输水管道水力计算公式选用指南管道输水设计中,水力计算是非常重要的一部分,而水头损失的计算又是重中之重。
只有通过计算水头损失才能正确选择动力设备和输送设备,满足工程中的流量、压力等要求,对于保障工程安全可靠、投资经济合理、运行高效节能具有重要意义。
那么,在市政及水利工程管网设计中:常用的管道水力学计算公式有哪些?有压流管道和重力流管道分别适用什么公式?圣戈班球墨铸铁管的水力学性能实测结果如何?让我们先从管道中水流的形态说起水流形态1883年英国物理学家雷诺通过实验研究发现,流体具有两种流动形态:层流和紊流。
而水头损失的规律与流态密切相关。
层流 vs 紊流流体质点作有条不紊的运动,彼此不相混掺的形态称为层流。
流体质点作不规则运动、互相混掺、轨迹曲折混乱的形态叫做紊流。
雷诺等人进一步通过实验研究发现,流体的流态与流速v、管径d、流体的动力粘度μ和密度ρ有关,可通过无因次数-雷诺数Re表示,并以此作为判别两种流态的标准:对于圆形输水管道,临界雷诺数Rek=2000。
✔ 当Re<2000, 流体为层流;✔ 2000<Re<4000,流体处于层流向紊流的过渡区;✔ Re>4000,流体处于紊流区。
在市政及水利工程输水管道中,水流一般都处于紊流状态。
而紊流又分为紊流光滑区、紊流过渡区和紊流粗糙区。
每个水力分区都有各自的水力特点,那么如何用一个统一有效的办法来计算水头损失呢?水头损失实际上,水头损失分为沿程水头损失和局部水头损失。
h=hf+hj式中:h为总水头损失(m);hf为沿程水头损失(m);hj为局部水头损失(m)。
在长距离输水管线中,能量损失主要