钢筋混凝土管满流非满流的管道水力计算表
流量与管径、压力、流速之间关系计算公式
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=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。
污水管道水力计算
• 由图11-15可以看出： • 当h/D≈0.95时，Q/Qo呈最大值，Q=1.08700； • 当h/D≈0.81时，v/v0呈最大值，v=1.160 v0。 • 由此可见，圆管输水能力最大时的充满度不是1，即不 是满流，而是充满度为0.95时。 9
（三）污水管道水力计算的控制数据
• 室外排水设计规范中对于污水管道的设计充满 度、设计流速、最小管径与最小坡度等做了规 定，作为设计的控制数据。 • 1.最大设计充满度 • 污水管道设计充满摩是指管道排泄设计污水量 时的充满度。污水管道的设计充满度应小于或 等于最大设计充满度。室外排水设计规范规定 的污水管道的最大设计充满度见表11-4。
13
污水管道的最小管径与最小设计坡度 管道位置 最小管径（毫米） 最小设计坡度 150 0.007 200 0.004
在街坊和厂区内 在街道下
在均匀流情况下，水力坡降等于水力坡度， 即管底的坡度。由均匀流流速公式可知，管 渠坡度和流速之间存在一定的关系。因此， 也可以用最小的设计流速来反映设计流速的 最小值，用最小设计坡度控制污水管渠设计。
• 1．排水管渠横断面形式 • 排水管渠的横断面形式必须满足静力学、水力 学以及经济与维护管理方面的要求。静力学方 面，要求管道具有足够的稳定性和坚固性，在 水力学方面，要求有良好的输水性能能，不但 要有较大的排水能力，而且当流量变化时，不 易在管道中产生沉淀；在经济方面，要求管道 用材省，造价低，在维护管理上要求便于清通。
7
3.圆管流的水力特性
• 城市排水管渠大多为不满流。管渠中水 深h与管径D（或渠高H）之比，即h/D或 h/H称为充满度。圆管不满流和满流时充 满度与水力因素之间的关系如图11-15中 圆管的水力特性曲线所示。图中V0、Q0 表示圆管满流时的流速、流量, u、Q表示 不满流时的流速、流量。
污水管水力计算
第2.2.1条 雨水设计流量按下式计算式中,Q=qψFQ--雨水设计流量(L/s)；q--设计暴雨强度(L/s.ha)；ψ--径流系数；F--汇水面积(ha)注：当有生产废水排入雨水管道时，应将其水量计算在内。
第2.2.2条 径流系数按下表采用。
平均径流系数可按加权平均计算。
径流系数ψ综合径流系数ψ第2.2.3条 设计暴雨强度(见专用表)第2.2.4条 雨水设计重现期：一般选用0.4~3a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用2~5a.第2.2.5条 设计降雨历时，按下式计算：t=t1+mt2式中，t--降雨历时（min)；t1--地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用5~15min；m--折减系数，暗管折减系数m=2，明渠折减系数m=1.2 ;t2--管渠内雨水流行时间(min)注：在陡坡地区，采用暗管时折减系数m=1.2~2.第2.3.1条 合流管道的总设计流量应按下式计算：第2.3.1条 合流管道的雨水重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期。
第3.2.1条 排水管渠的流速，应按下式计算：V=(1/n) R2/3I1/2式中,V--流速 (m/s);R--水力半径(m);I--水力坡降;n--粗糙系数.第3.2.2条 管渠粗糙系数按下表选用:管渠粗糙系数 n第3.2.3条 排水管渠的最大设计充满度和超高，应遵守下列规定：一、污水管道应按不满流计算，其最大设计充满度应按下表采用。
最大设计充满度注：在计算污水管道充满度时，不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核.二、雨水管道和合流管道应按满流计算。
三、明渠超高不得小于0.2m。
第3.2.4条 排水管道的最大设计流速应遵守下列规定：一、金属管道为10m/s；二、非金属管道为5m/s；第3.2.6条 排水管渠的最小设计流速应遵守下列规定：一、污水管道在设计充满度下为0.6m/s；二、雨水管道和合流管道在满流时为0.75m/s；三、明渠为0.4m/s。
钢筋混凝土管满流非满流的管道水力计算表
项目
换算结果
单位
计算公式或者依据
计算值
取值
=⋅
1
v = ⋅ 2/3 ⋅ ⅈ1/2
=
= − sⅈn ⋅ cos ⋅ 2
流量
Q
（m3/s）
流速
v
（m/s）
水力半径
R
（m）
水流断面
A
（m2）
湿周
ρ
1.8
钢筋混凝土圆管-非满流-水力计算（已知管径、流速、流量求充满度、坡度）
项目
单位
流量
Q
（m3/s）
流速
v
（m/s）
水力半径
R
（m）
水流断面
A
（m2）
计算公式或者依据
计算值
=⋅
1
v = ⋅ 2/3 ⋅ ⅈ1/2
=
= − sⅈn ⋅ cos ⋅ 2
= − + sⅈn ⋅ cos ⋅
2
0.06
=2⋅⋅
湿周
ρ
弧度
θ
等于角度×0.01745
粗糙度
n
钢筋混凝土圆管取0.014
坡度
i
充满度
h/D
管径
D
（m）
=2⋅ π− ⋅
0.66
0.93
0.014
0.0002
0.8
（m）
0.3
满度求坡度、流速）
换算结果
4500 m3/h
1.86 m/s
3.30 ‰
满度求坡度、流量）
钢筋混凝土管满流非满流的管道水力计算表
计算值 0.01
取值
0.2 0.09
水力半径 R
������=������/������ ������=(������−sin ������⋅cos ������ )⋅������^2
水流断面 A
（m2） ������=(������−������+sin ������⋅cos ������ )⋅度 充满度 管径
θ n i h/D D （m）
等于角度×0.01745 钢筋混凝土圆管取0.014
0.93 0.014 0.0033 0.8 1
满度、坡度） 换算结果 m3/h m/s
钢筋混凝土圆管-非满流-水力计算（已知管径、流速、充满度求坡度、流量） 项目 流量 流速 Q v 单位 （m3/s） （m/s） （m） 计算公式或者依据
3.30 ‰
充满度求坡度、流量） 换算结果 44 m3/h 0.20 m/s
0.19 ‰
������=2⋅������⋅������
0.06
湿周
ρ
（m）
0.66 ������=2⋅(π−������)⋅������ 等于角度×0.01745 钢筋混凝土圆管取0.014 0.93 0.014
弧度 粗糙度
θ n
坡度 充满度 管径
i h/D D （m）
0.0002 0.8 0.3
充满度求坡度、流速） 换算结果 4500 m3/h 1.86 m/s
水力半径 R
弧度 粗糙度
θ n
坡度 充满度 管径
i h/D D （m）
0.0033 0.8 1
流量、流速） 换算结果 m /h m/s
水管水力计算过程
6 水系统设计6.1 水系统方案选择本设计空调水系统采用一次泵定水量水系统，系统为闭式四管制。
闭式系统中介质不与大气接触，无论是水泵运行或停止期间，管内都始终充满水，可防止管道的腐蚀。
较开式系统水泵扬程小，水力平衡较易。
在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置。
由于建筑平面内外各区均有用水点分布，由于建筑内部布管空间限制，采用同程式系统较为困难。
开始意识到同程系统易于平衡，故设计初期采用了同程式系统。
但布管发现，从水井引出的供水管需先绕到走道尽头，再绕回至另一头，接着供水至各个末端。
部分走道仅供水管就有3排，且考虑到回水管以及凝水管，共有4排空调水管，而在建筑设计中，还有生活热水管道以及生活供水管道需要布置，故对于走道空间较窄的建筑难以采用。
同时考虑到采用各层之间采用同程而每层内部采用异程式系统的大同程小异程时水系统，但布管发现，建筑水井的面积有限，由于北区和南区各只有一个水井，采用此系统将导致水井内多于4条水管，水井面积不够。
由于无法向建筑专业提资料，同时考虑建筑本身设计特点以及建筑的级别，增加水井面积的可能性不大，故不采用。
后期发现若使供水管水流速度小些，沿程阻力减小，并在每层回水干管上加平衡阀，并在各并联支管上安装流量调节装置，增大并联支管的阻力，也可使管路达到平衡，故最终决定采用异程式系统。
定水量系统保持供水量在一定范围内，使供回水温发生变化。
由于水量的损失和泄露，当水量发生波动时，通过安装在回水管与供水管之间的压差控制器进行水量的调节。
系统每一层面的水量根据风机盘管的额定水流量进行计算；而整个系统的总水量需要考虑同时使用系数，根据最大负荷选择空气源热泵，设备的额定流量需满足根据最大冷负荷得出的水量。
因而总立管的尺寸应根据空气源热泵的总水量确定，每一层面的水管尺寸根据风机盘管的额定流量确定。
无需将所有风机盘管的额定流量相加，那是无实际意义的。
6.2 水系统分区6.3 空调冷冻水系统6.3.1 冷冻水系统形式冷冻水系统型式为一次泵变流量冷冻水系统，在供回水之间加压差控制器。
钢筋混凝土管满流非满流的管道水力计算表
1.86
水力半径 R （m）
0.30
水流断面 A （m2）
0.67
湿周 ρ （m）
弧度 θ 粗糙度 n
坡度 i 充满度 h/D
管径 D （m）
等于角度×0.01745 钢筋混凝土圆管取0.014
2.21
0.93 0.014 0.0033 0.8 1
量、流速） 换算结果 m3/h m/s
度、坡度） 换算结果 m3/h m/s
管径 D （m）
等于角度×0.01745 钢筋混凝土圆管取0.014
4.50
0.64 0.014 0.0040 0.9 1.8
钢筋混凝土圆管-非满流-水力计算（已知管径、流速、流量求充满度、坡度）
项目
单位
计算公式或者依据
计算值 取值
换算结果
流量 Q （m3/s）
1.25
4500
流速 v （m/s）
1.86
2.21
0.93 0.0033
0.014
0.8 1
钢筋混凝土圆管-非满流-水力计算（已知管径、流速、充满度求坡度、流量）
项目
单位
计算公式或者依据
计算值 取值
流量 Q （m3/s）
0.01
流速 v （m/s）
0.2
水力半径 R （m）
0.09
水流断面 A （m2）
0.06
湿周 ρ （m）
弧度 θ 粗糙度 n
坡度 i 充满度 h/D
管径 D （m）
等于角度×0.01745 钢筋混凝土圆管取0.014
0.66
0.93 0.0002
0.014
0.8 0.3
满度求坡度、流速） 换算结果 4500 m3/h 1.86 m/s
室外排水设计规范
《室外排水设计规范》GB50014-2006 水力计算：1. 排水管渠的流量，应按下列公式计算：Q=Av式中Q--- 设计流量（m3/h ）A=水流有效断面面积（m2）V=流速（m/s）2. 排水管渠的流速，应按下列公式计算：V=1/n（R2/3 I 1/2）式中v= 流速（m/s）R=水力半径（m）I= 水力坡度n=粗糙系数3. 排水管渠粗糙系数，宜按下表规定取值。
排水管渠粗糙系数管渠类别粗糙系数n 粗糙系数nUPVC管、PE管、玻璃钢管0.009-0.011 0.015 石棉水泥管、钢管0.017管渠类别浆砌砖渠道浆砌块石渠道0.012陶土管、铸铁管0.013 干砌块石渠道0.020-0.025混凝土管、钢筋混凝土管0.013-0.014 土明渠0.025-0.030水泥砂浆抹面渠道（带草皮）4. 排水管渠的最大设计充满度和超高，应符合下列规定：（1）重力流污水管道应按非满流计算，其最大设计充满度，应按下表规定取值最大设计充满度最大设计充满度管径或渠高（mm）200-3000.55350-4500.65500-9000.70≥10000.75（2）雨水管道和合流管道应按满流计算（3）明渠超高不得小于0.2m5. 排水管道的最大设计流速，宜符合下列规定（1）金属管道为10.0m/s（2）非金属管道为5m/s6. 排水明渠的最大设计流速，应符合下列规定：（1）当水流深度为0.4-1.0m 时，宜按下表规定取值明渠最大设计流速明渠类别最大设计流速粗砂或低塑性粉质粘土0.8粉质粘土1.0粘土1.2草皮护面1.6干砌块石2.0浆砌块石或浆砌砖3.0石灰岩和中砂岩4.0混凝土 4.0（2）当水流深度在0.4-1.0m 范围以外时，上表所列最大设计流速宜乘以下列系数h< 0.4m 0.851.0 <h<2.0m 1.25h≥2.0m 1.407. 排水管渠的最小设计流速，应符合下列规定：（1）污水管道在设计充满度下为0.6m/s 。
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钢筋混凝土圆管-非满流-水力计算（已知管径、流量、充满度求坡度、流速）
项目
单位
计算公式或者依据
计算值 取值
流量 Q （m3/s）
1.25
流速 v （m/s）
1.86
水力半径 R （m）
0.30
水流断面 A （m2）
0.67
湿周 ρ （m）
弧度 θ 粗糙度 n
坡度 i 充满度 h/D
管径 D （m）
等于角度×0.01745 钢筋混凝土圆管取0.014
2.21
0.93 0.0033
0.014
0.8 1
钢筋混凝土圆管-非满流-水力计算（已知管径、流速、充满度求坡度、流量）
项目
单位
计算公式或者依据
计算值 取值
流量 Q （m3/s）
0.01
流速 v （m/s）
0.2
水力半径 R （m）
0.09
水流断面 A （m2）
0.06
湿周 ρ （m）
弧度 θ 粗糙度 n
坡度 i 充满度 h/D
管径 D （m）
等于角度×0.01745 钢筋混凝土圆管取0.014
0.66
0.93 0.0002
0.014
0.8 0.3
满度求坡度、流速） 换算结果 4500 m3/h 1.86 m/s
3.30 ‰
满度求坡度、流量） 换算结果 44 m3/h
0.20 m/s
0.19 ‰
1.86
水力半径 R （m）
0.30
水流断面 A （m2）
0.67
湿周 ρ （m）
弧度 θ 粗糙度 n
坡度 i 充满度 h/D
管径 D （m）
等于角度×0.01745 钢筋混凝土圆管取0.014
2.21
0.93 0.014 0.0033 0.8 1
量、流速） 换算结果 m3/h m/s
度、坡度） 换算结果 m3/h m/s
管径 D （m）
等于角度×0.01745 钢筋混凝土圆管取0.014
4.50
0.64 0.014 0.0040 0.9 1.8
钢筋混凝土圆管-非满流-水力计算（已知管径、流速、流量求充满度、坡度）
项目
单位
计算公式或者依据
计算值 取值
换算结果
流量 Q （m3/s）
1.25
4500
流速 v （m/s）
1.86
钢筋混凝土圆管-非满流-水力计算（已知管径、坡度、充满度求流量、流速）
项目
单位
计算公式或者依据
计算值 取值
换算结果
流量 Q （m3/s）
7.19
25901
流速 v （m/s）
2.98
2.98
水力半径 R （m）
0.54
水流断面 A （m2）
2.41
湿周 ρ （m）
弧度 θ 粗糙度 n
坡度 i 充满度 h/D