流量及水力计算公式
水力计算公式选用
1． 常用的水力计算公式：供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有:达西（DARCY ）公式：gd v l h f 22**=λ（1）谢才（chezy ）公式：i R C v **= （2）海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式：87.4852.1852.167.10dC lQ h h f ***= （3） 式中h f ------------沿程损失，mλ―――沿程阻力系数 l ――管段长度，md-----管道计算内径，mg----重力加速度，m/s 2C----谢才系数 i----水力坡降； R ―――水力半径，mQ ―――管道流量m/s 2v----流速 m/sC n ----海澄――威廉系数其中大西公式，谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。
海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。
三种水力计算公式中 ，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。
2． 规范中水力计算公式的规定3． 查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力计算公式也有所差异，见表1：表1 各规范推荐采用的水力计算公式4． 公式的适用范围： 3．1达西公式达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。
公式中沿程阻力系数λ值的确定是水头损失计算的关键，一般采用经验公式计算得出。
舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（）公式均是针对工业管道条件计算λ值的著名经验公式。
舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用教广. 柯列勃洛可公式)Re 51.27.3lg(21λλ+∆*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式,该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合,适用范围为4000<Re<108.大量的试验结果表明柯列勃洛克公式与实际商用圆管的阻力试验结果吻合良好,不仅包含了光滑管区和完全粗糙管区,而且覆盖了整个过渡粗糙区,该公式在国外得到及为广泛的应用.布拉修斯公式25.0Re 316.0=λ是1912年布拉修斯总结光滑管的试验资料提出的,适用条件为4000<Re<105,一般用于紊流光滑管区的计算. 谢才公式该式于1775年由CHEZY 提出,实际是达西公式的一个变形,式中谢才系数C 一般由经验公式y e R n C *=1计算得出,其中61=y 时称为曼宁公式,y 值采用)1.0(75.013.05.2---=n R n y (n 为粗糙系数)公式计算时称为巴浦洛夫斯基,这两个公式应用范围均较广.就谢才公式本身而言,它适用于有压或无压均匀流动的各阻力区,但由于计算谢才系数C 的经验公式只包括反映管壁粗糙状况的粗糙系数n 和水力半径R,而没有包括流速及运动年度,也就是与雷诺数Re 无关,因此该式一般仅适用于粗糙区.曼宁公式的适用条件为n<,R<;巴浦洛夫斯基公式的适用条件为≤R ≤3m;≤n ≤.海澄-威廉公式是在直径≤工业管道的大量测试数据基础上建立的著名经验公式,适用于常温的清水输送管道,式中海澄-威廉系数Ch 与不同管材的管壁表面粗糙程度有关.因为该式参数取值简单,易用,也是得到广泛应用的公式之一.此公式适用范围为光滑区至部分粗糙度区,对应雷诺数Re 范围介于104-2*106. 通过对各相关规范所推荐计算公式的比较,除混凝土管仍然推荐采用谢才公式外,其它管材大多推荐采用达西公式.在新版《室外给水设计规范》中取消舍维列夫公式的相关条文,笼统采用达西公式,但未明确要求计算λ值采用的经验公式.由于舍维列夫公式是建立在对旧钢管及旧铸铁管研究的基础上,然而现在一般采用的钢或铸铁材质管道,内壁通常需进行防腐内衬,经过涂装的管道内壁表面均比旧钢管,旧铸铁管内壁光滑得多,也就是Δ值小得多,采用舍维列夫公式显然也就会产生较大得计算误差,该公式得适用范围相应较窄.经过内衬得金属管道采用柯列勃洛克公式或谢才公式计算更为合理.PVC-U,PE 等塑料管道,或者内衬塑料得金属管道,因为其内壁Δ值很低,一般处于管道流态大多位于紊流光滑区,采用适用光滑区得布拉修斯公式以及柯列勃洛克公式一般均能够得到与实际接近得计算结果.因此, 《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得且与《室外给水设计规范》并不矛盾.海澄-威廉公式可以适用于各种不同材质管道得水力计算,其中海澄-威廉系数Ch 得取值应根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道,其海澄-威廉系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据,合理取用.因此,无论采用达西公式,谢才公式或者海澄-威廉公式计算,不同管材得差异均表现在 管内壁表面当量粗糙程度得不同上,各公式中与粗糙度相关系数得取值是影响计算结果得重要因素.值得一提得是,同种材质管道由于采用不同得加工工艺,其内表面得粗糙度也可能有所差异,这一因素在设计过程种也应重视(常用管材得粗糙度系数参考值见表2) 表2 常见管材粗糙度相关系数参考值管径对选择计算公式得影响 根据雷诺数计算公式vVdRe ,雷诺数与流速v,管径d 成正比,与运动粘度成反比,因此对应管道得不同设计条件应对所使用计算公式得适用范围进行复核.保证计算得准确性.大多说供水工程得设计按照水温10℃,运动粘度*10-5 m 2/s 得条件考虑,因此雷诺数实际受流速及管道口径得影响.以塑料管道为例,在正常设计流速范围条件下,管道内径大于100mm 时,虽然管道仍然处于紊流光滑区,但其雷诺数Re>105,也就是说已经超出了布拉修斯公式得适用范围,而且误差大小与雷诺数成正比.对PVC-U 管,采用布拉修斯公式与柯列勃洛克公式对比计算,当管内径为500mm ,流速 m/s 时,采用布拉修斯公式得出得水力坡降比柯列波列克得结果低11%以上.采用《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》推荐得修正公式与柯式对比计算,修正公式计算结果,小口径管偏安全,中等口径与柯式符合较好,大口径管得负误差达5%以上.因此笔者认为,大口径塑料管或采用塑料内衬管不宜采用布拉修斯公式计算,而更宜于采用如柯列波洛克公式等适用条件更宽得其它经验公式,或应通过试验等对其进行修正.与上述情况类似,采用谢才公式计算时,如果管道内径大于2m 时则不采用曼宁公式计算谢才系数.如果采用巴甫洛夫斯基公式,其适用管径可以达到12m,对一般输水工程管道已完全足够了.海澄-威廉公式的数据基础是WILLIAMS 和HAZEN 在大量工业管道现场或试验测量或得的.该公式因为简单易用,被广泛运用在管网水力计算中,国内外不少管道水力计算软件均采用该公式编制.由此可见,对于口径大于2m 得管道应尽量避免采用海澄-威廉公式计算以策安全.6.值得提出得是,上述所有水力计算公式中采用得管径均为计算内径,各种管道均应采用管道净内空直径计算,对于采用水泥砂浆内衬得金属管道应考虑内衬层厚度得影响.大口径管道计算应尽量避免采用海澄-威廉公式,建议采用柯列勃洛克公式计算,大量试验结果证明该公式计算结果与实际工业管道符合性好,水力条件适用范围广,虽然运用该式需要进行多次迭代计算才能得到λ值,较为麻烦,不过运用计算机简单编程既能方便地得到较为准确地结果,手工计算时也可以通过查表或者查询蓦迪图辅助计算.。
排洪系统水力计算
⑵排洪系统水力计算截洪沟采用矩形断面，按以下公式进行水力计算：流量公式：Q=ω·V流速公式：V=I R C ⋅曼宁公式：C= 式中：Q —流量（m 3/S ）；ω—过水断面面积（m 2）；V —流速（m/s ）；R —水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（m ）； I —水力坡度；C —流速系数（谢才系数）；n —沟壁粗糙系数（据材料而定），毛石混凝土截水沟内壁n 取0.015、浆砌片石取0.025。
ω=bhR=ω/(b+2h)b —沟宽(m )；h —水深(m )；一号截洪沟根据其沿程的地形地质情况，其纵向坡度Ⅰ值取为0.03，采用M7.5水泥砂浆砌MU30块石结构，若沟净断面宽取1.5m 、高取1.4 m （充水高度按1.0m 考虑），则其流速和流量的计算如下：ω=1.5×1.0=1.50(m 2)R=1.50/（1.0×2+1.5)=0.429(m)611R n ⋅V=34.738×(0.429×0.03)1/2=3.941(m/s)Q=ω·V=1.50×3.941=5.912(m3/s)截水沟过水流量已大于了该沟汇流区域的洪峰流量5.188m3/s，最大设计流速为3.941m/s，略小于于浆砌片石水渠允许的最大不冲流速（4m/s），考虑到流速计算未考虑水沟转弯对流速的影响，故该断面可行，可最大限度地排除该区域汇集的洪水。
2#截水沟根据其沿程的地形地质情况，其纵向坡度Ⅰ值取为0.03，采用C20毛石混凝土结构，若沟净断面宽取1.8m、高取1.6m （充水高度按1.2m考虑），则其流速和流量的计算如下：ω=1.8×1.2=2.16(m2)R=2.16/（1.2×2+1.8)=0.514(m)C=(1/0.015)×0.5141/6=59.667V=59.667×(0.514×0.03)1/2=7.409(m/s)Q=ω·V=2.16×7.409=16.003(m3/s)截水沟过水流量已大于了该沟汇流区域的洪峰流量14.206m3/s，最大设计流速为7.409m/s，小于毛石混凝土水渠允许最大不冲流速（8m/s），故该断面可行，可最大限度地排除该区域汇集的洪水。
河流水流力量计算公式
河流水流力量计算公式在自然界中，水流是一种非常常见的自然现象，尤其是在河流中。
水流的力量是非常强大的，它可以改变地形，影响生态系统，甚至对人类社会产生影响。
因此，对于河流水流力量的计算是非常重要的。
下面我们将介绍一些常用的河流水流力量计算公式。
首先，我们需要了解一些基本的水流力量的概念。
水流的力量可以通过流速和流量来计算。
流速是指单位时间内水流通过的距离，通常以米/秒为单位。
流量是指单位时间内流经某一横截面的水量，通常以立方米/秒为单位。
而水流的力量可以通过流速和流量的乘积来计算。
在河流水流力量计算中，最常用的公式是动能公式和单位面积水力公式。
动能公式可以用来计算水流的动能，即水流的动能可以表示为1/2 ρ v^2 A，其中ρ为水的密度，v为流速，A为流经横截面的面积。
而单位面积水力公式可以用来计算单位面积上的水力，即单位面积上的水力可以表示为ρ g h S，其中g为重力加速度，h为水深，S为水流的坡度。
另外，还有一些其他的水流力量计算公式，比如雷诺数公式和曼宁公式。
雷诺数公式可以用来描述水流的湍流特性，即雷诺数可以表示为ρ v L / μ，其中L为特征长度，μ为水的动力粘度。
而曼宁公式可以用来计算水流的流速，即流速可以表示为v = k R^2/3 S^1/2，其中k为曼宁系数，R为水流的水力半径，S为水流的坡度。
在实际应用中，我们可以根据具体的情况选择合适的水流力量计算公式。
比如在河流工程中，我们可以根据河流的特性和需要计算出水流的力量，以便进行工程设计和规划。
另外，在水资源管理和环境保护中，我们也可以利用水流力量计算公式来评估河流的水力资源和生态影响，从而制定合理的管理措施。
总之，河流水流力量的计算是非常重要的。
通过合适的水流力量计算公式，我们可以更好地了解河流的水力特性，为工程设计和规划提供依据，同时也可以为水资源管理和环境保护提供支持。
因此，我们应该加强对河流水流力量计算公式的研究和应用，以更好地保护和利用河流资源。
U型渠水力计算公式
U型渠水力计算公式U型渠是一种常见的渠道形式，主要应用于农田排灌、水利工程以及城市雨水排水系统等领域。
在U型渠设计和水力计算中，有一些常用的公式可以用来计算流量、水深等参数。
以下是一些常用的U型渠水力计算公式。
1.流量计算公式：U型渠的流量计算公式主要有曼宁公式和查克森公式两种。
其中，曼宁公式是最常用和普遍适用的公式。
曼宁公式：Q=(1.486/n)*A*R^(2/3)*S^(1/2)其中，Q为流量（m³/s），n为曼宁粗糙系数，A为截面面积（m²），R为湿周（m），S为水流坡度（m/m）。
查克森公式：Q=(1.075/n)*A*R*S^(1/2)其中，Q为流量（m³/s），n为查克森系数，A为截面面积（m²），R为湿周（m），S为水流坡度（m/m）。
2.水深计算公式：U型渠的水深可以通过曼宁公式中的截面面积A计算得到。
水深（深度）h=A/B其中，h为水深（m），A为截面面积（m²），B为底宽（m）。
3.临界水深计算公式：临界水深是指水流速度和压力所能达到的最大值，超过该水深后，水流动能转变为压力能，发生跌水现象。
临界水深h_c=(Q^2/(g*A^2))^0.2其中，h_c为临界水深（m），Q为流量（m³/s），g为重力加速度（9.81m/s²），A为截面面积（m²）。
4.断面形状系数计算公式：断面形状系数用于表示U型渠的截面形状，一般取决于渠底与渠壁的比例。
断面形状系数K=B/(h+2h_x)其中，K为断面形状系数，B为底宽（m），h为水深（m），h_x为距渠底1/4处的高度（m）。
5.波速计算公式：波速是指水波在渠道中的传播速度，可以用来计算冲击力和激浪的压力。
波速c=(g*h)^(1/2)其中，c为波速（m/s），g为重力加速度（9.81m/s²），h为水深（m）。
以上是一些常用的U型渠水力计算公式，它们可以帮助工程师和设计者在U型渠项目中进行流量、水深等参数的计算和设计。
流量与管径、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）断面面积（m2）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）——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1γ：水的运动粘滞系数 λ：沿程摩阻系数 Δ：管道当量粗 糙度 q ：管道流量 Ch ：海曾-威廉系 数 C ：谢才系数R ：水力半径 n ：粗糙系数 i ：水力坡降 l ：管道计算长度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。
水力计算公式选用
水力计算公式选用水力计算是指利用水的流动性质进行流量、压力和速度等相关参数的计算。
在水力学中，常用的水力计算公式主要有流量计算公式、速度计算公式和压力计算公式。
下面将介绍几种常用的水力计算公式。
一、流量计算公式：1.泊松公式：流量计算公式是通过测定流速和截面积的方式来计算流量。
泊松公式是最常用的流量计算公式之一，其公式为：Q=A×v其中，Q为流量，A为流体通过的截面积，v为流速。
2.管道流量公式：当涉及到管道流量计算时，可以使用伯努利公式来计算流量，伯努利公式为：Q=π×r²×v其中，Q为流量，r为管道的半径，v为流速。
3.梯形槽流量公式：当涉及到梯形槽流量计算时，可以使用曼宁公式来计算流量，曼宁公式为：Q=(1.49/A)×R^(2/3)×S^(1/2)其中，Q为流量，A为梯形槽的横截面积，R为梯形槽湿周和横截面积之比，S为梯形槽的比降，1.49为曼宁系数。
二、速度计算公式：1.波速计算公式：在涉及到波浪速度计算时，可以使用波速公式进行计算，波速公式的一般形式为：c=λ×f其中，c为波速，λ为波长，f为频率。
2.重力加速度和液体高度差计算公式：当涉及到重力加速度和液体高度差计算时，可以使用水头计算公式，水头计算公式的一般形式为：H=v²/2g+z其中，H为水头，v为速度，g为重力加速度，z为液体的高度。
三、压力计算公式：1.应力计算公式：当涉及到液体对物体的压力计算时，可以使用应力计算公式，应力计算公式的一般形式为：P=F/A其中，P为压力，F为受力大小，A为受力的面积。
2.流体静压力计算公式：当涉及到流体的静压力计算时，可以使用静压力计算公式，静压力计算公式的一般形式为：P=ρ×g×h其中，P为压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为液体的高度。
以上是一些常用的水力计算公式，可以根据不同的情况和具体要求选择合适的公式进行计算。
给排水专业计算公式大全
给排水专业计算公式大全排水工程是城市建设中不可或缺的一项工程，而排水专业计算公式是保证排水工程正常运行的基础。
本文将介绍排水专业常用的计算公式，供相关从业人员参考。
一、流量计算公式1.管道流量计算公式Q=V×A其中，Q表示管道流量，V表示流速，A表示管道横截面积。
2.雨水流量计算公式Q=C×i×A其中，Q表示雨水流量，C表示径流系数，i表示降雨强度，A表示集水面积。
3.雨水排水量计算公式V=Q×T其中，V表示雨水排水量，Q表示雨水流量，T表示持续时间。
二、水力计算公式1.普朗克公式V=C×R^0.63×S^0.54其中，V表示水流速度，C表示流速系数，R表示水力坡度，S表示水力半径。
2.曼宁公式V=(1/n)×R^0.667×S^0.5其中，V表示水流速度，n表示河床粗糙系数，R表示水力半径，S表示水力坡度。
三、水头计算公式1.水头损失计算公式H=∑(ξ×L×V^2)/(2g)其中，H表示总水头损失，ξ表示管道阻力系数，L表示管道长度，V表示流速，g表示重力加速度。
2.水力坡降计算公式S=∑(ΔH/ΔL)其中，S表示水力坡降，ΔH表示高度差，ΔL表示水流的水平距离。
四、阻力计算公式1.流体阻力计算公式F=R×A×V^2其中，F表示阻力，R表示阻力系数，A表示阻力面积，V表示流速。
2.管道阻力计算公式ΔP=λ×(L/D)×(V^2/2g)其中，ΔP表示管道阻力损失，λ表示摩阻系数，L表示管道长度，D表示管道直径，V表示流速，g表示重力加速度。
五、泵站计算公式1.泵站扬程计算公式H=Hs+Hf+Hw其中，H表示总扬程，Hs表示水泵静态扬程，Hf表示摩擦损失扬程，Hw表示水位涨落扬程。
2.泵站功率计算公式P=Q×H×η其中，P表示泵站功率，Q表示流量，H表示扬程，η表示泵机效率。
水力计算公式选用
长距离输水管道水力计算公式的选用1． 常用的水力计算公式：供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有:达西（DARCY ）公式：gd v l h f 22**=λ（1）谢才（chezy ）公式：i R C v **= （2）海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式：87.4852.1852.167.10dC lQ h h f ***= （3） 式中h f ------------沿程损失，mλ―――沿程阻力系数 l ――管段长度，md-----管道计算内径，mg----重力加速度，m/s 2C----谢才系数 i----水力坡降； R ―――水力半径，mQ ―――管道流量m/s 2v----流速 m/sC n ----海澄――威廉系数其中大西公式，谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。
海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。
三种水力计算公式中 ，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。
2． 规范中水力计算公式的规定3． 查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力计算公式也有所差异，见表1：表1 各规范推荐采用的水力计算公式4． 公式的适用范围： 3．1达西公式达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。
公式中沿程阻力系数λ值的确定是水头损失计算的关键，一般采用经验公式计算得出。
舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（C.F.COLEBROOK ）公式均是针对工业管道条件计算λ值的著名经验公式。
舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度1.3*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用教广. 柯列勃洛可公式)Re 51.27.3lg(21λλ+∆*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式,该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合,适用范围为4000<Re<108.大量的试验结果表明柯列勃洛克公式与实际商用圆管的阻力试验结果吻合良好,不仅包含了光滑管区和完全粗糙管区,而且覆盖了整个过渡粗糙区,该公式在国外得到及为广泛的应用.布拉修斯公式25.0Re 316.0=λ是1912年布拉修斯总结光滑管的试验资料提出的,适用条件为4000<Re<105,一般用于紊流光滑管区的计算. 3.2 谢才公式该式于1775年由CHEZY 提出,实际是达西公式的一个变形,式中谢才系数C 一般由经验公式y e R n C *=1计算得出,其中61=y 时称为曼宁公式,y 值采用)1.0(75.013.05.2---=n R n y (n 为粗糙系数)公式计算时称为巴浦洛夫斯基,这两个公式应用范围均较广.就谢才公式本身而言,它适用于有压或无压均匀流动的各阻力区,但由于计算谢才系数C 的经验公式只包括反映管壁粗糙状况的粗糙系数n 和水力半径R,而没有包括流速及运动年度,也就是与雷诺数Re 无关,因此该式一般仅适用于粗糙区.曼宁公式的适用条件为n<0.02,R<0.5m;巴浦洛夫斯基公式的适用条件为0.1m ≤R ≤3m;0.011≤n ≤0.04.3.3 海澄-威廉公式是在直径≤3.66m 工业管道的大量测试数据基础上建立的著名经验公式,适用于常温的清水输送管道,式中海澄-威廉系数Ch 与不同管材的管壁表面粗糙程度有关.因为该式参数取值简单,易用,也是得到广泛应用的公式之一.此公式适用范围为光滑区至部分粗糙度区,对应雷诺数Re 范围介于104-2*106.通过对各相关规范所推荐计算公式的比较,除混凝土管仍然推荐采用谢才公式外,其它管材大多推荐采用达西公式.在新版《室外给水设计规范》中取消舍维列夫公式的相关条文,笼统采用达西公式,但未明确要求计算λ值采用的经验公式.由于舍维列夫公式是建立在对旧钢管及旧铸铁管研究的基础上,然而现在一般采用的钢或铸铁材质管道,内壁通常需进行防腐内衬,经过涂装的管道内壁表面均比旧钢管,旧铸铁管内壁光滑得多,也就是Δ值小得多,采用舍维列夫公式显然也就会产生较大得计算误差,该公式得适用范围相应较窄.经过内衬得金属管道采用柯列勃洛克公式或谢才公式计算更为合理.PVC-U,PE 等塑料管道,或者内衬塑料得金属管道,因为其内壁Δ值很低,一般处于0.0015-0.015,管道流态大多位于紊流光滑区,采用适用光滑区得布拉修斯公式以及柯列勃洛克公式一般均能够得到与实际接近得计算结果.因此, 《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》及《埋地聚乙稀给水管道工程技术规程》中对塑料管道水力计算公式均是合理得且与《室外给水设计规范》并不矛盾. 海澄-威廉公式可以适用于各种不同材质管道得水力计算,其中海澄-威廉系数Ch 得取值应根据管材确定.对于内衬水泥砂浆或者涂装有比较光滑得内防腐涂层得管道,其海澄-威廉系数应该参考类似工程经验参数或者实测数据,合理取用.因此,无论采用达西公式,谢才公式或者海澄-威廉公式计算,不同管材得差异均表现在 管内壁表面当量粗糙程度得不同上,各公式中与粗糙度相关系数得取值是影响计算结果得重要因素.值得一提得是,同种材质管道由于采用不同得加工工艺,其内表面得粗糙度也可能有所差异,这一因素在设计过程种也应重视(常用管材得粗糙度系数参考值见表2) 表2 常见管材粗糙度相关系数参考值5.管径对选择计算公式得影响 根据雷诺数计算公式vVdRe ,雷诺数与流速v,管径d 成正比,与运动粘度成反比,因此对应管道得不同设计条件应对所使用计算公式得适用范围进行复核.保证计算得准确性.大多说供水工程得设计按照水温10℃,运动粘度1.3*10-5 m 2/s 得条件考虑,因此雷诺数实际受流速及管道口径得影响.以塑料管道为例,在正常设计流速范围条件下,管道内径大于100mm 时,虽然管道仍然处于紊流光滑区,但其雷诺数Re>105,也就是说已经超出了布拉修斯公式得适用范围,而且误差大小与雷诺数成正比.对PVC-U 管,采用布拉修斯公式与柯列勃洛克公式对比计算,当管内径为500mm ,流速1.5 m/s 时,采用布拉修斯公式得出得水力坡降比柯列波列克得结果低11%以上.采用《埋地硬聚氯乙稀给水管道工程技术规程》推荐得修正公式与柯式对比计算,修正公式计算结果,小口径管偏安全,中等口径与柯式符合较好,大口径管得负误差达5%以上.因此笔者认为,大口径塑料管或采用塑料内衬管不宜采用布拉修斯公式计算,而更宜于采用如柯列波洛克公式等适用条件更宽得其它经验公式,或应通过试验等对其进行修正.与上述情况类似,采用谢才公式计算时,如果管道内径大于2m 时则不采用曼宁公式计算谢才系数.如果采用巴甫洛夫斯基公式,其适用管径可以达到12m,对一般输水工程管道已完全足够了.海澄-威廉公式的数据基础是WILLIAMS 和HAZEN 在大量工业管道现场或试验测量或得的.该公式因为简单易用,被广泛运用在管网水力计算中,国内外不少管道水力计算软件均采用该公式编制.由此可见,对于口径大于2m 得管道应尽量避免采用海澄-威廉公式计算以策安全.6.值得提出得是,上述所有水力计算公式中采用得管径均为计算内径,各种管道均应采用管道净内空直径计算,对于采用水泥砂浆内衬得金属管道应考虑内衬层厚度得影响.大口径管道计算应尽量避免采用海澄-威廉公式,建议采用柯列勃洛克公式计算,大量试验结果证明该公式计算结果与实际工业管道符合性好,水力条件适用范围广,虽然运用该式需要进行多次迭代计算才能得到λ值,较为麻烦,不过运用计算机简单编程既能方便地得到较为准确地结果,手工计算时也可以通过查表或者查询蓦迪图辅助计算.。
- 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)。
流量及水力计算公式
一、流量计算公式：
1.定常流量计算
定常流量是指在一段时间内流体的流速不变的流动。
计算定常流量的公式主要有以下几种：
（1）流量计算公式：
Q=A×v
式中，Q为流量，单位为体积/时间；A为流动截面的面积，单位为面积；v为流速，单位为长度/时间。
（2）流速计算公式（液体）：
v=Q/A
式中，v为流速，单位为长度/时间；Q为流量，单位为体积/时间；A 为流动截面的面积，单位为面积。
（3）流速计算公式（气体）：
v=Q/A=n/S
式中，v为流速，单位为长度/时间；Q为流量，单位为体积/时间；A 为流动截面的面积，单位为面积；n为气体的量，单位为物质的量（摩尔）；S为气体的体积，单位为体积。
2.非定常流量计算
非定常流量是指流体在一段时间内流速发生变化的流动。
计算非定常流量的公式主要有以下几种：
（1）容量法：
Q = ∫A(x,t) × v(x,t) dx
式中，Q为流量，单位为体积/时间；A为流动截面的面积，单位为面积；v为流速，单位为长度/时间；∫表示对流动截面的积分；dx为流动截面的微小长度。
（2）能量法：
Q = Area × (h2 - h1) / t
式中，Q为流量，单位为体积/时间；Area为流动截面的面积，单位为面积；h为水位，单位为长度；t为时间。
二、水力计算公式：
1.压力计算公式：
P=ρ×g×h
式中，P为压力，单位为力/面积；ρ为液体的密度，单位为质量/体积；g为重力加速度，单位为长度/时间的平方；h为液体的高度，单位为长度。
2.水头计算公式：
H=h+P/(ρ×g)
式中，H为水头，单位为长度；h为液体的高度，单位为长度；P为压力，单位为力/面积；ρ为液体的密度，单位为质量/体积；g为重力加速度，单位为长度/时间的平方。
3.流速计算公式：
v=(2×g×h)^0.5
式中，v为流速，单位为长度/时间；g为重力加速度，单位为长度/时间的平方；h为水头，单位为长度。
以上就是一些常用的流量及水力计算公式。
它们能帮助工程师和科研人员在水利工程、液压机械、石油工业等领域中进行流量和水力的计算和设计。