毫 米。表

8、1-2為普通壓力鑄鐵管（簡稱普壓鑄鐵管） 的部分管徑的尺寸對照。由表中可以看出，這種鑄鐵管的公稱通徑和它們的真正內(nèi)徑是一致的。白鐵管和黑鐵管尺寸表1-1公稱通徑Dg英制外徑壁厚真正內(nèi)徑（毫米）（吋）（毫米）（毫米）（毫米）103/8172.2612.5151/221.252.7515.75203/426.752.7521.2525133.53.2527.03211/442.253.2533.754011/2483.541502603.5536521/275.53.7568.080388.5480.51004114410615061654.5156鑄鐵管（普通壓力）尺寸表1-2公稱通徑Dg（毫米

9、）英制（吋）砂型離心鑄鐵管砂型立式鑄鐵管外徑（毫米）壁厚（毫米）真正內(nèi)徑（毫米）外徑（毫米）壁厚（毫米）真正內(nèi)徑（毫米）75391.08.076.01004117.08.5100.01506168.09.0150.02008217.68.8200.0217.69.8198.025010268.89.4250.0268.810.4248.030012320.210.1300.0320.211.1298.035014371.610.8350.0371.611.8348.040016423.011.5400.0423.012.5398.045018474.412.2450.0474.413.2448

10、.050020525.812.9500.0525.813.9498.0表1-1和表1-2列出的各種管道，承受的工作壓力都是7.5公斤/厘米2,是一種常用的管道，所以叫做普壓管。當(dāng)工作壓力增加或減少，管壁就要相應(yīng)地加厚或減薄。但這種高壓和低壓 的管道，它們的外徑和公稱通徑相同的普壓管的外徑是一樣的，所以，管壁的加厚或減薄只是引起真正內(nèi)徑的縮小和加大。內(nèi)徑大致相同的同一種管道，它們的外徑都是相同的， 這使管道尺寸的一般規(guī)律。這也就是公稱通徑和真正內(nèi)徑不一致的原因。再鑄鐵管和一幫昂觀眾，由于壁厚變化不大， 公稱通徑的數(shù)值比較簡單，用起來也方便，所以采用公稱通徑的叫法。但由于管壁變化幅度較大的管 道，

11、一般就不采用公稱通徑的叫法了。無縫鋼管就是典型例子。同一外徑的無縫鋼管，它的壁厚有十幾種的規(guī)格。例如，外徑108毫米的無縫鋼管，壁厚從3毫米一直到9毫米，真正的內(nèi)徑在 10290毫米范圍內(nèi)變化，這樣，就沒有一個合適的尺 寸可以代表內(nèi)徑。所以無縫鋼管的規(guī)格一般用外徑x壁厚”來表示。例如108x 4和108 x 6的無縫鋼管，外徑皆為108毫米，壁厚分別為4及6毫米。管壁很厚的無縫鋼管只用在壓力 很高的管道上。其管壁厚度都在3.58毫米范圍內(nèi)，而且只應(yīng)用于蒸汽管道和制造管道零件?？蓞⒖急?0及表18等的無縫鋼管尺寸。為什麼不按公稱通徑加工管子的內(nèi)徑呢？因?yàn)?，加工管子時(shí)把管子的外徑制造成一樣大小好這

12、樣，管子的內(nèi)徑就相應(yīng)做接頭，但當(dāng)管子承受的壓力不同的時(shí)候，就要改變管壁的厚度, 地發(fā)生變化了。所以，不要按公稱通徑加工管子的內(nèi)徑。第三題怎樣選擇管道材料？表2是一個選擇管道的參考資料。表中：白鐵管指鍍鋅鋼管，黑鐵管指一般鋼管；Pg表示公稱壓力（P代表壓力，g代表 公"字拼音的第一個字母），單位為公斤/厘米2； t表示攝氏 溫度的度數(shù)；Pg最高為13公斤/厘米2,指一般工業(yè)鍋爐的壓力。某一種管材所適用的范圍，在表中由不同的面積形狀反映出來。例如，室外管道輸送公稱壓力913公斤/厘米2的飽和蒸汽，從Dg25到Dg150應(yīng)用無縫鋼管；從Dg25到Dg150的白鐵管和黑鐵管可以用于室 內(nèi)、外

13、的凝結(jié)水和室內(nèi)給水；Dg25和Dg50的白鐵管和黑鐵管可以用于室內(nèi)、外的熱水和給水;Dg80以上的室外給水管應(yīng)用鑄鐵管和石棉水泥管；Dg80到Dg150的熱水管應(yīng)用無縫鋼管。管道材料的選擇表2流動壓力 Pg(kg/cm2)室內(nèi)或Dg公稱通徑（毫米）物資及水溫t室外255080100150200250300400500飽和蒸汽Pgw8室內(nèi)螺旋縫電焊鋼管Pg= 9 13室外無縫鋼管凝結(jié)水室內(nèi)白 鐵 管Pg<8或室外熱 八、水Pg<8w 130室內(nèi)及室外黑鐵管無縫鋼管給 水Pgw 10Tw 50室內(nèi)室外稀酸稀堿液Pg=2.56.0室內(nèi)硬聚氯乙烯雨水無壓室內(nèi)鑄鐵管室外陶土管生產(chǎn)污水室內(nèi)排水

14、鑄鐵管鋼筋混凝土室外混舌凝土管陶土管、陶瓷管生活污水室內(nèi)排水鑄鐵管、陶土 管室外陶土管、混凝土管、管道水力計(jì)算第四題什麼叫做管道的流量？怎樣計(jì)算管道的流量？一根水管，在一定的時(shí)間內(nèi)，流過一定體積的水，這個水的立方米的數(shù)值就是管子的流量。例如，在一小時(shí)內(nèi)流過1立方米的水，就叫做1小時(shí)1立方米的流量，用米3/時(shí)表示流量的 單位（時(shí)間也可改用1秒，1分甚至1天，體積也可以改用升或毫升等，這樣可以組成其它的流量單位，如米 3/秒、升/秒等）。管子里的流量，是由管子的橫斷面的面積和水流的速度 相乘得來的。每小時(shí)的流量公式如下：流量=3600 x管子面積x流速管子面積=3.14 x （半徑）2或管子面積=

15、0.785 x （半徑）2式中 流量單位為米3/時(shí)；流速單位為米/秒；半徑或直徑單位為米；3600是1小時(shí)折合成的秒數(shù)。因?yàn)槊娣e（米2） x流速（米/秒）的結(jié)果得米3/秒，指1秒鐘內(nèi)的流量，因此，折合 成1小時(shí)的流量米3/時(shí)，就要乘上3600這個數(shù)。例1 Dg100的管子，流速為1米/秒時(shí)，流量是多少？解 流量=3600 x管子面積x流速。先把直徑換算成米，管子面積=米2。則 流量=3600 x 0.00785 x 仁28.3 米 3/時(shí)注意，上式不僅適用于水，也適用于其它液體或氣體。如果管道里流的是水，我們計(jì)算的就是多少米3/時(shí)的水，如果流的是蒸汽，我們算得的就是多少米3/時(shí)的蒸汽。流量，也

16、可以用重量來表示。因?yàn)?米3的水恰好是1噸，所以我們又把水管的1米3/時(shí)的流量，說成1噸/時(shí)的流量。例1，如果說的是水管，28.3噸/時(shí)。但如果說的是蒸汽管，就 不能把1米3/時(shí)說成1噸/時(shí)了，因?yàn)?立方米蒸汽只有幾公斤重，而且蒸汽的重量是隨它 的壓力變化的，例如，壓力為10公斤/厘米2的蒸汽，每立方米只有 3.5公斤重，1米3/時(shí)的蒸汽流量只合 5.5公斤/時(shí)。因此，如果28.3米3/時(shí)，是蒸汽流量，就應(yīng)該說成28.3 x 5.5=156 公斤/時(shí)。從上式可知，在管子直徑已定的情況下，如果管子里的流速變化的時(shí)候，流量也要跟著變化。 變化的關(guān)系如下式：例2Dg100的管子，當(dāng)流速為 1米/秒，

17、流量為28.3噸/時(shí)，求流速2米/秒時(shí)，流量是多少？解： 則：第五題在流速相等的條件下，Dg200管子的流量是Dg100管子的流量的幾倍？由于直徑200是直徑100的兩倍，所以，有人往往會誤認(rèn)為Dg200管子的流量也是 Dg100管子流量的兩倍，這是錯誤的。正確答案：Dg200管子的流量是Dg100管子流量的4倍。這是從下列公式推算出來的：Dg200管子和Dg100管子分別代表大管子和小管子，所以：上面公式，實(shí)際是管道流量公式的一個應(yīng)用，因?yàn)閺牧髁抗娇傻么蠊茏恿髁?3600 x 0.785 x （大管子直徑）2 x流速小管子流量=3600 x 0.785 x （小管子直徑）2 x流速利用數(shù)學(xué)

18、的演算方法，把兩個公式的兩邊相除，得：然后再用小管子流量乘等式的兩邊，就得大管子流量的計(jì)算公式。這一公式還可以寫成：因此，我們知道，在流速相等的情況下，一根Dg200管子可以頂4根Dg100管子使用，一根Dg500管子可以頂4根Dg250管子使用（這里沒有考慮阻力不相等的問題，參看第十五題）。同樣計(jì)算：這也就是說，一根 Dg200管子可以頂16根Dg50管子使用。從上述情況看出，當(dāng)兩根管子 流速相等時(shí)，兩根管子的流量各自與其直徑的平方成正比。第六題有沒有簡單的方法，可以記住各種管子的大致流量？有的，如果我們記住Dg100為30噸/時(shí)，再利用管徑與流量的關(guān)系，其他管徑的管子流量就 可以推算出來了

19、。女口Dg200管子的流量為 22 x 30=120噸/時(shí)，Dg300管子的流量為 32 x30=270噸/時(shí)，Dg50管子的流量為 Dg25的管子流量為這30噸/時(shí)的流量是怎樣來的？我們已知，當(dāng)流速為1米/秒時(shí)，Dg100管子的流量是28.8噸/時(shí)，那麼流量30噸/時(shí)的流速，只比1 米/秒稍大一些，因此粗算時(shí)，我們可以認(rèn)為流速 也是1米/秒，這樣好記又好算。同樣，記住Dg100管子流量30噸/時(shí)的流速是1米/秒，其他流速的流量，也可以利用流速 和流量的關(guān)系算出來。例如，當(dāng)流速提高為2米/秒時(shí)，流量就是，當(dāng)流速降為0.5米/秒時(shí)， 流量就是 因此，Dg100管子的流量算出來，其它管徑的流量也就

20、同樣可以算出來。第七題管道里的流速有沒有限制？管道里流速的大小是一個經(jīng)濟(jì)問題，同樣的管子，管子大流速就小，這時(shí)雖然輸送水的電費(fèi)低了（參看下面流速與阻力的關(guān)系），但管子的費(fèi)用就高了。相反，如果管子很小，雖然管 子價(jià)錢低了，但經(jīng)常輸送水的電費(fèi)高了。所以，這中間有一個最合算的流速（見表3）。流速一般限制范圍表3適用條件流速（米/秒）室外長距離管線Dg>500Dg<50011.50.51水泵出水管Dg>200Dg<20022.51.52水泵吸水管Dg>200Dg<2001.21.511.2車間一般管線 1.52表3的流量限制反映兩條規(guī)律，第一、管徑大的，流速可以用得

21、高一點(diǎn)；第二、管道短的， 流速也可以用得高一點(diǎn)。這時(shí)在一般條件下的參考。在特殊的情況下無論大官或小管，流速最大可以到2米/秒3米/秒，也可以小到 0.3米/秒。這要結(jié)合施工情況和管道長度以及水 泵等具體工程條件靈活掌握。第八題 管道里的流量不變，他的流速會不會變化？這個問題應(yīng)該附加兩個條件才提得明確， 第一、管子直徑?jīng)]有變化；跌入、 在管道上沒有支 管進(jìn)水，也沒有支管出水。有了這兩個條件可以得出答案：在這條管道上，任何一處的流速都是相等的，并且不會變化。為什麼流速不變呢？因?yàn)榱髁渴怯闪魉俸兔娣e決定的，流量、流速和面積是互相配套的， 這三個因素中，流量和面積不變，流速也不會發(fā)生變化。這個問題的提

22、出是因?yàn)椋?當(dāng)管子流水的時(shí)候， 管道上每一處的壓力都是不同的（從壓力表上可以看出來），往往會使人錯誤認(rèn)為，流速和壓力一樣，也會跟著變化。第九題壓力和流速究竟有什麼關(guān)系？管道里的壓力是順著水流的方向逐漸變小的。但是，管道的流速在流量不變的時(shí)候卻是不變的。我們討論壓力與流速的關(guān)系，實(shí)際是指管道上兩點(diǎn)間的壓力差和兩點(diǎn)間流速的關(guān)系。因?yàn)?，?dāng)管道兩點(diǎn)間的長度固定不變后，決定管道兩點(diǎn)間的流速是兩點(diǎn)的壓力差，而不是某一出單獨(dú)的壓力絕對大小值。壓力差大的時(shí)候，流速就一定大。反之，流速減小，壓力差也一 定變小了。在弄清楚壓力差和流速的關(guān)系前，應(yīng)該先把壓力的概念和單位搞清。第十題壓力表上的壓力大小用公斤表示（例如

23、 2公斤的壓力），另外，我們又常說多少高水柱壓力（例如5米高水柱的壓力），它們之間有什么關(guān)系？我們一般說2公斤壓力，這只是為了說起來方便，但不確切，嚴(yán)格地說，應(yīng)該是2公斤/厘米2,這是指在一個平方厘米的面積上壓有2公斤的力量，包括了一個面積的因素在里面。說得更確切一點(diǎn)，這是一個壓力強(qiáng)度。知道這個壓力強(qiáng)度之后，在任何大小面積上，壓的力 量就可以算出來了。例如，在2厘米2上就有2x 2=4公斤力量，在10厘米2的面積上就有2x 10=20公斤力量。水柱的高度，怎樣能折合成公斤 /厘米2的壓力單位呢？這只要把壓在1厘米2面積上水柱的重量算出來就成了。 例如，5米水柱在1厘米2面積上的體積為500（厘

24、米）x 1（厘米2）=500 厘米3,重量為0.5公斤（因?yàn)?000厘米3水就是1升水，中1公斤），所以5米水柱就折合 成0.5公斤/厘米2的壓力。這里提出了一個重要的換算問題， 10米水柱壓力折合成多少公斤 /厘米2? 10米水柱在1厘 米2面積上的體積為10x 100厘米x 1厘米2=1000厘米3=1升，重1公斤，所以10水柱壓 力恰好折合為1公斤/厘米2的壓力。1公斤/厘米2的壓力相當(dāng)于10米水柱的壓力，這時(shí)一個重要換算關(guān)系。根據(jù)這個關(guān)系，我 們就可以進(jìn)行許多壓力的換算。例如，0.1公斤壓力折合成 0.1 X 10米=1水柱的壓力，100毫米水柱（即為0.1米水柱）的壓力折合成 0.1

25、 X 1/10=0.01公斤的壓力。為什麼要用水柱高來表示壓力呢？這有兩個原因：一個是為了便于計(jì)算阻力（這在以下問題中解答）。另一個是使我們對于壓力有一個概念。例如，一個10米水深的池子，池子底上的壓力就是10米水柱。同樣，如果水管的壓力是1公斤/厘米2,也就是10米水柱的壓力。這個10米水柱高怎樣體現(xiàn)呢？我們?nèi)绻谒艿拇怪狈较蚪右桓茏?，就可以看見這根垂直 管子里的水位上升到 10米的高度。這就給出了一個形象的概念?？偟恼f來，公斤/厘米2這個壓力單位給的是一個抽象的概念。米（水柱）這個壓力單位給出了一個形象的概念。水力學(xué)上又把水柱高度叫做水頭，所以，把5米水柱的壓力也就說成5米水頭。第十一

26、題壓力差和管道的阻力有什么不同？我們在管道上某一點(diǎn)接一個壓力表，所測得的讀數(shù)就是那一點(diǎn)的壓力。在水流動的時(shí)候，管道上的壓力是沿著水流的方向逐漸變小的。例如，在水泵的Dg150出水管上壓力是2公斤/厘米2，但到距這點(diǎn)200米遠(yuǎn)的地方壓力，可能下降成1.5公斤/厘米2。這2-1.5=0.5公斤/厘米2就是兩點(diǎn)間的壓力差。 這個壓力差相當(dāng)于 5米水柱，所以，把5米水柱的壓力也就說 成5米水頭。這5米水柱到哪里去了呢？因?yàn)?，水在這200米管道里流動的過程中，水與管壁的摩擦以及水域水之間的摩擦而消耗掉了。所以，水力學(xué)把這5米水柱的壓力差叫做水頭損失。它反映了長200米管道的阻力，或者說，在長200米的D

27、g150管道的水流過程中，由于管道的阻力，產(chǎn)生了 5米的水頭損失。管道的阻力和壓力差（或水頭損失）在數(shù)值大小上是相等的，但管道阻力指的是本質(zhì)的東西，壓力差指的是阻力所產(chǎn)生的現(xiàn)象。由于管道阻力只能通過壓力差才能測出來，所以說，壓力差與流速的關(guān)系，實(shí)際是指管子阻力與流速的關(guān)系。也就是說，必須知道一段管道兩頭的壓力差和這段管道的長度，才能算出管子每1米的阻力和這段管道 里的流速來。必須指出，決定流速是管道兩點(diǎn)間的壓力差，而不是某一處的壓力大小。因此，如果壓力差不變（也就是管道的阻力不變），流速也就不變。如上例，這段長 200米的Dg150管道兩頭的 壓力，如果分別換成4公斤/厘米2及3.5公斤/厘米

28、2或者10公斤/厘米2及9.5公斤/厘米2, 由于壓力差仍然是 0.5公斤/厘米2,所以管子里的流速也就保持不變。至于2公斤/厘米2、4公斤/厘米2及10公斤/厘米2這些壓力本身所引起的差異，我們在第二十三題討論 第十二題管子的阻力怎樣計(jì)算？管子的阻力是用試驗(yàn)求得的，如公式： 管道阻力=管道長度x管道1米的阻力管道1米的阻力=阻力系數(shù)x （流速）2第一個公式，說明管道的阻力和它的長度成正比例。10米管子的阻力就是1米管子的10倍。所以，1米管子的阻力知道了，乘上管長，就得出管道的總阻力。第二個公式，說明怎樣計(jì)算1米管子的阻力。從公式可以看出1米管子的阻力與流速的平方 成正比例。阻力系數(shù)是通過試

29、驗(yàn)求得的，它本身可以寫成一個復(fù)雜的公式。如兩根管子的材料（包括管壁粗糙度相同）、管徑和在館子里流動的物質(zhì) （例如都是水）以及溫度都是一樣的話， 那么用試驗(yàn)求出的阻力系數(shù)大小也是不變的。如果管子里流動的物質(zhì)不變，管徑變了或者管子里面管壁的粗糙程度也變了，那么阻力系數(shù)也就變了。同樣一根管子，雖然它的管徑和管壁的粗糙程度式固定了的如果用來輸送蒸汽，那么，它的阻力系數(shù)就和輸送水時(shí)的阻力系數(shù)不一樣。阻力系數(shù)的公式為什么復(fù)雜呢？就因?yàn)樗仨毞从尺@些變化的規(guī)律。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們不是從頭去計(jì)算每根管子的阻力系數(shù)，而是從已經(jīng)計(jì)算好的表格中，查出管子1米的阻力（見表4-1及表4-2）。第十三題怎樣使用鑄鐵管水力計(jì)算

30、表？表4,是從1968年中國工業(yè)出版社出版的給水排水設(shè)計(jì)手冊第四冊，室外給排水一渠水力計(jì)算圖表編制成的，包括Dg500管徑以下的管子，可供一般計(jì)算使用。表4中的流量，列出了兩種單位，一種是升 /秒，一種是米3/時(shí)。表4-1的流量按升/秒成整 數(shù)排列的，表4-2的流量按米3/時(shí)成整數(shù)排列的，以便于查用。1升/秒合3.6米3/時(shí)，所以, 表4-1的第一個流量2升/秒=2 x 3.6=7.2米3/時(shí)。從表4第一豎行，某一管徑向右查，就可以在某一個流量的下面，找到相應(yīng)的流速和阻力。 在本書以后的敘述中，表 4都是指表4-1說的，個別處引用表 4-2時(shí)，則特別注明。 例 查Dg100鑄鐵管，在流量25.

31、2米3/時(shí)及50.4米3/時(shí)的流速和阻力？ 解 有Dg100 一行向表的右方找，在流量 25.2米3/時(shí)的下面查到流速為 0.91米/秒，每米阻 力為18.6毫米水柱，在 50.4噸/時(shí)流量下查到流速為 1.8米/秒，阻力為71.6毫米水柱。 知道每1米阻力后，管道的總阻力就可以用管子的長度乘每1米的阻力求得。例如，在流量25.2米3/時(shí)，管長100米，求Dg100管道阻力為：100 x 18.6=1860 毫米=1.86 米在流量為50.4噸/時(shí)，管長100米時(shí)，求Dg100管道的阻力為：100 x 71.6=7160 毫米=7.16 米注意，表4中阻力損失單位為毫米，計(jì)算時(shí)要換算成米。說明

32、：1、流速單位：米/秒；阻力（指每米管子的壓力損耗）單位：毫米水柱/米2、應(yīng)用表4-1和表4-2時(shí)，請將下半部分拼在上半部分的右邊，即組成一個整表，便于 查看。第十四題表4的鑄鐵管水力計(jì)算表做了哪些簡化，會不會影響計(jì)算的準(zhǔn)確度？表4,是從給水排水設(shè)計(jì)手冊的管渠水力計(jì)算圖表上，做了以下簡化：（一）精簡了 Dg50以下管子和Dg600以上管子的資料，因?yàn)橐话悴怀Ｓ眠@些管子。（二）精簡了流量的資料。例如Dg75管子流量，原書從 0.9升/秒起到13.0升/秒，每隔0.1升/秒有一個流量。表4簡化為每隔1升/秒一個流量，而且限于2升/秒到11升/秒的范圍內(nèi)。 這樣的表，在一般設(shè)計(jì)中是夠用了。因?yàn)榱魉侔?/p>

33、括0.5米/秒到2.6米/秒這個范圍，復(fù)合管道流速的一般要求。Dg75管子的流量每隔1升/秒也是合適的，因?yàn)樵诹魉俜矫嬷挥屑s0.2米/秒的變化。（三）對于流速，表4中只取兩位數(shù)，阻力只取一位小數(shù)。是由原表按四舍五入的辦法得來 的。這對一般計(jì)算的影響很小，可以簡化。第十五題從鑄鐵管水力計(jì)算表可以找到那些規(guī)律？可以找到兩條規(guī)律：第一、阻力和流速之間的關(guān)系。從表4的資料，可以計(jì)算出管子的主力系數(shù)，因?yàn)楣茏?米長的阻力=阻力系數(shù)x （流速）2所以例如，Dg100管子在流速0.91米/秒（流量25.2米3/時(shí)），阻力為18.6毫米， 則在流速為1.4米/秒時(shí)，阻力44.2毫米（流量38.7米3/時(shí)）,則

34、這證明了阻力系數(shù)是不變的 （參考第十二題）。然后，用流速的變化推算阻力，得下列公式： 例 Dg100管子，流速在0.7米/秒時(shí)的阻力為10毫米，求流速1.4米/秒時(shí)的阻力。 解第二、阻力和管徑間的規(guī)律。兩根管子在長度和流速都相等的情況下，究竟大管徑的管子阻力大，還是小管徑的管子阻力大？我們從表4中的數(shù)據(jù)，可以找出規(guī)律，如下式：或上式告訴我們，流速相等和長度一樣的兩根管子，管徑越小，阻力越大。在選用小管徑的管子時(shí)，要注意這一點(diǎn)第十六題知道管道阻力的規(guī)律有什么用處？有下列三個方面的用處：第一、在設(shè)計(jì)時(shí)，可以幫助我們選擇經(jīng)濟(jì)合理的管徑。如第七題提出的限制流速的原因。為什麼一般流速都在 1.5米/秒以

35、下呢？因?yàn)樵诹魉俅蟮臅r(shí)候，阻力就增加的快。例如，2米/流速的阻力，就是1米/秒流速阻力的4倍，因此，電費(fèi)也是 4倍，這就不合算了。為什麼Dg500以上大管子的允許流速可以高一些，而小管徑的允許流速卻要低一些呢？因 為在同樣的流速下，小管徑的阻力比大管徑的阻力大得多，如Dg250管子的阻力比 Dg500管子的阻力至少大一倍，Dg100管子的阻力比 Dg200的管子的阻力也至少大一倍，所以，管子越小，越要用低流速。第二、在維修或更換管子時(shí)，可以幫助我們估計(jì)不同管徑的阻力變化。例同樣的流量如果用 Dg100管子代替Dg150管子，阻力增加多少倍呢？解 （1）先求Dg150管子及Dg100管子的面積比

36、，計(jì)算出阻力因流速加大而增加的倍數(shù)。管子的妙計(jì)減少2.25倍，流速就增大2.25倍，所以 估計(jì)由于管徑減少而引起的阻力加大。由上一問題，知道 Dg100管子的阻力比 Dg150管子的阻力大綜合上述結(jié)果得知：在同樣的流量下，如果，把Dg150管子換成Dg100管子，阻力至少要增大5 x 1.5=7.5倍。例如，從表4中查出，當(dāng)流量為 32.4米2/時(shí)，用Dg100管子，每米阻力為 29.9毫米水柱， 用Dg150管子，每米阻力為 3.9毫米水柱，阻力為這就得除了證明。第三、可以幫助我們推算表4沒有列出的阻力。第十七題怎樣具體利用表4進(jìn)行計(jì)算？有下面幾種情形：（一）已知管道的長度、管徑和流量，求流

37、速和阻力。例DglOO管子，長250米，流量32.4米3/時(shí)，求流速和阻力。解 查表4Dg100的橫行中，流量為32.4米3/時(shí)，得流速為1.2米/秒，每米阻力為29.9毫米，則250米長的管道的阻力 =250 x 29.9=7500毫米=7.5米水柱（二）已知流量，選擇管徑，并計(jì)算流速和阻力。例 一條流水的管道，流量為72.0米3/時(shí)，要輸送600米長，應(yīng)該選用多大的管徑、流速和阻力？解 由表4流量72.0米3/時(shí)一行往下找，先查得Dg150管子流速為1.2米/秒，比一般允許流速大，所以不用這個數(shù)據(jù)。 再查得Dg200管子流速為0.64米/秒，在一般允許流速范圍內(nèi)， 可以采用。Dg200管子

38、每米阻力為 4毫米水柱，故600米長管道的阻力為：600 x 4=2400毫 米=2.4米水柱。（三）已知管徑、管長和兩頭的壓力差，計(jì)算管道里的流速和流量。例Dg150管道，長400米，管道兩頭的壓力差為0.5公斤/厘米2,求管道的流速和流量。解0.5公斤/厘米2壓力=5米水柱壓力=5000毫米水柱壓力 長400米管道的壓力差為 5000毫米水柱，所以每米的壓力差為： 5000 -400=12.5 毫米水柱從表4中Dg150管子這行向右找，在阻力12.5毫米水柱時(shí)，查得流速為1.0米/秒，流量為61.2 米 3/時(shí)。（四）已知管徑，估算管道的大致流量。表4雖然列出了不同流速的許多流量，但從一般

39、管道的允許流速說來，大致都在1米/秒左右，因此，可以按1米/秒流速來查流量，作為一個粗估的數(shù)字。 第六題告訴我們，記住Dg100 管子的流量是30噸/時(shí),用它作為推算其它管子流量的基數(shù)，就是這樣來的。第十八題 表4查不到的流量、流速和阻力，應(yīng)該怎樣計(jì)算？這有三種情形：第一、表中查不出流量來例 可用Dg100管子，流量為30噸/時(shí)，求流速和阻力。解（1）對比計(jì)算法：在表 4中查到Dg100管子的流量在25.2噸/時(shí)，是接近30噸/時(shí)，其流 速為0.91米/秒，每米阻力為18.6毫米水柱。插入計(jì)算法：根據(jù)表4,流量30噸/時(shí)正好在25.2噸/時(shí)及32.4噸/時(shí)兩個流量之間，因此， 流量30噸/時(shí)的

40、相應(yīng)流速和阻力也應(yīng)該在這兩個流量之間。我們可根據(jù)這些數(shù)據(jù)估算：如流量25.2噸/時(shí)的流速為0.91米/秒；流量32.4噸/時(shí)的流速為1.2米/秒。則流量30噸/時(shí)的流 速可以估算成1.1米/秒。這是因?yàn)榱髁繌?25.2噸/時(shí)到32.4噸/時(shí)，增加7.2噸/時(shí)；流速從 0.9米/秒到1.2米/秒增加0.3米/秒。而流量30噸/時(shí)比25.2噸/時(shí)增加4.8噸/時(shí)。按比例， 它的流速應(yīng)增加。所以，流量30噸/時(shí)的流速，應(yīng)該是，在流量25.2噸/時(shí)的流速上，再加流量30噸/時(shí)與25.2噸/時(shí)之間的流速比差則為0.9+0.2=1.1米/秒。用同樣的方法，流量25.2噸/時(shí)的阻力為18.6毫米，流量32.

41、4噸/時(shí)的阻力為29.9毫米，可以得出 30噸/時(shí)的阻 力為26毫米（由表4-2可以直接查出 25.6毫米）。（3）直接估計(jì)法：這是一種在急需的情況下采用的簡便方法。如在0.91米/秒和1.2米/秒兩個流量間可以直接估出1米/秒這個流速。在18.6毫米水柱和29.9毫米水柱兩個阻力間可以估出26毫米水柱，即便估計(jì)得不太準(zhǔn)，估成25毫米或27毫米，對計(jì)算的精度影響不大。第二、表中查不出流速來例 可用DglOO管子，流速為1米/秒，求流量和阻力。解 從表4中查到DglOO管子流速為0.91米/秒時(shí)，流量為25.2噸/時(shí)，阻力為18.6毫米水 柱，所以得：同樣，仿照上面第一解（2）和解（3）的辦法計(jì)

42、算。按照解（3）的辦法可直接估出流速 1米/秒的流 量約為28噸/時(shí)左右，阻力約為 23毫米左右。第三、表中查不出阻力來例 可用Dg1OO管子，200米長度上的壓力差為 0.8公斤/厘米2，求流速和流量。解 壓力差0.8公斤/厘米2合8米水柱壓力，所以得：從表4查到40毫米水柱的阻力在 29.9毫米及44.2毫米間，其流速為 1.2米/秒及1.4米/秒, 所以取中間流速1.3米/秒，其流量為32.4噸/時(shí)及39.6噸/時(shí)，取中間流量36噸/時(shí)。最后， 得出40毫米水柱阻力的流速為1.3米/秒，流量為36噸/時(shí)。第十九題在實(shí)際工作中，究竟怎樣體現(xiàn)一段管道的壓力差產(chǎn)生一定的管道流速？我們知道管道兩

43、頭有壓力差，水才會流動，也就是說，壓力差產(chǎn)生了流速，但是在實(shí)際工作中，這個壓力差怎樣產(chǎn)生的呢？這個問題使我們對于壓力的理論需要進(jìn)一步探討，同時(shí)也把我們逐漸引入有關(guān)水泵的討論?，F(xiàn)在舉例說明如下：例 如第十七題中的例題，長400米的Dg150管道，在5米水柱壓力差下， 流量61.2噸/時(shí)，流速1米/秒。這5米壓力差可由三個基本情況表示出來：（1）把400米長的管道鋪成斜坡，這一頭比另一頭高出5米，這5米高差就產(chǎn)生5米水柱的壓力差。因此，如果從高的一頭不斷進(jìn)水，那么，管道的流量一定時(shí)61.2噸/時(shí)，流速就一定是1米/秒。管道的坡道可以表示為 5/400（讀成四百分之五，400米是坡度的斜邊長度。嚴(yán)格

44、說，坡度應(yīng)該用水平距離除高差來表示，由于水平距離比400米略小，所以真正的坡度應(yīng)該比5/400略大）,但一般管道的坡度都用千分之幾表示，5/400可以換算成，因此，這段管道的坡度應(yīng)該表示成，簡寫成12.5 %o（讀成千分之十二點(diǎn)五）。這個計(jì)算表明，如果，把Dg150管道按12.5%。的坡度鋪設(shè)，那它就能保證水的流速為1米/秒，流量為61.2噸/時(shí)。12.5%。的坡度也就是每米（1000毫米）管道兩段的高差是12.5毫米，這12.5毫米水柱也就是 Dg150管 道在流量為61.2噸/時(shí)每一米的阻力（見表4）。長400米Dg150的管道鋪成水平的， 但一頭接在水池上， 池里的水位比管中心高出 5米

45、， 并且保持不變，那么， Dg150管子里的流量也就保持為 61.2噸/時(shí)不變，流速也就是 1米/ 秒。（3）把Dg150管接在水泵出水管上（水泵流量要大于 61.2噸/時(shí)），長400米管道也是水平的， 管道兩端都裝壓力表，并且在400米長管道前面還有閘門。在水泵開動后，如果我們能調(diào)節(jié)閘門，時(shí)兩個壓力表的讀數(shù)恰好是0.5公斤/厘米2（即5米水柱），那么，管子的流量一定時(shí)61.2噸/時(shí)，流速也一定是1米/秒。這里，我們不規(guī)定多大流量和多大揚(yáng)程的泵，只要做到 這條管道兩頭的壓力差是0.5公斤/厘米2。那么，這個61.2噸/時(shí)的流量和1米/秒的流速就會得到保證。上面說的只是基本情況，但它們間還可以互

46、相組合起來產(chǎn)生壓力差。例如，把長400米Dg150管子兩端鋪成2米的高差，高的一頭接水泵，如果在高低兩段的壓力表能量得0.3公斤/厘米2（合3米水柱）的壓力差，那么，總的壓力差也是5米水柱，所以，流量也一定是61.2噸/時(shí)。這就是應(yīng)用上面（1）和（3）的情況組合產(chǎn)生的壓力差。但這里和（3）情況不同的是：上面的0.5公斤/厘米2壓力差圈是由水泵給的，這里水泵只給0.5 0.2=0.3公斤/厘米2的壓力差，0.2公斤/厘米2壓力差是2米高差所給的。這個道理對于后面理解水泵的揚(yáng)程時(shí)很重要。又如，水池的水在管道這一頭中心線上有3米深，把長400米的Dg150管道的另一頭鋪設(shè)成 2米高，也同樣得到總壓力

47、差為 5米，所以流量也一定是 61.2噸/時(shí)，這就是利用（1）和情況的 組合.第二十題管道的總阻力包括哪些部分？上面都是討論直管子的阻力。但管道一般都包括有許多管件，如彎頭、三通、閘門和指揮法等等。水流過這些管件的時(shí)候， 也同樣要克服阻力。這些管件所產(chǎn)生的阻力，我們叫做局部 阻力。另外，我們把直管子的阻力叫做沿程阻力。所以：管道總阻力=管道沿程阻力+管道局部阻力。（單位:毫米水柱）。從表4查出每米長的阻力后， 就可以計(jì)算出管道的沿程阻力。剩下的問題是如何計(jì)算管道的局部阻力。第二十一題管道的局部阻力應(yīng)該怎樣計(jì)算？管道的局部阻力也和管道的沿程阻力一樣，可用下式表示：管道的局部阻力=局部阻力系數(shù)x流

48、速 2（單位：毫米水柱）。不同的管件，局部阻力系數(shù)也是不同的。局部阻力系數(shù)是靠實(shí)驗(yàn)得來得，計(jì)算管件阻力的時(shí)候也是先把局部阻力系數(shù)求出來，然后乘上流速的平方數(shù)值。表5列出常見的鑄鐵管道的局部阻力系數(shù)，供參考。 鑄鐵管道的局部阻力系數(shù)表5管件（管道賞零件）名稱阻力系數(shù)90。彎頭1545。彎頭30異徑管由大口流向小口15由小口流向大口30轉(zhuǎn)彎，由中口向直管流水（用中口流速計(jì)算）75轉(zhuǎn)彎，由直管向中口流水（用直管流速計(jì)算）75通管轉(zhuǎn)彎，由中口向直管兩頭通式供水（用直管流速計(jì)算）75轉(zhuǎn)彎，兩頭直管冋時(shí)向中口流水（用中口流速計(jì)算）150直流，中口不進(jìn)水不出水5直流，中口冋時(shí)出水（用管件前的流速計(jì)算）50直

49、流，中口冋時(shí)進(jìn)水（用管件后的流速計(jì)算）25水泵進(jìn)口（或進(jìn)水池）50閘閥（全開）5閘閥（開止回閥半）10085吸水管濾網(wǎng)（無底閥）150底閥代濾網(wǎng) 300注：局部自力系數(shù)，是將通常的計(jì)算公式簡化后求出來的平均值例Dg150的90°鑄鐵彎頭，流量61.2噸/時(shí)，阻力多大？解 先查表4 Dg150管子在流量61.2噸/時(shí)的流速為1米/秒，再查表5中90°彎頭的阻力系 數(shù)為15,所以：Dg150的90。彎頭阻力=局部阻力系數(shù)x流速 2=15 x 12=15毫米水柱表5所列的項(xiàng)目有限，同時(shí)每一個局部阻力系數(shù)是一般平均值。例如，90°鑄鐵彎頭的局部阻力系數(shù)為15,但當(dāng)彎曲半徑

50、變了，這個系數(shù)也就相應(yīng)地變了。如果是焊接的鋼管彎頭， 則系數(shù)更不同了。從表中看出，底閥、吸水管濾網(wǎng)、止回閥、三通等阻力系數(shù)較大，其它管 件的阻力系數(shù)都較小。至于表5中沒有列出來的其它管件的局部阻力系數(shù)，都在30 50以下，按管道流速算出來的阻力也是比較小。因此。在一般的管道流速范圍內(nèi)，特別是管道比較長，局部阻力比沿程阻力小得多的時(shí)候，這就沒有必要把局部阻力算得很精確。第二十二題究竟實(shí)際管道的阻力應(yīng)該怎樣計(jì)算？舉例說明如下：圖1給水管道系統(tǒng)是由吸水井向沉淀池送水，公包括三臺10Sh-13水泵（先不管水泵的型號），平時(shí)使用二臺，每臺輸水量 400噸/時(shí)，共輸水800噸/時(shí)（圖中只畫出最邊上的一臺水

51、泵）。這800噸/時(shí)的流量要送進(jìn)三座沉淀池里（圖中只畫出外邊的一座）。沉淀池的流量是按300噸/時(shí)考慮的。從吸水井底閥起到水泵止為Dg300管道，從水泵到500 x 250異徑管止為Dg250管道，從Dg500 x 250異徑管起到入沉淀池前Dg500 x 250三通止為Dg500管道，從沉淀池前Dg500 x 250三通起到入沉淀池口止為Dg250管道（圖1如下）。例1計(jì)算從水泵出水管口Dg500 x 250異徑管起到沉淀池進(jìn)水口處止，一段管道的總阻力（按二臺水泵流量800噸/時(shí)計(jì)算）。解（1）計(jì)算從水泵出水管口Dg500 x 250異徑管到沉淀池前 Dg500 x 250三通的沿程阻力：由

52、表4-2查Dg500管子，流速為1.1米/秒得流量800噸/時(shí)的阻力為每米 3.4毫米。Dg500 管道總長=10+1.5+2.7+15+220+180+525+50+35+50+150+20+235+80+20+10=1604.2 米 疋1604米。所以 Dg500管道的沿程阻力=1604 x 3.4=5450毫米。計(jì)算進(jìn)沉淀池Dg250支管的沿程阻力由表4-2查得Dg250管道流量為300噸/時(shí)，流速為1.7米/秒,阻力為每米19.1毫米。Dg250管長=20+8.5+2+1=31.5 米。所以 Dg250管道的沿程阻力=31.5 x 19仁602毫米以上管道沿程阻力合計(jì) =5450+60

53、2=6052毫米（3）計(jì)算管道局部阻力Dg500管道在流量為800噸/時(shí)，流速為1.1米/秒。圖1,從水泵出水口的 Dg500 x 250異徑 管起到沉淀池前 Dg500 x 250止90°彎頭共有7個，由表5查得90°彎頭的局部阻力系數(shù)為 15,所以，90。彎頭的局部阻力=7 x 15x 1.12=127毫米。Dg500管道上的60。彎頭共有4個，在表5中查不到，所以參考 90。彎頭的局部阻力系數(shù) 15 和45。彎頭的局部阻力系數(shù) 10,取其中間系數(shù)12.5。所以，60°彎頭的局部阻力系數(shù) =4x 12.5 x 1.12=61 毫米。Dg500管道上的45。彎頭

54、共有4個，在表5查得局部阻力系數(shù)為 10,所以，45。彎頭的局部 阻力=4 x 10x 1.12=48 毫米。水通過兩個 Dg500 x 250的三通（一個從中口同時(shí)進(jìn)水，一個中口不進(jìn)水也不出水），查表5得局部阻力系數(shù)分別為 25及5。所以，三通的局部阻力=（25+5） x 1.12=36毫米。Dg500干管向Dg250支管流水，要通過一個Dg500 x 250的三通管，起局部阻力系數(shù)為75,仍用Dg500干管的流速1.1米/秒。所以，Dg500 x 250的三通局部阻力=75 x 1.12 = 90.75疋91 毫米。入沉淀池前的支管上有 Dg250閘閥（全開）一個，局部阻力系數(shù)為 5,有90°彎頭3個，每個 彎頭的局部阻力系數(shù)為 15,支管流速為1.7米/秒。所以，1個閘閥和3個90°彎頭局部阻力 =（5+3 x 15） x 1.72=144.51 毫米。以上管道局部阻力合計(jì) =129+61+48+36+91+14