管路阻力计算和水泵选型
水泵选型及其管道选择相关计算
• 水泵选型 • 水泵管道选择 • 相关计算 • 实例分析 • 结论与建议
01
水泵选型
选型原则
适用性
水泵应满足使用要求，流量和 扬程适应实际工况。
可靠性
选用质量可靠、运行稳定的水 泵，确保长期无故障运行。
节能性
优先选择效率高、能耗低的水 泵，以降低运行成本。
维护性
结论三
03
水泵和管道的匹配度对系统性能和能耗具有重要影响，应合理
选择匹配方案。
建议
1Hale Waihona Puke 2 3建议一在选型过程中，应充分了解实际需求，根据实际 情况进行参数调整，避免盲目追求高参数。
建议二
在管道选择时，应充分考虑流体特性和管道材质 的适应性，避免因不合理的材质选择导致系统运 行不稳定。
建议三
为确保水泵和管道的匹配度，应在设计阶段进行 详细计算和优化，以达到最佳的系统性能和能耗 效果。
根据评估和计算结果，选择最合适的水泵和管道组合，确保满足工厂的用水需求，同时保证运行稳定、 效率高、能耗低。
不同类型水泵性能比较
离心泵
适用于大流量、扬程较低的场合，效率较高，但需注意泵的汽蚀余量。
潜水泵
适用于深井取水或大流量场合，安装简便，但需注意泵的维护和保养。
螺杆泵
适用于输送粘性液体或含杂质液体，压力稳定，但需注意泵的转速和粘度适应性。
综合考虑连接方式的成本和长期使用效益，选择经济 合理的连接方式。
03
相关计算
水泵扬程计算
扬程计算公式
H = (P1 - P2) / ρg + (V1^2 - V2^2) / 2g + Z + h
01
水泵扬程,管路阻力估算
水泵扬程估算方法水泵扬程的计算公式本来就是估算，所以还不如彻底估算冷冻水泵扬程计算方法空调闭式水系统的扬程计算公式为：H=1.2∑△h，其中1.2为附加安全系数。
而∑△h为管路总阻力损失。
那么，∑△h是怎么计算的？对闭式水系统：∑△h=Hf+Hd+Hm。
Hf、Hd——水系统沿程阻力和局部阻力损失Pa。
Hm——设备阻力损失Pa。
冷冻水泵扬程估算方法估算方法1：暖通水泵的选择：通常选用比转数ns在130～150的离心式清水泵，水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2。
按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O，水泵扬程（mH2O）：Hmax=△P1+△P2+0.05L (1+K)△P1为冷水机组蒸发器的水压降。
△P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。
L为该最不利环路的管长K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值，当最不利环路较长时K值取0.2～0.3，最不利环路较短时K值取0.4～0.6估算方法2：这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成，因为这种系统是量常用的系统。
1.冷水机组阻力：由机组制造厂提供，一般为60~100kPa。
2.管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。
若取值大则管径小，初投资省，但水泵运行能耗大；若取值小则反之。
目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m范围内，管径较大时，取值可小些。
3.空调未端装置阻力：末端装置的类型有风机盘管机组，组合式空调器等。
它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的，许多额定工况值在产品样本上能查到。
此项阻力一般在20~50kPa范围内。
4.调节阀的阻力：空调房间总是要求控制室温的，通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。
二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。
冷水机之水泵的选型技巧
冷水机之水泵的选型技巧1、冷水机组阻力：由机组制造厂提供，一般为60~100kPa。
2、管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。
若取值大则管径小，初投资省，但水泵运行能耗大；若取值小则反之。
目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m范围内，管径较大时，取值可小些。
3、空调未端装置阻力：末端装置的类型有风机盘管机组，组合式空调器等。
它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的，许多额定工况值在产品样本上能查到。
此项阻力一般在20~50kPa范围内。
4、调节阀的阻力：空调房间总是要求控制室温的，通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。
二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。
如果此允许压力降取值大，则阀门的控制性能好；若取值小，则控制性能差。
阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。
水系统设计时要求阀权度S>0.3，于是，二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。
根据以上所述，可以粗略估计出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失，也即循环水泵所需的扬程：1、冷水机组阻力：取80kPa(8m水柱)；2、管路阻力：取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50kPa；取输配侧管路长度300m与比摩阻200Pa/m，则磨擦阻力为300*200=60000Pa=60kPa；如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%，则局部阻力为60kPa*0.5=30kPa；系统管路的总阻力为50kPa+60kPa+30kPa=140kPa(14m水柱)；3、空调末端装置阻力：组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大，故取前者的阻力为45kPa(4.5水柱)；4、二通调节阀的阻力：取40kPa(0.4m水柱)。
5、于是，水系统的各部分阻力之和为：80kPa+140kPa+45kPa+40kPa=305kPa(30.5m水柱)6、水泵扬程：取10%的安全系数，则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。
水泵选型计算公式(实用)
水泵选型计算公式一、水泵选型计算1、水泵必须的排水能力 Q B =2024maxQ m 3/h 2、水泵扬程估算 H=K （H P +H X ） mH P ：排水高度；H X ：吸水高度；K ：管路损失系数，竖井K=1.1—1.5；斜井∂＜20°时K=1.3～1.35；∂=20°～30°时K=1.25～1.3；∂＞30°时K=1.2～1.25 二、管路选择计算 1、管径： '900'V Q d nπ=m Qn ：水泵额定流量；'V 经济流速m/s ；'Vp =1.5～2.2m/s ；='Vx 0.8～1.5m/s ；'dx ='dp +0.025 m2、管壁厚计算 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----+=C P d P PPp )65.0(230*)65.0(230211σσδ mm d P ：标准管内径mm ；P ：水管内部工作阻力P=0.11Hsy （测地高度m ） Kg/cm 2；σ：许用应力，无缝管σ=8Kg/mm 2，焊管σ=6 Kg/mm 2，C=1mm ； 3、流速计算 2900d Q V nπ=m/s三、管路阻力损失计算∑+=g V g d LV h 22*22ξλ m ； 总阻力损失计算 h w =（h p +h x +gVp 22）*1.71.7：附加阻力系数 四、水泵工作点的确定 H=Hsy+RQ 2 m ； 22QH Q H H R WSY =-= Hsy ：测地高度 m 五、校验计算①吸水高度：Hx=Hs-h wx -g Vx 22m ；②η2=85%～90%ηmax ；③稳定性：Hsy ≤0.9H 0六、电机容量计算cm mm H Q KN ηηγ102*3600= Kw ；c η：传动效率，直联时c η=1，联轴节时c η=0.95～0.98； K 备用系数Q m ＜20m 3/h ，K=1.5；Q m=20—80 m 3/h ，K=1.3—1.2；Q m=80—300 m 3/h ，K=1.2—1.1；Q m ＞300 m 3/h ，K=1.1；水力计算参数表。
空调水系统阻力计算及水泵选型若干问题
Ｓ ｍｅ ｏ ｌ ｍｓ ｏ ｔ ｅ ｉｔ ｃｅ ａｌ ｕ ａｔｏｎ ｎ ｏ ｐ ｂｅ ａ ｕ ｒ ｓｓａｎ ｃ ｃ ｌ ｉ ａ ｄ ｒ ｂ
ｃｒｕ ｔ ｇ ｍｐ ｌｃｉｎｉ ａ ｉ ｃ ｎ ｉｏ ｉｇ ｔｒ ｔｍｓ ｉ ｌｉ ｐ ｃ ａ ｎ ｕ ｓ ｅ ｔ ｎ ｒ ｏ ｄｔ ｎｎ ｗ ｅ ｓｓ ｅ ｏ ｉ ａ ｙｅ
程。
同， 但整体更接近文献［〕 ３所给数据。 经反复验算并对比 分 析， 笔者发现产生这些不同计算结果主要有以下两方面原
因：
① 关于管壁粗糙度的取值， 文献［〕 ３规定开式系统为 ０５ 闭式系统为 ０２ 而文献［］ ． ｍ， ｍ ． ｍ； ｍ ４统一按 ０５ ． ｍ ｍ
取值 。
或许是考虑到上述凭经验估算管路沿程阻力和局部阻 力时存在诸多不确定因素， 一些设计人员常采用乘以系数 （ 大于１的方法来增加系统选配水泵的额定流量及额定扬 ） 程口例如有的设计手册规定水泵选型时“ 泵的流量和扬程
② 关于水的运动私度取值， 文献［］ ３并未明确给出， 经
应有１％－２％的富 ０ ０ 裕量”］ 还有些手册则规定水泵选 ［； ５ 型时其流量应乘以 某一系数（ 有的 其中 称流量储备系数［， ［ ６ ［ 有的则称附加系数川） ， 并具体给出该系数的推荐值为“ 当
水泵单台工作时取 １１两台并联工作时取 １２， ．， ． 同时还规 ＂ 定水泵扬程也要乘一个范围为 １１ ． 的系数。有意思 ． －１２ 的是， 文献［］［］ ６，７不仅要求乘系数， 而且强调当水泵并联 选型时其流量要乘更大的系数。虽然这些文献没有说明原 因， 但根据“ 流量储备” 附加” 和“ 这些词汇字面分析， 其作者 显然认为并联水泵选型应选用更大流量的水泵才更可靠。 正是出于这种安全考虑， 目 导致 前许多工程的水泵实 际运行存在“ 大流量、 小温差” 现象， 甚至出现运行时必须人 为控制系统总管阀门的开度， 以免因水泵流量过大引起电 动机过载的情况。对于这些人为放大水泵选型参数的做 法， 笔者观点如下。 １ 水泵选型时采用乘系数方法选择较大的额定流量 ） 和额定扬程， 出发点虽是增加系统的可靠性， 但其后果却导 致系统运行能耗增加。只要设计人员在水系统设计时认真 计算各段管道在设计流量（ 由主机和各台末端设备产品样 本查阅得出） 下的阻力， 选型参数尽可能接近设计流量值和 设计计算扬程值， 就不用另乘系数。而且， 这里所说的“ 接 近”并非一定是“ ， 不小于” 。假如当所选泵的额定扬程略大 于计算得出的设计扬程时， 则水泵额定流量就可略小于设
地暖循环水泵选型方法和实例计算
地暖循环水泵选型方法和实例计算地暖循环水泵是地暖系统中的核心设备，负责将水循环送至地暖管路，通过热交换将热量传递至室内。
选对合适的地暖循环水泵对地暖系统的性能和运行效果至关重要。
下面将介绍地暖循环水泵的选型方法，并结合实例进行计算。
1.地暖系统的总热负荷计算：根据地暖系统的设计面积、室内温度、地暖管路长度等因素，计算出地暖系统需要的总热负荷。
2.地暖管路的阻力计算：根据地暖管路的长度、直径、材质等参数，计算出地暖管路的阻力，并确定地暖系统的最大供水压力。
3.地暖循环水泵的性能参数：根据地暖系统的总热负荷和管路阻力，确定地暖循环水泵的流量和扬程要求。
一般来说，地暖循环水泵的流量应略大于地暖系统的总热负荷，加上一定的余量；扬程则应大于地暖管路的最大阻力。
4.地暖循环水泵的选择：根据地暖循环水泵的性能参数，选择合适的水泵型号。
一般来说，地暖循环水泵应具备较高的效率、低噪声、长寿命等特点。
下面结合一个实例进行地暖循环水泵的选型计算：假设一个地暖系统的设计面积为200平方米，室内温度为20℃，管路总长度为200米，管径为20mm，地暖系统的设计供水温度为40℃，回水温度为35℃。
根据地暖系统的设计参数，可以进行以下计算：1.地暖系统的总热负荷计算：2.地暖管路的阻力计算：地暖管路的阻力=管路长度×管路阻力系数=200米×0.1Pa/米=20Pa。
3.地暖循环水泵的性能参数：4.地暖循环水泵的选择：根据地暖循环水泵的性能参数，选择流量略大于1.05m³/h，扬程略大于31.5Pa的水泵型号。
需要注意的是，在实际选型过程中，还应考虑地暖循环水泵的品牌、效率、噪声、可靠性等因素，并与地暖系统的其他设备进行匹配，以确保地暖系统的正常运行。
总之，地暖循环水泵的选型方法主要包括总热负荷计算、管路阻力计算、水泵性能参数计算和水泵选择。
通过合理计算和选择，可以确保地暖系统的性能和运行效果。
泵选型管道阻力计算
m3/h Q1 m3/h Q2=Q1 kg/m3 ρ D1 D2 g k Cf 母管流速取1.0-1.5，支管取1.5-2.5 m/s V1=4Q1/(πD12) m/s V2=4Q2/(πD2 ) Pa·s η m /s υ=η/ρ Re1 Re1=V1*D1/υ Re2 Re2=V2*D2/υ k/D1 k/D2 15/Re1 15/Re2 560/Re1 560/Re2 15/Re＜k/D＜560/Re λ1 根据《化工工艺设计手册》查表 λ2 根据《化工工艺设计手册》查表
3.00 0.05 12.80 2.00 0.20 6.00 0.20 24.25 30.74 0.13 4.30 9.00 28.00 40.33 48.40 180.00 48.00
m m m m
1.60 0.1385 0.00 0.50 6.40 0.00 0.20 0.00 0.20 7.30 7.44 0.13 1.04 2.00 75.00 6.49
弯头局部阻力系数：900 阀门局部阻力系数：蝶阀 阀门局部阻力系数：截止阀 阀门局部阻力系数：止回阀 大小头局部阻力系数: 三通局部阻力系数: 橡胶膨胀节局部阻力系数: 总局部阻力系数 总阻力系数 介质动压力 总介质动压力 工艺水瞬时要求压力 管道最高与泵进口高差 工艺水泵总压头 工艺水泵计算压头 工艺水泵选型结果 流量 压头
m m
3.5 摩擦系数 工艺水泵出口 至吸收塔 4 工艺水泵进口管段管线压降 4.1 工艺水泵进口管段: A-B 管道总展开长度 延程阻力系数 弯头局部阻力系数：900 管道进口接头局部阻力系数 阀门局部阻力系数：截止阀 管道出口接头局部阻力系数： 大小头局部阻力系数： 三通局部阻力系数： 橡胶膨胀节局部阻力系数： 总局部阻力系数 总阻力系数 介质动压力 总介质动压力 泵进口与工艺水罐低液位高差 4.2 泵出口至吸收塔: B-C 管道总展开长度 延程阻力系数
水泵、管道及喷嘴选型计算公式
一、 喷嘴选型根据要求查雾的池内样本，选10个除磷喷嘴3/8 TDSS 40027kv-lcv(15°R)。
参数：喷角区分40°，额定压力5MPa ，喷量27.7L/min ，喷嘴右倾15°。
二、水泵选型计算1、水泵必须的排水能力 Q B =2016.2242024max ⨯=Q = 19.44 m 3/h 其中，系统需要最大流量16.2）601027.7（10-3max =⨯⨯⨯=Q m 3/h2、水泵扬程估算 H=K （H P +H X ）= 1.3 ⨯（178+2）=234 m其中：H P ：排水高度，160+18=178m ；（16mPa ，扬程取160m ）H X ：吸水高度，2m ；K ：管路损失系数，竖井K=1.1—1.5，斜井∂＜20°时K=1.3～1.35，∂=20°～30°时6K=1.25～1.3，∂＞30°时K=1.2～1.25，这里取1.3。
查南方泵业样本，故选轻型立式多级离心泵CDL42-120-2，扬程238m ，流量42m 3/h ，功率45kW ，转速2900r/min 。
三、管路选择计算 1、管径：泵出水管道86.2290042'900'=⨯==ππV Q d nmm泵进水管道121.9190042'900'=⨯==ππV Q d nmm其中： Qn ：水泵额定流量；'V 经济流速m/s ；'Vp =1.5～2.2m/s ；='Vx 0.8～1.5m/s ；'dx ='dp +0.025 m ，这里泵进水管流速为1m/s ，泵出水管流速为1.5m/s 。
查液压手册，选泵出水管道内径89mm ，泵进水管道内径133mm 2、管壁厚计算 泵进水口0.7mm600/823318.0][2=⨯⨯==σδpd泵出水口7.12mm600/628916][2=⨯⨯==σδpd查液压手册，选泵出水管道壁厚5mm ，泵进水管道壁厚8mm3、流速计算 泵进水流速0.840.1333.149004290022=⨯⨯==d Q V n π m/s 泵出水流速 1.880.0893.149004290022=⨯⨯==d Q V n π m/s四、管路阻力损失计算∑+=g V g d LV h 22*22ξλ m ； 总阻力损失计算 h w =（h p +h x +g Vp 22）*1.7 1.7：附加阻力系数 四、水泵工作点的确定 H=Hsy+RQ 2 m ； 22QH Q H H R WSY =-= Hsy ：测地高度 m 五、校验计算①吸水高度：Hx=Hs-h wx -g Vx 22m ；②η2=85%～90%ηmax ；③稳定性：Hsy ≤0.9H 0六、电机容量计算cm mm H Q KN ηηγ102*3600= Kw ；c η：传动效率，直联时c η=1，联轴节时c η=0.95～0.98；K 备用系数Q m ＜20m 3/h ，K=1.5；Q m=20—80 m 3/h ，K=1.3—1.2；Q m=80—300 m 3/h ，K=1.2—1.1；Q m ＞300 m 3/h ，K=1.1；水力计算参数表。
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2.1水系统管路阻力估算、管路及水泵选择
a)确定管径
一般情况下，按5℃温差来确定水流量（或按主机参数表中的额定水流量），主管道按主机最大能力的总和估算，分支管道按末端名义能力估算。
根据能力查下面《能力比摩阻速查估算表》，选定管型。
b)沿程阻力计算
根据公式沿程阻力=比摩阻×管长，即H y=R×L，pa，计算时应选取最不利管路来计算：第一步：采用插值法计算具体的适用比摩阻，比如能力为，范围属于“6＜Q≤11”能力段，K r=，进行插值计算。
R=104+（）×= pa/m
第二步：根据所需管长计算沿程阻力，假设管长L=28m，则
H y= R×L=×28= pa= kpa
c)局部阻力计算
作为估算，一般地，把局部阻力估算为沿程阻力的30-50%，当阀门、弯头、三通等管件较多的时候，取大值。
实际计算采用如下公式：
Hj=ξ*ρv2/2，ξ---局部阻力系数，ρv2/2---动压
ρv2/2动压查表插值计算，ξ局部阻力系数参考下表取值：
d)水路总阻力计算及水泵选型
水路总阻力包括：所有管道的沿程阻力、阀门、弯头、三通等管件的局部阻力、室外主机的换热器阻力（损失）、室内末端阻力（损失），后面两项与不同的主机型号和末端相关。
计算式为：
H q=H y+H j+H z+H m+H f
H z——室外主机换热器阻力，一般取7m水柱
H m——室内末端阻力
H f——水系统余量，一般取5m水柱；
总阻力计算完成后，就可以根据总阻力选取流量满足要求的情况下能提供不小于总阻力扬程的水泵来匹配水系统。
选取水泵时要根据“流量——扬程曲线”来确定，但扬程和流量不能超出所需太大（一般不超过20%），避免导致出现水力失调和运行耗能较高。
水系统的沿程阻力和局部阻力与系统水流量和所采用的管径相关，流量、管径及所使用各种配件的多少决定总阻力，流量取决于主机能力（负荷）及送回水温差，流量确定的情况下，管径越大，总阻力越小，水泵的耗能越小，但管路初投资会增大。
PE-RT地暖管的规格（参考）（红色字的为推荐使用规格、计算基准）
➢计算例
现有项目系统图如下：
从项目系统图中可以看出，制冷空调的最不利管程是A-B-C-D-E-F-G-H，其中A-B-C-D和F-G-H是主管段，D-E-F是支管段；制热地暖的最不利管程是A-B-C-J-K-G-H，地暖管采用20管，单路100米。
1套6P主机，2个800风机盘管末端，那么，
制冷主管道长度L AD=26m，支管路长度L DE=19m；
制热主管路长度L AJ=37m；支管路L JK=100m，PE-RTφ20×地暖管
制冷空调的管路阻力计算：
1套6P主机的制冷最大能力为15kW，查上述《能力比摩阻速查估算表》，主管道对应能力段为“11＜Q≤20”的Krm= Pa/m*kW，支管段对应能力段为“6＜Q≤11”的Krp= Pa/m*kW，则制冷最不利管程的沿程阻力：
查表插值计算主管道比摩阻R m=104+（15-11）×=
查表插值计算主管道比摩阻R m=102+（）×=
H y=（Rm*LAD+Rp*LDE）*2=（×26+×19）×2= Pa= kPa
最不利管程局部阻力按沿程阻力的30%估算，H j= H y*30%=×30%= Pa= kPa
室外主机的水阻力H z=70 kPa
最不利流程中室内风机盘管水阻力H m=35 kPa
系统余压H f=50 kPa，那么制冷空调水系统的总水泵扬程需求为：
H qc=H y+H j+H z+H m+H f=++70+35+50= kPa= m?H2O
制热地暖的管路阻力计算基准为：单路管长为100m，设计管内水流速度范围在，计算取值为s；单路管程的散热能力为1350-1500W，计算取值为1450W，则：
R’m=170 Pa/m
采暖流路中，地暖管流程相当于空调的末端，H’m= R’m *L=170×100=17 kPa
制热采暖时，6P主机的最大制热能力为，插值计算对应的R’y= Pa/m
则H’y= R’y *L AJ=×37×2= kPa
H’j= H’y*30%=×30%=5 kPa
同样地计算制热地暖的水泵总扬程需求为:
H qh=H’y+H’j+H’z+H’m+H’f=+5+70+17+50= kPa= m?H2O
对比H qh和H qc的值可知，制冷空调比制热地暖所需总扬程大，则按H qc选型，从水泵的参数和特性曲线中选择一台在扬程为时还能提供h流量的水泵，注意送水温度对水泵流量的影响。
常用的地暖管规格和对应流速比摩阻见下表：。