管道比摩阻的快速计算
摩阻计算公式
摩阻计算公式摩阻，听起来是不是有点陌生又有点神秘？别担心，让咱们一起来揭开它的面纱，搞清楚摩阻计算公式这个神奇的东西。
先来说说啥是摩阻。
简单来讲，摩阻就是在流体流动过程中，由于流体与管道内壁或者其他物体表面的摩擦而产生的阻力。
想象一下，水在水管里流动，或者空气在风道里穿梭，它们都会受到这样的阻力。
那摩阻计算公式到底是啥呢？常见的摩阻计算公式有达西-威斯巴赫公式（Darcy-Weisbach Equation），它长这样：$h_f =f\frac{L}{D}\frac{v^2}{2g}$ 。
这里的 $h_f$ 表示沿程水头损失，也就是摩阻造成的能量损失；$f$ 是摩擦系数，和管道内壁的粗糙度等有关；$L$ 是管道长度；$D$ 是管道直径；$v$ 是流体的平均流速；$g$ 是重力加速度。
我记得有一次，在学校的实验室里，我们做了一个关于水流摩阻的小实验。
老师给我们准备了不同材质和管径的水管，让我们通过改变水流速度和测量水头损失来验证这个公式。
我当时特别兴奋，拿着尺子和秒表，认真地记录着每一个数据。
当水流快速通过细管的时候，我明显感觉到水的冲击力很强，但是测量出来的水头损失也很大。
而在粗管里，水流相对平缓，水头损失就小了很多。
我一边做实验，一边在心里默默想着那个摩阻计算公式，试图去理解每个参数的意义。
回到公式本身，摩擦系数 $f$ 是个很关键的因素。
它的确定可不简单，要考虑管道的材质、粗糙度，还有流体的性质。
比如说，光滑的不锈钢管和粗糙的铸铁管，它们的摩擦系数就相差很大。
另外，管道长度 $L$ 越长，摩阻通常也会越大。
这就好比跑步，跑的路程越长，你可能就会越累，遇到的阻力感觉也越大。
管径 $D$ 对摩阻的影响也不能忽视。
管径越小，流体受到的限制就越大，摩阻也就相应增加。
这就像在狭窄的通道里走路，总觉得比在宽阔的大道上费劲。
流速 $v$ 的平方也出现在公式中，这意味着流速对摩阻的影响非常显著。
流速越快，摩阻造成的能量损失就会急剧上升。
通风管道阻力的计算与公式
风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l ————风管长度，mRs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施：1. 弯头布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。
通风管道阻力的计算与公式
风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l————风管长度，mRs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施：1.弯头布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。
管道摩阻损失计算方法说明
管道摩阻损失的计算公式根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-2005第6.3.4条规定，后张法构件张拉时，由于钢筋与管道间的摩擦引起的应力损失按下式计算：()1[1]kx L con e μθσσ-=-＋ 式中1L σ——由于摩擦引起的应力损失(MPa)；con σ——钢筋(锚下)控制应力(MPa)；θ——从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和(rad)；x ——从张拉端至计算截面的管道长度(m)；μ——钢筋与管道之间的摩擦系数； k ——考虑每米管道对其设计位置的偏差系数。
根据公式推导k 和μ计算公式，设主动端压力传感器测试值为P 1,被动端为P 2，此时管道长度为l , θ为管道全长的曲线包角，考虑公式两边同乘以预应力钢绞线的有效面积，则可得：)(1 )(121kl e P P P ＋μθ--=- 即： )(12 kl eP P ＋μθ-= 两边取对数可得：)/ln(12P P kl -=+μθ令 )/ln(12P P y -=, 则y kl ＝+μθ由此，对不同管道的测量可得一系列方程式：111y kl ＝+μθ 即 0111=-+y kl μθ222y kl ＝+μθ 即 0222=-+y kl μθn n n y kl ＝+μθ 即 0=-+n n n y kl μθ由于测试存在误差，上式右边不会为零，假设1111F ＝Δy kl -+μθ2222F ＝Δy kl -+μθn n n n y kl F ＝Δ-+μθ则利用最小二乘法原理，同时令21)(i ni F q ΔΣ==有：2121)()(i i ni i i ni y kl F q -+==∑==μθΔΣ当00=∂∂=∂∂kq q μ (3-5) 时，21)(i ni F ΔΣ=取得最小值。
可得：011211112=-+=-+∑∑∑∑∑∑======n i i i n i i n i i i n i i i n i i i n i il y l k l y l k θμθθθμ式中：i y 为第i 管道对应的))/ln((12P P -值，i l 为第i 个管道对应的预应力筋空间曲线长度(m)，i θ为第i 个管道对应的预应力筋空间曲线包角(rad)，n 为实测的管道数目，且不同线形的预应力筋数目不小于2。
(完整版)管道阻力的基本计算方法
管道阻力计算空气在风管内的流动阻力有两种形式：一是由于空气自己的黏滞性以及空气与管壁间的摩擦所产生的阻力称为摩擦阻力；另一是空气流经管道中的管件时 (如三通、弯优等 )，流速的大小和方向发生变化，由此产生的局部涡流所引起的阻力，称为局部阻力。
一、摩擦阻力依照流体力学原理，空气在管道内流动时，单位长度管道的摩擦阻力按下式计算：v2R m4R s2(5— 3)式中Rm——单位长度摩擦阻力，Pa／m；υ——风管内空气的平均流速，m／ s；ρ——空气的密度，kg／ m3；λ——摩擦阻力系数；Rs——风管的水力半径，m。
对圆形风管：R s D4(5— 4)式中D——风管直径， m。
对矩形风管R sab2(a b)(5— 5)式中a， b——矩形风管的边长， m。
所以，圆形风管的单位长度摩擦阻力R mv2D 2(5— 6)摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态细风管内壁的粗糙度有关。
计算摩擦阻力系数的公式很多，美国、日本、德国的一些暖通手册和我国通用通风管道计算表中所采用的公式以下：1 2 lg(K 2.51)3.7D Re(5— 7)式中K ——风管内壁粗糙度，mm；Re——雷诺数。
Revd(5—8)式中υ——风管内空气流速，m／ s；d——风管内径，m；ν——运动黏度，m2／ s。
在实质应用中，为了防备烦杂的计算，可制成各种形式的计算表或线解图。
图5— 2 是计算圆形钢板风管的线解图。
它是在气体压力B＝101． 3kPa、温度 t=20 ℃、管壁粗糙度K ＝ 0．15mm 等条件下得出的。
经核算，按此图查得的Rm 值与《全国通用通风管道计算表》查得的λ／ d 值算出的Rm 值基本一致，其误差已可满足工程设计的需要。
只要已知风量、管径、流速、单位摩擦阻力 4 个参数中的任意两个，即可利用该图求得其余两个参数，计算很方便。
图 5— 2圆形钢板风管计算线解图[例 ]有一个10m长薄钢板风管，已知风量L ＝ 2400m3／ h，流速υ＝ 16m／ s，管壁粗糙度 K ＝ 0． 15mm，求该风管直径 d 及风管摩擦阻力R。
比摩阻 管径 流量计算公式
0.100451063
管道当量绝对粗糙度K
47140.148615213
热媒密度ρ
单位 t/h m kg/m3
数值
备注
18
0.0002 定值
1
1
比摩阻R
Pa/m 47140.148615213
18.219845600
管子内径d
m
0.100451063
管子内径d
m
0.1
管子内径d
m
管道水流量Gt
t/h
18
比摩阻R
Pa/m
热媒密度ρ
kg/m3
1
热媒密度ρ
kg/m3
沿程损失（比摩阻）R Pa/m
47140.148615213
管道水流量Gt
t/h
水管网水力计算表
管道流量计算公式
管径计算公式
数值
备注
已知值
单位
数值
备注
0.0005 定值 管道水流量Gt
t/h
t/h kg/m3 Pa/m
18
935.54 63.359769490
比摩阻R
热媒密度ρ 管道水流量Gt
Pa/m kg/m3 t/h
蒸汽管网水力计算表
K=0.2mm；ρ=1kg/m3；v=2.05×10-6 m2/s
比摩阻计算公式
管道流量计算公式
已知值
单位
数值
备注
已知值
单位
管道当量绝对粗糙度K m
0.0002 定值 管道当量绝对粗糙度K m
热水管网水力计算表
K=0.5mm；t=100℃；ρ=958.4kg/m3；v=0.295×10-6 m2/s
比摩阻计算公式
管道比阻s
管道比阻s摘要：1.管道比阻的概念与意义2.管道比阻的计算方法3.降低管道比阻的措施4.管道比阻在工程中的应用正文：在我们生活和工作中，经常会接触到各种各样的管道，如供水、排水、燃气、石油等。
在这些管道系统中，一个重要的参数就是管道比阻。
本文将从四个方面介绍管道比阻的相关知识，包括概念与意义、计算方法、降低措施以及在工程中的应用。
一、管道比阻的概念与意义管道比阻是指管道内物料在流动过程中所受到的阻力与流体密度的比值。
它是一个衡量管道流动特性的重要参数，对于了解和分析管道的流动性能、优化管道设计、提高输送效率等方面具有很大的实际意义。
二、管道比阻的计算方法管道比阻的计算公式为：比阻= 阻力/ （流体密度× 流速）其中，阻力是指流体在管道内流动过程中产生的阻力，流体密度是指流体单位体积的质量，流速是指流体在管道内的速度。
三、降低管道比阻的措施1.选择合适的管道材料：降低管道材料的摩擦系数，可以减小阻力，从而降低管道比阻。
2.优化管道设计：合理安排管道的直径、长度、弯曲程度等参数，可以有效降低管道比阻。
3.采用流体减阻技术：通过改变流体的流动状态，如引入湍流抑制技术、使用减阻剂等，可以降低管道比阻。
4.定期清洗管道：清除管道内的沉积物和污垢，可以减小阻力，降低管道比阻。
四、管道比阻在工程中的应用1.供水系统：通过计算管道比阻，可以优化供水管道的设计，提高供水效率，降低能耗。
2.油气输送：在油气输送过程中，降低管道比阻可以提高输送效率，降低运行成本。
3.工业流体输送：在各种工业流体输送系统中，合理控制管道比阻有助于提高生产效率，降低能耗。
4.环保工程：在污水处理、废气排放等环保工程中，降低管道比阻可以提高处理效果，降低运行成本。
总之，了解和掌握管道比阻的计算方法及其在工程中的应用，对于我们优化管道设计、提高输送效率等方面具有重要意义。
管路阻力计算公式
管路阻力计算公式管路阻力是指液体在管道内流动时所受到的阻碍，其大小取决于流体的性质、管道的几何尺寸和流动的条件。
在实际工程中，准确计算管路阻力对于流体输送和工艺设计至关重要。
下面将介绍管路阻力的计算公式。
1.法氏公式法氏公式是计算管道流动阻力最常用的公式之一、它适用于圆形截面的水平、直立管道以及部分较短的水平、上升弯头。
其计算公式如下：ΔP=λ(L/D)(ρV^2/2)其中，ΔP为管道中的压力损失，单位为帕斯卡(Pa)；λ为摩擦阻力系数，根据管道的材料及条件可以查表或参考标准值；L为管道的长度，单位为米(m)；D为管道的内径，单位为米(m)；ρ为流体的密度，单位为千克/立方米(kg/m^3)；V为流体的流速，单位为米/秒(m/s)。
2.公因数法公因数法是另一种计算管道阻力的常用方法，适用于两端是同一直径的水平、上升和下降的圆管。
其计算公式如下：ΔP=KρV^2/2其中，ΔP为压力损失，单位为帕斯卡(Pa)；K为公因数，其具体数值根据管道的条件可查表或参考标准值；ρ为流体的密度，单位为千克/立方米(kg/m^3)；V为流体的流速，单位为米/秒(m/s)。
3.长度加速度法长度加速度法适用于水平直管或上升/下降弯头的计算中。
其计算公式如下：ΔP=1/2ρv^2(fL+g)其中，ΔP为压力损失，单位为帕斯卡(Pa)；ρ为流体的密度，单位为千克/立方米(kg/m^3)；v为流体的流速，单位为米/秒(m/s)；f为管道长度与管径之比；L为管道长度，单位为米(m)；g为液体的头压。
4.简化法式对于实际工程中的一些简化计算，可以采用以下常见的简化公式：-窄圆管公式：ΔP=32μLV/D^2，其中μ为动力黏度；-多种流状态公式：ΔP=αρV^2/2，其中α为系数；-工程系数法式：ΔP=βρV^2/2，其中β为系数。
需要注意的是，以上列出的公式都是针对一些特定条件下的近似计算公式，实际计算中需要结合具体的工程情况和流体参数，选择合适的公式进行计算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
区域供热2000.2期
在供热工程设计中,管道比摩阻的计算是必不可少的重要的程序。
比摩阻的取值直接影响到热网的水力工况及工程造价,它的技术性、经济性都比较强,是一个重要的设计参数。
比摩阻的计算一般采用查表法或公式法。
查表法,就是在设计手册的/网络水力计算表0中,根据所设计的流量,选取对应的管径,直接查出比摩阻的数值。
公式法,就是利用比摩阻的公式进行计算:先计算出管道摩擦系数K值,再求出比摩阻R。
K值可用尼古拉兹公式计算:
K=1/(1.14+21g@d/k)2
管道比摩阻R用下列公式计算:
R=6.25@10-2@K/Q@G2/d5
式中:K-管道摩擦系数;
d-管道内径m;
G-管道介质流量t/h;
Q-介质密度kg/m3;
k-管壁绝对粗糙度m;
R-管段比摩阻Pa/m;
查表法和公式法在使用上都存在一定弊病。
查表法,由于/网络水力计算表0中管道规格较少,特别是大管径的比摩阻一般设计手册中都很少见,而且表中流量数值的/空档0较多,查出的比摩阻数值大都是近似值,这就使计算误差很大,造成实际的运行工况与设计工况不相符。
采用公式法计算,虽然不受管径和流量的限制,计算也很精确,但计算太繁琐,速度太慢,所以除了计算特殊的管径、流量采用公式法外,一般很少采用。
本文介绍一种比摩阻快速计算方法。
管道的比摩阻与管段的阻力特性系数和流量的平方均成正比关系。
即:R=SG2Pa/m
式中:S-管段的阻力特性系数
Pa/(m3h)2
表一列出了常用各种规格管道的比摩阻快速计算公式。
用表一的快速计算公式,管径DN25-DN1200m m之间任何流量的比摩阻都可精确、快速计算出来。
例1已知:室外蒸汽网,管径DN300m m,流量G=20T/h,求R=?
计算:R=0.37953@202=151.8Pa/ m
例2已知:室外热水网设计流量120T/h,如果要求R不大于80Pa/m,应选多大管径的管道?
根据快速计算公式:S=R/G2=80/ 1202=0.005555
查快速计算公式S接近于0.005555的管径为DN200的管道,其S=0.00422
此时R=0.00422@1202=60.768Pa/m <80Pa/m,符合选用要求。
管道比摩阻的快速计算
青岛热电集团有限公司刘振
-19-
区域供热2000.2期
-20-
采用快速计算公式,计算速度要比常规公式法快几十倍,此方法不但快速、准确,而且公式可以记在日记本或电子笔记本上随身携带,现场计算非常方便,是查表
法和公式法不能比拟的。
快速计算公式笔者已应用多年,实践证明确实准确、快捷、方便,收到了事半功倍的效果。