输配水管道沿程水头损失计算方法探讨

时间：2025-02-22

输配水管道沿程水头损失计算方法探讨

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作者：陈涌城;

出自：中国土木工程学会水工业分会给水委员会第十次年会暨2005年中日水处理技术交流会发表时间：2005-11-9

摘要：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。

输配水管道沿程水头损失计算方法探讨

陈涌城

输配水管道是城市供水系统的重要组成部分，它将直接把合格的水送到水厂和千家万户，完成供水工程的最终目标。输配水管道投资一般占供水系统资金的70~80%，因此深入地研究输配水管道工程设计意义很大。

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，1.1 管道常用沿程水头损失计算公式及适用条件

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。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。

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。

水流阻力特征区的判别方法，工程设计宜采用

水力光滑区

紊流过渡区

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中ch国

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天津市河西区气象台路99号 300074

数值

雷诺

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（2

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紊流粗糙区

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。利用达西公式和柯列布鲁克公式组合进行管道沿程水头损失计算精度高，但计算方法麻烦，习惯上多用在紊流的阻力过渡区。

海曾—威廉公式适用紊流过渡区，其中水头损失与流速的1.852次方成比例（过渡区水头损失h∝应用，近几年我国也普遍用做配水管网的水力计算。

V1.75~2.0）。该式计算方法简捷，在美国做为给水系统配水管道水力计算的标准式，在欧洲与日本广泛

谢才公式也应是管道沿程水头损失通式，且在我国应用时间久、范围广，积累了较多的工程资料。但由于谢才系数C采用巴甫洛夫公式或曼宁公式计算确定，而这两个公式只适用于紊流的阻力粗糙区，因此谢才公式也仅用在阻力粗糙区。

另外舍维列夫公式，前一段时期也广泛的用做给水管道水力计算，但该公式是由旧钢管和旧铸铁管管此舍维列夫公式也基本不再采用。

材试验资料确定的。而现在国内采用的金属管道已普遍采用水泥砂浆和涂料做内衬，条件已发生变化，因1.2 输配水管道沿程水头损计算的实用公式输配水管道沿程水头计算时，先采用

（2）混凝土管（渠）及采用水泥砂浆内衬的金属管道

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判别

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2.1 管道摩阻系数的属性及应用条件

每个管道沿程水力计算公式都有相应的摩阻系数和确定方法，表达形式也不一样。摩阻系数是一个未知数，应由试验确定。但实际应用时，一般都依据不同的管材和其不同的内壁光滑程度，参考已有的资料，由设计人员计算时选择采用。该数值非常重要，但随意性很大，而且取值的结果直接影响水力计算成果的（1）当量粗糙度Δ