管道沿程水头损失三种计算方法
水头损失计算式教学内容
0
小牲畜现有头 数
（设计大牲畜头数） （设计小牲畜头数）
（设计大牲畜）用水量 （设计小牲畜）用水量
hw(m )
L(m )
i
dj(m m)
15
（日总用水量） 57.224702 5.960906479 （日最高时用水量） m3/h
47.687252
（日平均时用 水量）
0.001656 m3/s
公式二：PVCU管
41.25976809
1.719157
（日平均时用 水量）
引水流量 m3/s 管内径 m 管长 m 比降 总损失 m 现有人数 设计人数
设计人总用 水量
0.001194 m3/s 4.3 m3/h
1.719157004 m3/h
日最高时用水 量
沿程水头损失 hi=il
25.47134316
反推管径 22.5
Q D L I=0.000875Q1.761/D4.761 hw=1.1il 人 p=p1(1+0.012)15
（管损、不可预见） （日总用水量）
0.000477544 0.042 4300
0.004451026 21.0533536581000
300 358.7805921
35.87805921
5.381708882
引水流量 （自流工程用）
内径
Q（m3/s） D(m)
管长
L（m）
比降
I=0.000915Q1.774/D4.774
总损失
hw=1.1il
水头损失计算公式 公式一：PE管
0.0016667
0.0408 550
0.046311533 28.0184774706734
局部损失和沿程损失公式
局部损失和沿程损失公式管道损失一般包括两项，即沿程损失与局部损失。
因此，流体流动时上、下游截面间的总水力损失应等于两截面间的所有沿程损失与局部损失之和。
沿程损失实质：沿程。
发生的地点：平顺长。
局部损失实质：由于实际流体具有粘性，在流经有局部变化的管段时将产生碰擦，并产生漩涡而引起阻力损失，即局部损失，因此，其实质是漩涡损失。
发生的地点：管段有局部改变的地点，如突变、渐变、转折、弯曲、分汇流及有阀门等管道附件处。
管道阻力的大小与流体的平均速度、流体的粘度、管道的大小、管道的长度、流体的气液态、管道内壁的光滑度相关。
管道总阻力损失hw=∑hf＋∑hj，hw—管道的总阻力损失（Pa）；∑hf—管路中各管段的沿程阻力损失之和（Pa）；∑hj—管路中各处局部阻力损失之和（Pa）。
hf=RL、hf—管段的沿程损失（Pa）；R—每米管长的沿程阻力损失，又称比摩阻（Pa／m）；L—管段长度（m），R的值可在水力计算表中查得。
也可以用下式计算，hf=[λ×（L／d）×γ×(v^2)]÷(2×g)，L—管段长度（m）；d—管径（m）；λ—沿程阻力因数；γ—介质重度（N／m2）；v—断面平均流速（m／s）；g—重力加速度（m／s2）。
管段中各处局部阻力损失hj=[ζ×γ×(v^2)]÷(2×g)，hj—管段中各处局部阻力损失（Pa）；ζ—管段中各管件的局部阻力因数，可在管件的局部阻力因数表中查得。
水管管路的水头损失=沿程水头损失+局部水头损失沿途水头损失=(λL/d)*V^2/(2g)局部水头损失=ζ*V^2/(2g)水管管路的水头损失=沿程水头损失+局部水头损失=(λL/d+ζ)*V^2/(2g)。
水头损失的计算方法
水头损失的计算方法
1. 嘿，你知道吗，一种计算水头损失的办法就是沿程水头损失计算呀！就好比你走一条长长的路会觉得有点累一样，水在管道里流动也会有类似的消耗呢。
比如水流过一根长长的水管，那它在这个过程中损失的能量就可以通过相应的公式算出来哟！
2. 还有哦，局部水头损失的计算也很重要呢！这就像你跑步时突然遇到个小坡，速度会一下子受到影响。
像水在经过一些弯头、阀门这些地方时，也会产生局部的水头损失呢，这可不能忽略呀！
3. 嘿，那水力坡度法也能用来算水头损失呢！想想看，就像爬山时的坡度一样，知道了这个坡度，就能大概知道难度有多大啦。
水在流动中，根据这个水力坡度也能算出它的水头损失呢！比如说在一个有坡度变化的水道里。
4. 你可别小看了经验公式法呀！这就如同一位经验丰富的老手给你的小窍门。
有时候，通过一些简单的经验公式，就能快速地算出水头损失呢。
好比在一个常见的水流场景中，用这个方法就能轻松搞定。
5. 还有模型试验法嘞！哇，这就好像做个小实验一样有趣。
通过建立一个小模型，来模拟实际的水流情况，从而得出水头损失的数据，多有意思呀！像在一个设计新的水利设施的时候就能用上。
6. 最后呀，当量长度法也得知道呢！这就像是给不同的东西都取个一样的标准来衡量。
水在遇到各种复杂情况时，可以把它转化成当量长度来计算水头损失哟。
比如在一个管道系统里有各种不同的部件的时候。
我觉得呀，这些计算方法都各有各的用处，要根据不同的情况灵活选择，这样才能准确算出水头损失呢！。
沿程水头损失和局部水头损失
lgRe
匀砂粒粗糙的管路中进行了系统的沿程阻力系数和
断面流速分布的测定，得出λ与Re之间的关系曲线，
如图所示。
沿程水头损失和局部水头损失
1.2 湍流沿程水头损失计算
1.1
1.0
a
0.9
根据λ的变化特性，图中曲线 0.8
可分为5个阻力区。
lg(100λ) 0.7
—r0
e
ks
15
第Ⅰ区（ab线，lgRe＜3.36， 0.6
0.6
60
0.5
b
126
0.4 252
0.3
507
0.2
d
f
2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0
lgRe
沿程水头损失和局部水头损失
1.2 湍流沿程水头损失计算
第Ⅲ区（cd线，lgRe＞3.6，
126
0.4
于一定的管路，λ在该区常数。由 0.3
252 507
式（5-1），沿程水头损失与流速
0.2
d
f
2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0
lgRe
的平方成正比，故湍流粗糙区又
称阻力平方区。
沿程水头损失和局部水头损失
则d=对显4于然R，边，d长对e=为于4Ra边。、长表b的为示矩a非的形圆正断管方面的形来当断说量面，直来其径说当为，量水其直力当径半量径d直e 的径44Rd倍e=。4a。2(aab
b)
2ab ab
有了当量直径de，仍可用达西公式计算非圆管的沿程水头损失，其公式如下
管道沿程水头损失计算公式
管道沿程水头损失计算公式摘要：I.引言A.介绍管道沿程水头损失的概念B.说明计算管道沿程水头损失的重要性II.达西公式A.介绍达西公式B.达西公式公式推导C.达西公式应用举例III.海曾威廉公式A.介绍海曾威廉公式B.海曾威廉公式公式推导C.海曾威廉公式应用举例IV.舍维列夫公式A.介绍舍维列夫公式B.舍维列夫公式公式推导C.舍维列夫公式应用举例V.总结A.比较三种公式B.说明选择合适的公式进行计算的重要性C.提出未来研究方向正文：I.引言管道沿程水头损失是管道输送流体过程中的一种能量损失，通常用单位长度的水头损失来表示。
计算管道沿程水头损失可以帮助工程师优化设计，提高输送效率，降低能耗。
本文将介绍三种常用的计算管道沿程水头损失的公式，包括达西公式、海曾威廉公式和舍维列夫公式，并通过实例说明这些公式的应用。
II.达西公式达西公式是一种经验公式，由英国工程师达西提出。
该公式表示为单位长度管道的沿程水头损失与流速、管道内径、管道长度和流体密度等因素有关。
达西公式为：hf = λ * (l / d) * (v^2 / 2g)其中，hf 为沿程水头损失，λ为摩擦阻力系数，l 为管道长度，d 为管道内径，v 为流速，g 为重力加速度。
III.海曾威廉公式海曾威廉公式是一种基于理论推导的公式，由美国工程师海曾威廉提出。
该公式表示为单位长度管道的沿程水头损失与流量、管道内径、管道长度和流体密度等因素有关。
海曾威廉公式为：hf = (ch * q * l) / (π * d^2)其中，hf 为沿程水头损失，ch 为海曾威廉系数，q 为流量，l 为管道长度，d 为管道内径。
IV.舍维列夫公式舍维列夫公式是一种基于理论推导的公式，由前苏联工程师舍维列夫提出。
该公式表示为单位长度管道的沿程水头损失与平均流速、管道长度、重力加速度和管道内径等因素有关。
舍维列夫公式为：hf = 0.0785 * (v^2 * l) / (d * g)其中，hf 为沿程水头损失，v 为平均流速，l 为管道长度，d 为管道内径，g 为重力加速度。
各种管道水头损失的简便计算公式
各种管道水头损失的简便计算公式各种管道水头损失的简便计算公式(879)摘要：从计算水头损失的最根本公式出发，将各种管道的计算公式加以推导，得出了计算水头损失的简便公式，使得管道工程设计人员从繁琐的计算中解脱出来，提高了工作效率。
关键词：水头损失塑料管钢管铸铁管混凝土管钢筋混凝土管在给水工程应用中经常要用到水头损失的计算公式，一般情况下计算水头损失都是从水力摩阻系数λ等基本参数出发，一步一步的代入计算。
其实各个公式之间是有一定的联系的，有的参数在计算当中可以抵消。
如果公式中只剩下流速、流量、管径这些基本参数，那么就会给计算者省去不少的麻烦。
在此我们充分利用了各参数之间以及水头损失与水温的关系，将公式整理简化，供大家参考。
1、PVC-U、PE的水头损失计算根据《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》规定，塑料管道沿程水头损失hf应按下式计算：（式1-1）式中λ—水力摩阻系数；L—管段长度（m）；di—管道内径（m）；v—平均流速（m/s）；g—重力加速度，9.81m/s2。
因考虑到在通常的流速条件下，常用热塑性塑料给水管PVC-U、PE管一般处于水力光滑区，管壁绝对当量粗糙度对结果的影响非常小或没有影响，故水力摩阻系数λ可按下式计算：（式1-2）式中Re—雷诺数。
雷诺数Re应按下式计算：（式1-3）式中γ—水的运动粘滞度（m3/s），在不同温度时可按表1采用。
表1水在不同温度时的γ值（×10-6）水温℃0510********40γ（m3/s）1.78 1.52 1.31 1.14 1.000.890.800.66从前面的计算可知，若要计算水头损失，需将表1中的数据代入，并逐步计算，最少需要3个公式，计算较为繁琐。
为将公式和计算简化，以减少工作量，特推导如下：因具体工程水温的变化较大，水力计算中通常按照基准温度计算，然后根据具体情况，决定是否进行校正。
冷水管的基准温度多选择10℃。
当水温为10℃时的γ=1.31×10-6 m3/s，代入式1-3得（式1-4）将式1-4代入式1-2（式1-5）再将式1-5代入式1-1得（式1-6）取L为单位长度时，hf即等同于单位长度的水头损失i，所以（式1-7）又因为（式1-8）（式1-9）（式1-10）现可用式1-7或式1-10代替式式1-1、式1-2和式1-3，式1-7适用于流速为已知的条件下，式1-10适用于规定流量的条件下。
管道沿程水头损失三种计算方法
管道沿程水头损失三种计算方法管道沿程水头损失是指流体在管道中由于摩擦阻力和其他因素导致的能量损失。
在工程设计中，准确计算管道沿程水头损失十分重要。
下面将介绍三种常用的计算方法：Darcy-Weisbach法、Hazen-Williams法和Manning公式。
1. Darcy-Weisbach法：Darcy-Weisbach法是一种经验公式，被广泛用于计算流体在管道中的摩擦阻力。
根据该法，管道沿程水头损失可以通过以下公式计算：hf = f * (L/D) * (V^2/2g)其中，hf表示管道沿程水头损失，f为阻力系数，L为管道长度，D 为管道直径，V为流速，g为重力加速度。
阻力系数f可以通过Colebrook-White公式计算，但是该公式存在迭代过程，计算较为复杂。
因此，在实际工程中，一般使用基于Darcy-Weisbach法的Moody图或以f为参数的简化公式进行计算。
2. Hazen-Williams法：Hazen-Williams法是一种简化计算方法，适用于水力学设计中对于流速和水头损失的估算。
该方法假设水头损失仅与流速成线性关系，忽略了管道内的摩擦阻力。
根据该法，水头损失可以通过以下公式计算：hf = 10.67 * (Q/C)^1.852 * (L/D^4.87)其中，hf表示管道沿程水头损失，Q为流量，C为摩擦系数，L为管道长度，D为管道直径。
摩擦系数C是由管道材料和粗糙度等参数决定的，可以通过经验公式或实验数据查表获得。
Hazen-Williams法适用于流量变化较小的情况，具有计算简便的优点。
3. Manning公式：Manning公式是一种适用于自然河流和管道流动的方法，根据河床粗糙度和比水深等参数计算流体在河道或管道中的摩擦阻力。
hf = [(1.49/n^2) * (V^2/2g)] * (R^(4/3)) * (S^(1/2))其中，hf表示管道沿程水头损失，n为曼宁粗糙系数，V为流速，g 为重力加速度，R为水力半径，S为水力坡度。
管道沿程水头损失三种计算方法
6.08
常用管材的C值表 管道种类 玻璃钢管 塑料管 石棉水泥管 C 160 150 140 130 120 110 100 90
管道的糙率n值表 管道种类 缸瓦管（带釉） 混凝土和钢筋混凝土管（雨水管） 混凝土和钢筋混凝土管（污水管） 石棉水泥管 铸铁管 钢管 玻璃钢管 n 0.013 0.013 0.014 0.012 0.013 0.012 0.0084
0.948*105 0.861*10 5.65*10
5
1.77 1.74 1.85 1.85 1.9 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
4.77 4.77 4.89 5.04 5.1 5.33 5.33 5.33 5.33 5.33
1.455*105
5
6.25*105 7.76n2*109 1.312*106 1.516*106 1.749*106 2.24*10
管、新（光滑）铸铁管
管、镀锌钢管、锦塑软管
半旧钢管、铸铁管 普通砼管
旧钢管、铸铁管、离心浇筑砼管
L d
4 . 871
*(
Q 1 .852 ) C
常用管材 的C值表 f、m、b值 表
25.00
0.00700
h f fLQ m / d b 哈森---威廉斯公式 hf 6.82 * 1.17 * ( )1.852 -污泥计算 D C L Q 哈森---威廉斯公式 hf 10.67 * 4.87 * ( )1.852 -计算 D C
776n210920533钢筋砼管n0013131210620533钢筋砼管n0014151610620533钢筋砼管n0015174910620533钢筋砼管n001722410620533管道种类玻璃钢管塑料管石棉水泥管新钢管新光滑铝合金管镀锌钢管半旧钢管铸铁使用多年的旧钢管铸铁管普通砼管管长管径沿程水头损ld失hfmmmmm128060006001715152410001005981200110011085715241000100614152410001006088732615835管道的糙率n值表用管材的c值表种类c钢管160料管150水泥管140光滑铸铁管130钢管锦塑软管120铸铁管110铸铁管离心浇筑砼管100砼管90管道种类n缸瓦管带釉0013混凝土和钢筋混凝土管雨水管0013混凝土和钢筋混凝土管污水管0014石棉水泥管0012铸铁管0013钢管0012玻璃钢管00084
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铝合金管、镀锌钢管、锦塑软管
使用多年的旧钢管、铸铁管、离心浇筑
管长 L m
1280
管径 d mm
600
沿程水 头损 失 hf m m
17.15
0.600
152.4
100
0.100
5.98
1200
110
0.110
8.57
152.4
100
0.100
6.14
8.732615835
152.4
100
0.100
6.08
常用管材的C值表 管道种类 玻璃钢管 塑料管 石棉水泥管 C 160 150 140 130 120 110 100 90
管道的糙率n值表 管道种类 缸瓦管（带釉） 混凝土和钢筋混凝土管（雨水管） 混凝土和钢筋混凝土管（污水管） 石棉水泥管 铸铁管 钢管 玻璃钢管 n 0.013 0.013 0.014 0.012 0.013 0.012 0.0084
管道沿程水头损失计算表
糙率 n C f 0.012 61
1.77 4.77
94800
序号
公式名称
公
式
管道 种类 m b
பைடு நூலகம்
流量 m3/h
2772.00
Q m3/s
0.77000
1 2 3 4 5
经验公式一
6.35*16* n2 * Q2 * L hf 2 * d16 / 3
管道的糙 率n值表
哈森---威廉斯公式 h f 1 . 13 * 10 9 * 经验公式二(用)
0.948*105 0.861*10 5.65*10
5
1.77 1.74 1.85 1.85 1.9 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
4.77 4.77 4.89 5.04 5.1 5.33 5.33 5.33 5.33 5.33
1.455*105
5
6.25*105 7.76n2*109 1.312*106 1.516*106 1.749*106 2.24*10
0.89
61 61
25.20
0.00700
25.20
0.00700
f、m、b值表 管道种类 f m b
常用管材的C值表 管道种类 玻璃钢管 塑料管 石棉水泥管 新钢管、新（光滑）铸铁管 半旧钢管、铸铁管 普通砼管
塑料硬管,玻璃钢管 铝管、铝合金管 石棉水泥管 新钢管、新铸铁管 旧钢管、旧铸铁管 当地材料管n=？ 钢筋砼管n=0.013 钢筋砼管n=0.014 钢筋砼管n=0.015 钢筋砼管n=0.017
L d
4 . 871
*(
Q 1 .852 ) C
常用管材 的C值表 f、m、b值 表
25.00
0.00700
h f fLQ m / d b
29.99
0.00833
L v 哈森---威廉斯公式 hf 6.82 * 1.17 * ( )1.852 -污泥计算 D C L Q 哈森---威廉斯公式 hf 10.67 * 4.87 * ( )1.852 -计算 D C
管、新（光滑）铸铁管
管、镀锌钢管、锦塑软管
半旧钢管、铸铁管 普通砼管
旧钢管、铸铁管、离心浇筑砼管