管道水泵计算法

管道水泵计算法默认分类2008-06-2310:04:19阅读538评论0字号：大中小订阅目录一、几点说明.1第一题这本书有什麽用处？...1第二题管道的直径怎样叫法？...1第三题怎样选择管道材料？...3二、管道水力计算.5第四题什麽叫做管道的流量？怎样计算管道的流量？...5第五题在流速相等的条件下，Dg200管子的流量是Dg100管子的流量的几倍？...6第六题有没有简单的方法，可以记住各种管子的大致流量？...7第七题管道里的流速有没有限制？...7第八题管道里的流量不变，他的流速会不会变化？...8第九题压力和流速究竟有什麽关系？…8第十题压力表上的压力大小用公斤表示（例如2公斤的压力），另外，我们又常说多少高水柱压力（例如5米高水柱的压力），它们之间有什么关系？…9第十一题压力差和管道的阻力有什么不同？...9第十二题管子的阻力怎样计算？...10第十三题怎样使用铸铁管水力计算表？...11第十四题表4的铸铁管水力计算表做了哪些简化，会不会影响计算的准确度？…13第十五题从铸铁管水力计算表可以找到那些规律?.14第十六题知道管道阻力的规律有什么用处？...15第十七题怎样具体利用表4进行计算？...15第十八题表4查不到的流量、流速和阻力，应该怎样计算？…16第十九题在实际工作中，究竟怎样体现一段管道的压力差产生一定的管道流速？…18第二十题管道的总阻力包括哪些部分？...19第二十一题管道的局部阻力应该怎样计算？...19第二十二题究竟实际管道的阻力应该怎样计算？...20第二十三题局部水头损失（局部阻力）的计算比较麻烦，有没有简化的计算方法？...24第二十四题在一条用口径的管道上，两头的压力差定了后，管道里的流量和流速也就定了。24那么，管道两头真正的压力究竟反映什么要求？…24第二十五题钢管的阻力能不能用表4来计算？...25第二十六题小管径钢管的阻力怎样计算？…26第二十七题铸铁管水力计算表（表4）对于其它的管材和流动物资的阻力计算由没有用处？27第二十八题蒸汽管的流量和阻力怎样计算？…28第三十题混凝土排水管道的流量和流速怎样计算？...31三、水泵选择.33第三十一题什么叫作水泵的总扬程？…33第三十二题什么叫作水泵的吸水扬程？…33第三十三题水泵的型号怎样表示法？...34第三十四题水泵的性能包括哪些项目？...35第三十五题怎样从水泵型号，估计出水泵的流量？…39第三十六题怎样选择水泵的型号？...40第三十七题再作设备计划的时候，管线还未定，怎样选水泵？...41第三十八题离心式水泵为什么能吸水？...42四、管件.44第三十九题光滑万头的长度（即弯曲部分）怎样定？怎样计算？...44第四十题焊接弯头的尺寸是怎样定的？下料总长度怎样计算？...45第四十一题断节的长度怎样计算？...47第四十二题为了在钢管上画出断节，必须先画出断节的展开图来，展开图是怎样画出来的？49第四十三题应用表18焊接弯头尺寸和表19断节展开尺寸时，应注意哪些问题？...51第四十四题三通和四通的管件展开图怎样画法？…52第四十五题异径管（同圆心的大小头）的展开图怎样画法？...55第四十六题偏心异径管（偏心的大小头）的展开图怎样画法？...56第四十七题为什么要计算钢管受热后膨胀的长度？应该怎样计算？…58第四+八题方形伸缩器的尺寸是怎样决定的？怎样选用？…58一、几点说明第一题这本书有什麽用处？管道工人和新参加管道设计、施工人员、在实际工作中，经常碰到一些管道和水泵方面的设计和计算问题，但在这方面还没有比较通俗的参考书。作者针对这一情况编写了这本书。书中除介绍有关管道和水泵的基本知识外，还列出了有关管道和水泵设计、计算的基本数据。可作为一本简易参考资料使用。全书共有四十八个题例，包括三个基本内容：第一、管道简易设计和计算方法，以室外给水铸铁管为主，但也介绍了工业锅炉蒸汽管及其它一些常用管道的计算知识；跌入、水泵的选型；第三、在管道安装过程中经常碰到的一些问题，如钢制管道零件的加工尺寸及蒸汽管道伸缩器的选用数据等，钢制管件包括弯头管、三通管、四通管（以下简称弯头、三通、四通）以及同心、偏心大小头异径管等。第二题管道的直径怎样叫法？管道的直径有两种叫法，一种叫它的内径，一种叫它的外径。铸铁管和一般的钢管（指白铁管或黑铁管，又称水、煤气管）的内径又叫做公称通径，用Dg表示，D是代表直径的意思，g是“公”字拼音的第一个字母。一般说，管子直径是它的内径，用毫米表示。例如：直径100毫米的管子，可以表示成Dg100管子。但要注意管子的真正内径和它的公称通径往往是不相等的，有的相差比较大。当我们计算管子横断面的准确面积时，就应该用真正的内径，不能用公称通径。另外，还有一种叫法，把管子叫成几口寸的管子。口寸，读称英寸。1口寸可以折合成25毫米，所以Dg100的管子也叫做4口寸管。表1-1列出白铁管和黑铁管管径的对照尺寸（白铁管指镀锌钢管，黑铁管指一般钢管）。从表中看出Dg100的管子，真正的内径为106毫米，Dg150毫米的管子，真正内径为156毫米。表1-2为普通压力铸铁管（简称普压铸铁管）的部分管径的尺寸对照。由表中可以看出，这种铸铁管的公称通径和它们的真正内径是一致的。白铁管和黑铁管尺寸表1-1公称通径Dg（毫米）英制（口寸）外径（毫米）壁厚（毫米）真正内径（毫米）103/8172.2612.5151/221.252.7515.75203/426.752.7521.2525133.53.2527.03211/442.253.2533.754011/2483.541502603.5536521/275.53.7568.080388.5480.51004114410615061654.5156铸铁管（普通压力）尺寸表1-2公称通径Dg（毫米）英制（口寸）砂型离心铸铁管砂型立式铸铁管外径（毫米）壁厚（毫米）真正内径（毫米）外径（毫米）壁厚（毫米）真正内径（毫米）753———91.08.076.01004———117.08.5100.01506———168.09.0150.02008217.68.8200.0217.69.8198.025010268.89.4250.0268.810.4248.030012320.210.1300.0320.211.1298.035014371.610.8350.0371.611.8348.040016423.011.5400.0423.012.5398.045018474.412.2450.0474.413.2448.050020525.812.9500.0525.813.9498.0表1-1和表1-2列出的各种管道，承受的工作压力都是7.5公斤/厘米2,是一种常用的管道，所以叫做普压管。当工作压力增加或减少，管壁就要相应地加厚或减薄。但这种高压和低压的管道，它们的外径和公称通径相同的普压管的外径是一样的，所以，管壁的加厚或减薄只是引起真正内径的缩小和加大。内径大致相同的同一种管道，它们的外径都是相同的，这使管道尺寸的一般规律。这也就是公称通径和真正内径不一致的原因。再铸铁管和一帮昂观众，由于壁厚变化不大，公称通径的数值比较简单，用起来也方便，所以采用公称通径的叫法。但由于管壁变化幅度较大的管道，一般就不采用公称通径的叫法了。无缝钢管就是典型例子。同一外径的无缝钢管，它的壁厚有十几种的规格。例如，外径108毫米的无缝钢管，壁厚从3毫米一直到9毫米，真正的内径在102〜90毫米范围内变化，这样，就没有一个合适的尺寸可以代表内径。所以无缝钢管的规格一般用“外径x壁厚”来表示。例如108x4和108x6的无缝钢管，外径皆为108毫米，壁厚分别为4及6毫米。管壁很厚的无缝钢管只用在压力很高的管道上。其管壁厚度都在3.5〜8毫米范围内，而且只应用于蒸汽管道和制造管道零件。可参考表10及表18等的无缝钢管尺寸。为什麽不按公称通径加工管子的内径呢？因为，加工管子时把管子的外径制造成一样大小好做接头，但当管子承受的压力不同的时候，就要改变管壁的厚度，这样，管子的内径就相应地发生变化了。所以，不要按公称通径加工管子的内径。第三题怎样选择管道材料？表2是一个选择管道的参考资料。表中：白铁管指镀锌钢管，黑铁管指一般钢管；Pg表示公称压力（P代表压力，g代表“公”字拼音的第一个字母），单位为公斤/厘米2；t表示摄氏温度的度数；Pg最高为13公斤/厘米2,指一般工业锅炉的压力。某一种管材所适用的范围，在表中由不同的面积形状反映出来。例如，室外管道输送公称压力9〜13公斤/厘米2的饱和蒸汽，从Dg25到Dg150应用无缝钢管；从Dg25到Dg150的白铁管和黑铁管可以用于室内、外的凝结水和室内给水；Dg25和Dg50的白铁管和黑铁管可以用于室内、外的热水和给水;Dg80以上的室外给水管应用铸铁管和石棉水泥管；Dg80到Dg150的热水管应用无缝钢管。管道材料的选择表2流动压力Pg(kg/cm2)室内或Dg公称通径（毫米）物资及水温t室外255080100150200250300400500饱和蒸汽Pg<8室内螺旋缝电焊钢管Pg=9〜13室外无缝钢管凝结水室内白铁管Pg<8或室外热八、、水Pg<8tM130°C室内及室外黑八、、铁管无缝钢管给水Pg<10T<50C室内室外稀酸稀碱液Pg=2.5〜6.0室内硬聚氯乙烯雨水无压室内铸铁管室外陶土管生产污水室内排水铸铁管钢筋混凝土室外」'，昆凝土管陶土管、陶瓷管生活污水室内排水铸铁管、陶土管室外陶土管、混凝土管、管道水力计算第四题什麽叫做管道的流量？怎样计算管道的流量？一根水管，在一定的时间内，流过一定体积的水，这个水的立方米的数值就是管子的流量。例如，在一小时内流过1立方米的水，就叫做1小时1立方米的流量，用米3/时表示流量的单位（时间也可改用1秒，1分甚至1天，体积也可以改用升或毫升等，这样可以组成其它的流量单位，如米3/秒、升/秒等）。管子里的流量，是由管子的横断面的面积和水流的速度相乘得来的。每小时的流量公式如下：流量=3600x管子面积x流速管子面积=3.14x（半径）2或管子面积=0.785x（半径）2式中流量单位为米3/时；流速单位为米/秒；半径或直径单位为米；3600是1小时折合成的秒数。因为面积（米2）x流速（米/秒）的结果得米3/秒，指1秒钟内的流量，因此，折合成1小时的流量米3/时，就要乘上3600这个数。例1Dg100的管子，流速为1米/秒时，流量是多少？解流量=3600x管子面积x流速。先把直径换算成米，管子面积=米2。则流量=3600x0.00785x1=28.3米3/时注意，上式不仅适用于水，也适用于其它液体或气体。如果管道里流的是水，我们计算的就是多少米3/时的水，如果流的是蒸汽，我们算得的就是多少米3/时的蒸汽。流量，也可以用重量来表示。因为1米3的水恰好是1吨，所以我们又把水管的1米3/时的流量，说成1吨/时的流量。例1，如果说的是水管，28.3吨/时。但如果说的是蒸汽管，就不能把1米3/时说成1吨/时了，因为1立方米蒸汽只有几公斤重，而且蒸汽的重量是随它的压力变化的，例如，压力为10公斤/厘米2的蒸汽，每立方米只有3.5公斤重，1米3/时的蒸汽流量只合5.5公斤/时。因此，如果28.3米3/时，是蒸汽流量，就应该说成28.3x5.5=156公斤/时。从上式可知，在管子直径已定的情况下，如果管子里的流速变化的时候，流量也要跟着变化。变化的关系如下式：例2Dg100的管子，当流速为1米/秒，流量为28.3吨/时，求流速2米/秒时，流量是多少？解：则：第五题在流速相等的条件下，Dg200管子的流量是Dg100管子的流量的几倍？由于直径200是直径100的两倍，所以，有人往往会误认为Dg200管子的流量也是Dg100管子流量的两倍，这是错误的。正确答案：Dg200管子的流量是Dg100管子流量的4倍。这是从下列公式推算出来的：Dg200管子和Dg100管子分别代表大管子和小管子，所以：上面公式，实际是管道流量公式的一个应用，因为从流量公式可得大管子流量=3600x0.785x（大管子直径）2x流速小管子流量=3600x0.785x（小管子直径）2x流速利用数学的演算方法，把两个公式的两边相除，得：然后再用小管子流量乘等式的两边，就得大管子流量的计算公式。这一公式还可以写成：因此，我们知道，在流速相等的情况下，一根Dg200管子可以顶4根Dg100管子使用，一根Dg500管子可以顶4根Dg250管子使用（这里没有考虑阻力不相等的问题，参看第十五题）。同样计算：这也就是说，一根Dg200管子可以顶16根Dg50管子使用。从上述情况看出，当两根管子流速相等时，两根管子的流量各自与其直径的平方成正比。第六题有没有简单的方法，可以记住各种管子的大致流量？有的，如果我们记住Dg100为30吨/时，再利用管径与流量的关系，其他管径的管子流量就可以推算出来了。如Dg200管子的流量为22x30=120吨/时，Dg300管子的流量为32x30=270吨/时，Dg50管子的流量为Dg25的管子流量为这30吨/时的流量是怎样来的？我们已知，当流速为1米/秒时，Dg100管子的流量是28.8吨/时，那麽流量30吨/时的流速，只比1米/秒稍大一些，因此粗算时，我们可以认为流速也是1米/秒，这样好记又好算。同样，记住Dg100管子流量30吨/时的流速是1米/秒，其他流速的流量，也可以利用流速和流量的关系算出来。例如，当流速提高为2米/秒时，流量就是，当流速降为0.5米/秒时，流量就是因此，Dg100管子的流量算出来，其它管径的流量也就同样可以算出来。第七题管道里的流速有没有限制？管道里流速的大小是一个经济问题，同样的管子，管子大流速就小，这时虽然输送水的电费低了（参看下面流速与阻力的关系），但管子的费用就高了。相反，如果管子很小，虽然管子价钱低了，但经常输送水的电费高了。所以，这中间有一个最合算的流速（见表3）。流速一般限制范围表3适用条件流速（米/秒）室外长距离管线Dg>500Dg<5001〜1.50.5〜1水泵出水管Dg>2002~2.5Dg<2001.5~2水泵吸水管Dg>2001.2〜1.5Dg<2001~1.2车间一般管线1.5~2表3的流量限制反映两条规律，第一、管径大的，流速可以用得高一点；第二、管道短的，流速也可以用得高一点。这时在一般条件下的参考。在特殊的情况下无论大官或小管，流速最大可以到2米/秒〜3米/秒，也可以小到0.3米/秒。这要结合施工情况和管道长度以及水泵等具体 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 条件灵活掌握。第八题管道里的流量不变，他的流速会不会变化？这个问题应该附加两个条件才提得明确，第一、管子直径没有变化；跌入、在管道上没有支管进水，也没有支管出水。有了这两个条件可以得出答案：在这条管道上，任何一处的流速都是相等的，并且不会变化。为什麽流速不变呢？因为流量是由流速和面积决定的，流量、流速和面积是互相配套的，这三个因素中，流量和面积不变，流速也不会发生变化。这个问题的提出是因为：当管子流水的时候，管道上每一处的压力都是不同的（从压力表上可以看出来），往往会使人错误认为，流速和压力一样，也会跟着变化。第九题压力和流速究竟有什麽关系？管道里的压力是顺着水流的方向逐渐变小的。但是，管道的流速在流量不变的时候却是不变的。我们讨论压力与流速的关系，实际是指管道上两点间的压力差和两点间流速的关系。因为，当管道两点间的长度固定不变后，决定管道两点间的流速是两点的压力差，而不是某一出单独的压力绝对大小值。压力差大的时候，流速就一定大。反之，流速减小，压力差也一定变小了。在弄清楚压力差和流速的关系前，应该先把压力的概念和单位搞清。第十题压力表上的压力大小用公斤表示（例如2公斤的压力），另外，我们又常说多少高水柱压力（例如5米高水柱的压力），它们之间有什么关系？我们一般说2公斤压力，这只是为了说起来方便，但不确切，严格地说，应该是2公斤/厘米2,这是指在一个平方厘米的面积上压有2公斤的力量，包括了一个面积的因素在里面。说得更确切一点，这是一个压力强度。知道这个压力强度之后，在任何大小面积上，压的力量就可以算出来了。例如，在2厘米2上就有2x2=4公斤力量，在10厘米2的面积上就有2x10=20公斤力量。水柱的高度，怎样能折合成公斤/厘米2的压力单位呢？这只要把压在1厘米2面积上水柱的重量算出来就成了。例如，5米水柱在1厘米2面积上的体积为500（厘米）x1（厘米2）=500厘米3,重量为0.5公斤（因为1000厘米3水就是1升水，中1公斤），所以5米水柱就折合成0.5公斤/厘米2的压力。这里提出了一个重要的换算问题，10米水柱压力折合成多少公斤/厘米2?10米水柱在1厘米2面积上的体积为10x100厘米x1厘米2=1000厘米3=1升，重1公斤，所以10水柱压力恰好折合为1公斤/厘米2的压力。1公斤/厘米2的压力相当于10米水柱的压力，这时一个重要换算关系。根据这个关系，我们就可以进行许多压力的换算。例如，0.1公斤压力折合成0.1x10米=1水柱的压力，100毫米水柱（即为0.1米水柱）的压力折合成0.1x1/10=0.01公斤的压力。为什麽要用水柱高来表示压力呢？这有两个原因：一个是为了便于计算阻力（这在以下问题中解答）。另一个是使我们对于压力有一个概念。例如，一个10米水深的池子，池子底上的压力就是10米水柱。同样，如果水管的压力是1公斤/厘米2,也就是10米水柱的压力。这个10米水柱高怎样体现呢？我们如果在水管的垂直方向接一根管子，就可以看见这根垂直管子里的水位上升到10米的高度。这就给出了一个形象的概念。总的说来，公斤/厘米2这个压力单位给的是一个抽象的概念。米（水柱）这个压力单位给出了一个形象的概念。水力学上又把水柱高度叫做水头，所以，把5米水柱的压力也就说成5米水头。第十一题压力差和管道的阻力有什么不同？我们在管道上某一点接一个压力表，所测得的读数就是那一点的压力。在水流动的时候，管道上的压力是沿着水流的方向逐渐变小的。例如，在水泵的Dg150出水管上压力是2公斤/厘米2,但到距这点200米远的地方压力，可能下降成1.5公斤/厘米2。这2-1.5=0.5公斤/厘米2就是两点间的压力差。这个压力差相当于5米水柱，所以，把5米水柱的压力也就说成5米水头。这5米水柱到哪里去了呢？因为，水在这200米管道里流动的过程中，水与管壁的摩擦以及水域水之间的摩擦而消耗掉了。所以，水力学把这5米水柱的压力差叫做水头损失。它反映了长200米管道的阻力，或者说，在长200米的Dg150管道的水流过程中，由于管道的阻力，产生了5米的水头损失。管道的阻力和压力差（或水头损失）在数值大小上是相等的，但管道阻力指的是本质的东西，压力差指的是阻力所产生的现象。由于管道阻力只能通过压力差才能测出来，所以说，压力差与流速的关系，实际是指管子阻力与流速的关系。也就是说，必须知道一段管道两头的压力差和这段管道的长度，才能算出管子每1米的阻力和这段管道里的流速来。必须指出，决定流速是管道两点间的压力差，而不是某一处的压力大小。因此，如果压力差不变（也就是管道的阻力不变），流速也就不变。如上例，这段长200米的Dg150管道两头的压力，如果分别换成4公斤/厘米2及3.5公斤/厘米2或者10公斤/厘米2及9.5公斤/厘米2,由于压力差仍然是0.5公斤/厘米2,所以管子里的流速也就保持不变。至于2公斤/厘米2、4公斤/厘米2及10公斤/厘米2这些压力本身所引起的差异，我们在第二十三题讨论第十二题管子的阻力怎样计算？管子的阻力是用试验求得的，如公式：管道阻力=管道长度x管道1米的阻力管道1米的阻力=阻力系数x（流速）2第一个公式，说明管道的阻力和它的长度成正比例。10米管子的阻力就是1米管子的10倍。所以，1米管子的阻力知道了，乘上管长，就得出管道的总阻力。第二个公式，说明怎样计算1米管子的阻力。从公式可以看出1米管子的阻力与流速的平方成正比例。阻力系数是通过试验求得的，它本身可以写成一个复杂的公式。如两根管子的材料（包括管壁粗糙度相同）、管径和在馆子里流动的物质（例如都是水）以及温度都是一样的话，那么用试验求出的阻力系数大小也是不变的。如果管子里流动的物质不变，管径变了或者管子里面管壁的粗糙程度也变了，那么阻力系数也就变了。同样一根管子，虽然它的管径和管壁的粗糙程度式固定了的如果用来输送蒸汽，那么，它的阻力系数就和输送水时的阻力系数不一样。阻力系数的公式为什么复杂呢？就因为它必须反映这些变化的规律。在设计时，我们不是从头去计算每根管子的阻力系数，而是从已经计算好的表格中，查出管子1米的阻力（见表4-1及表4-2）。第十三题怎样使用铸铁管水力计算表？表4,是从1968年中国工业出版社出版的《给水排水设计手册第四册，室外给排水一靖渠水力计算图表》编制成的，包括Dg500管径以下的管子，可供一般计算使用。表4中的流量，列出了两种单位，一种是升/秒，一种是米3/时。表4-1的流量按升/秒成整数排列的，表4-2的流量按米3/时成整数排列的，以便于查用。1升/秒合3.6米3/时，所以，表4-1的第一个流量2升/#=2x3.6=7.2米3/时。从表4第一竖行，某一管径向右查，就可以在某一个流量的下面，找到相应的流速和阻力。在本书以后的叙述中，表4都是指表4-1说的，个别处引用表4-2时，则特别注明。例查Dg100铸铁管，在流量25.2米3/时及50.4米3/时的流速和阻力？解有Dg100一行向表的右方找，在流量25.2米3/时的下面查到流速为0.91米/秒，每米阻力为18.6毫米水柱，在50.4吨/时流量下查到流速为1.8米/秒，阻力为71.6毫米水柱。知道每1米阻力后，管道的总阻力就可以用管子的长度乘每1米的阻力求得。例如，在流量25.2米3/时，管长100米，求Dg100管道阻力为：100x18.6=1860毫米=1.86米在流量为50.4吨/时，管长100米时，求Dg100管道的阻力为：100x71.6=7160毫米=7.16米注意，表4中阻力损失单位为毫米，计算时要换算成米。说明：1、流速单位：米/秒；阻力（指每米管子的压力损耗）单位：毫米水柱/米2、应用表4-1和表4-2时，请将下半部分拼在上半部分的右边，即组成一个整表，便于查看。第十四题表4的铸铁管水力计算表做了哪些简化，会不会影响计算的准确度？表4,是从给水排水设计手册的管渠水力计算图表上，做了以下简化：（一）精简了Dg50以下管子和Dg600以上管子的资料，因为一般不常用这些管子。（二）精简了流量的资料。例如Dg75管子流量，原书从0.9升/秒起到13.0升/秒，每隔0.1升/秒有一个流量。表4简化为每隔1升/秒一个流量，而且限于2升/秒到11升/秒的范围内。这样的表，在一般设计中是够用了。因为流速包括0.5米/秒到2.6米/秒这个范围，复合管道流速的一般要求。Dg75管子的流量每隔1升/秒也是合适的，因为在流速方面只有约0.2米/秒的变化。（三）对于流速，表4中只取两位数，阻力只取一位小数。是由原表按四舍五入的办法得来的。这对一般计算的影响很小，可以简化。第十五题从铸铁管水力计算表可以找到那些规律？可以找到两条规律：第一、阻力和流速之间的关系。从表4的资料，可以计算出管子的主力系数，因为管子1米长的阻力=阻力系数x（流速）2所以例如，Dg100管子在流速0.91米/秒（流量25.2米3/时），阻力为18.6毫米，则在流速为1.4米/秒时，阻力44.2毫米（流量38.7米3/时），则这证明了阻力系数是不变的（参考第十二题）。然后，用流速的变化推算阻力，得下列公式：例Dg100管子，流速在0.7米/秒时的阻力为10毫米，求流速1.4米/秒时的阻力。解第二、阻力和管径间的规律。两根管子在长度和流速都相等的情况下，究竟大管径的管子阻力大，还是小管径的管子阻力大？我们从表4中的数据，可以找出规律，如下式：或上式告诉我们，流速相等和长度一样的两根管子，管径越小，阻力越大。在选用小管径的管子时，要注意这一点第十六题知道管道阻力的规律有什么用处？有下列三个方面的用处：第一、在设计时，可以帮助我们选择经济合理的管径。如第七题提出的限制流速的原因。为什麽一般流速都在1.5米/秒以下呢？因为在流速大的时候，阻力就增加的快。例如，2米/流速的阻力，就是1米/秒流速阻力的4倍，因此，电费也是4倍，这就不合算了。为什麽Dg500以上大管子的允许流速可以高一些，而小管径的允许流速却要低一些呢？因为在同样的流速下，小管径的阻力比大管径的阻力大得多，如Dg250管子的阻力比Dg500管子的阻力至少大一倍，Dg100管子的阻力比Dg200的管子的阻力也至少大一倍，所以，管子越小，越要用低流速。第二、在维修或更换管子时，可以帮助我们估计不同管径的阻力变化。例同样的流量如果用Dg100管子代替Dg150管子，阻力增加多少倍呢？解（1）先求Dg150管子及Dg100管子的面积比，计算出阻力因流速加大而增加的倍数。管子的妙计减少2.25倍，流速就增大2.25倍，所以（2）估计由于管径减少而引起的阻力加大。由上一问题，知道Dg100管子的阻力比Dg150管子的阻力大⑶综合上述结果得知：在同样的流量下，如果，把Dg150管子换成Dg100管子，阻力至少要增大5x1.5=7.5倍。例如，从表4中查出，当流量为32.4米2/时，用Dg100管子，每米阻力为29.9毫米水柱，用Dg150管子，每米阻力为3.9毫米水柱，阻力为这就得除了证明。第三、可以帮助我们推算表4没有列出的阻力。第十七题怎样具体利用表4进行计算？有下面几种情形：（一）已知管道的长度、管径和流量，求流速和阻力。例Dg100管子，长250米，流量32.4米3/时，求流速和阻力。解查表4Dg100的横行中，流量为32.4米3/时，得流速为1.2米/秒，每米阻力为29.9毫米，则250米长的管道的阻力=250x29.9=7500毫米=7.5米水柱（二）已知流量，选择管径，并计算流速和阻力。例一条流水的管道，流量为72.0米3/时，要输送600米长，应该选用多大的管径、流速和阻力？解由表4流量72.0米3/时一行往下找，先查得Dg150管子流速为1.2米/秒，比一般允许流速大，所以不用这个数据。再查得Dg200管子流速为0.64米/秒，在一般允许流速范围内，可以采用。Dg200管子每米阻力为4毫米水柱，故600米长管道的阻力为：600x4=2400毫米=2.4米水柱。（三）已知管径、管长和两头的压力差，计算管道里的流速和流量。例Dg150管道，长400米，管道两头的压力差为0.5公斤/厘米2,求管道的流速和流量。解0.5公斤/厘米2压力=5米水柱压力=5000毫米水柱压力长400米管道的压力差为5000毫米水柱，所以每米的压力差为：5000:400=12.5毫米水柱从表4中Dg150管子这行向右找，在阻力12.5毫米水柱时，查得流速为1.0米/秒，流量为61.2米3/时。（四）已知管径，估算管道的大致流量。表4虽然列出了不同流速的许多流量，但从一般管道的允许流速说来，大致都在1米/秒左右，因此，可以按1米/秒流速来查流量，作为一个粗估的数字。第六题告诉我们，记住Dg100管子的流量是30吨/时,用它作为推算其它管子流量的基数，就是这样来的。第十八题表4查不到的流量、流速和阻力，应该怎样计算？这有三种情形：第一、表中查不出流量来例可用Dg100管子，流量为30吨/时，求流速和阻力。解（1）对比计算法：在表4中查到Dg100管子的流量在25.2吨/时，是接近30吨/时，其流速为0.91米/秒，每米阻力为18.6毫米水柱。（2）插入计算法：根据表4,流量30吨/时正好在25.2吨/时及32.4吨/时两个流量之间，因此，流量30吨/时的相应流速和阻力也应该在这两个流量之间。我们可根据这些数据估算：如流量25.2吨/时的流速为0.91米/秒；流量32.4吨/时的流速为1.2米/秒。则流量30吨/时的流速可以估算成1.1米/秒。这是因为流量从25.2吨/时到32.4吨/时，增加7.2吨/时；流速从0.9米/秒到1.2米/秒增加0.3米/秒。而流量30吨/时比25.2吨/时增加4.8吨/时。按比例，它的流速应增加。所以，流量30吨/时的流速，应该是，在流量25.2吨/时的流速上，再加流量30吨/时与25.2吨/时之间的流速比差则为0.9+0.2=1.1米/秒。用同样的方法，流量25.2吨/时的阻力为18.6毫米，流量32.4吨/时的阻力为29.9毫米，可以得出30吨/时的阻力为26毫米（由表4-2可以直接查出25.6毫米）。（3）直接估计法：这是一种在急需的情况下采用的简便方法。如在0.91米/秒和1.2米/秒两个流量间可以直接估出1米/秒这个流速。在18.6毫米水柱和29.9毫米水柱两个阻力间可以估出26毫米水柱，即便估计得不太准，估成25毫米或27毫米，对计算的精度影响不大。第二、表中查不出流速来例可用Dg100管子，流速为1米/秒，求流量和阻力。解从表4中查到Dg100管子流速为0.91米/秒时，流量为25.2吨/时，阻力为18.6毫米水柱，所以得：同样，仿照上面第一解(2)和解(3)的办法计算。按照解(3)的办法可直接估出流速1米/秒的流量约为28吨/时左右，阻力约为23毫米左右。第三、表中查不出阻力来例可用Dg100管子，200米长度上的压力差为0.8公斤/厘米2,求流速和流量。解压力差0.8公斤/厘米2合8米水柱压力，所以得：从表4查到40毫米水柱的阻力在29.9毫米及44.2毫米间，其流速为1.2米/秒及1.4米/秒，所以取中间流速1.3米/秒，其流量为32.4吨/时及39.6吨/时，取中间流量36吨/时。最后，得出40毫米水柱阻力的流速为1.3米/秒，流量为36吨/时。第十九题在实际工作中，究竟怎样体现一段管道的压力差产生一定的管道流速？我们知道管道两头有压力差，水才会流动，也就是说，压力差产生了流速，但是在实际工作中，这个压力差怎样产生的呢？这个问题使我们对于压力的理论需要进一步探讨，同时也把我们逐渐引入有关水泵的讨论。现在举例说明如下：例如第十七题中的例题，长400米的Dg150管道，在5米水柱压力差下，流量61.2吨/时，流速1米/秒。这5米压力差可由三个基本情况表示出来：把400米长的管道铺成斜坡，这一头比另一头高出5米，这5米高差就产生5米水柱的压力差。因此，如果从高的一头不断进水，那么，管道的流量一定时61.2吨/时，流速就一定是1米/秒。管道的坡道可以表示为5/400(读成四百分之五，400米是坡度的斜边长度。严格说，坡度应该用水平距离除高差来表示，由于水平距离比400米略小，所以真正的坡度应该比5/400略大)，但一般管道的坡度都用千分之几表示，5/400可以换算成，因此，这段管道的坡度应该表示成，简写成12.5%。(读成千分之十二点五)。这个计算表明，如果，把Dg150管道按12.5%的坡度铺设，那它就能保证水的流速为1米/秒，流量为61.2吨/时。12.5%。的坡度也就是每米(1000毫米)管道两段的高差是12.5毫米，这12.5毫米水柱也就是Dg150管道在流量为61.2吨/时每一米的阻力(见表4)。长400米Dg150的管道铺成水平的，但一头接在水池上，池里的水位比管中心高出5米，并且保持不变，那么，Dg150管子里的流量也就保持为61.2吨/时不变，流速也就是1米/秒。把Dg150管接在水泵出水管上(水泵流量要大于61.2吨/时)，长400米管道也是水平的，管道两端都装压力表，并且在400米长管道前面还有闸门。在水泵开动后，如果我们能调节闸门，时两个压力表的读数恰好是0.5公斤/厘米2(即5米水柱)，那么，管子的流量一定时61.2吨/时，流速也一定是1米/秒。这里，我们不规定多大流量和多大扬程的泵，只要做到这条管道两头的压力差是0.5公斤/厘米2。那么，这个61.2吨/时的流量和1米/秒的流速就会得到保证。上面说的只是基本情况，但它们间还可以互相组合起来产生压力差。例如，把长400米Dg150管子两端铺成2米的高差，高的一头接水泵，如果在高低两段的压力表能量得0.3公斤/厘米2(合3米水柱)的压力差，那么，总的压力差也是5米水柱，所以，流量也一定是61.2吨/时。这就是应用上面(1)和(3)的情况组合产生的压力差。但这里和(3)情况不同的是：上面的0.5公斤/厘米2压力差圈是由水泵给的，这里水泵只给0.5—0.2=0.3公斤/厘米2的压力差，0.2公斤/厘米2压力差是2米高差所给的。这个道理对于后面理解水泵的扬程时很重要。又如，水池的水在管道这一头中心线上有3米深，把长400米的Dg150管道的另一头铺设成2米高，也同样得到总压力差为5米，所以流量也一定是61.2吨/时，这就是利用(1)和(2)情况的组合.第二十题管道的总阻力包括哪些部分？上面都是讨论直管子的阻力。但管道一般都包括有许多管件，如弯头、三通、闸门和指挥法等等。水流过这些管件的时候，也同样要克服阻力。这些管件所产生的阻力，我们叫做局部阻力。另外，我们把直管子的阻力叫做沿程阻力。所以：管道总阻力=管道沿程阻力+管道局部阻力。（单位:毫米水柱）。从表4查出每米长的阻力后，就可以计算出管道的沿程阻力。剩下的问题是如何计算管道的局部阻力。第二十一题管道的局部阻力应该怎样计算？管道的局部阻力也和管道的沿程阻力一样，可用下式表示：管道的局部阻力=局部阻力系数x流速2（单位：毫米水柱）。不同的管件，局部阻力系数也是不同的。局部阻力系数是靠实验得来得，计算管件阻力的时候也是先把局部阻力系数求出来，然后乘上流速的平方数值。表5列出常见的铸铁管道的局部阻力系数，供参考。铸铁管道的局部阻力系数表5管件（管道零件）名称阻力系数90°弯头1545°弯头30日久做由大口流向小口异径管15异径目由小口流向大口30转弯，由中口向直管流水（用中口流速计算）75一转弯，由直管向中口流水（用直管流速计算）75一一.•一..-._.._、甬转弯，由中口向直管两头通式供水（用直管流速计算）75通转弯，两头直管同时向中口流水（用中口流速计算）管一、.、150直流，中口不进水不出水5直流，中口同时出水（用管件前的流速计算）50直流，中口同时进水（用管件后的流速计算）25水泵进口（或进水池）50闸阀（全开）5闸阀（开一半）100止回阀85吸水管滤网（无底阀）150底阀代滤网300注：局部自力系数，是将通常的计算公式简化后求出来的平均值例Dg150的90°铸铁弯头，流量61.2吨/时，阻力多大？解先查表4Dg150管子在流量61.2吨/时的流速为1米/秒，再查表5中90°弯头的阻力系数为15，所以：Dg150的90°弯头阻力=局部阻力系数x流速2=15x12=15毫米水柱表5所列的项目有限，同时每一个局部阻力系数是一般平均值。例如，90°铸铁弯头的局部阻力系数为15,但当弯曲半径变了，这个系数也就相应地变了。如果是焊接的钢管弯头，则系数更不同了。从表中看出，底阀、吸水管滤网、止回阀、三通等阻力系数较大，其它管件的阻力系数都较小。至于表5中没有列出来的其它管件的局部阻力系数，都在30-50以下，按管道流速算出来的阻力也是比较小。因此。在一般的管道流速范围内，特别是管道比较长，局部阻力比沿程阻力小得多的时候，这就没有必要把局部阻力算得很精确。第二十二题究竟实际管道的阻力应该怎样计算？举例说明如下：图1给水管道系统是由吸水井向沉淀池送水，公包括三台10Sh-13水泵（先不管水泵的型号），平时使用二台，每台输水量400吨/时，共输水800吨/时（图中只画出最边上的一台水泵）。这800吨/时的流量要送进三座沉淀池里（图中只画出外边的一座）。沉淀池的流量是按300吨/时考虑的。从吸水井底阀起到水泵止为Dg300管道，从水泵到500x250异径管止为Dg250管道，从Dg500x250异径管起到入沉淀池前Dg500x250三通止为Dg500管道，从沉淀池前Dg500x250三通起到入沉淀池口止为Dg250管道（图1如下）。例1计算从水泵出水管口Dg500x250异径管起到沉淀池进水口处止，一段管道的总阻力（按二台水泵流量800吨/时计算）。解（1）计算从水泵出水管口Dg500x250异径管到沉淀池前Dg500x250三通的沿程阻力：由表4-2查Dg500管子，流速为1.1米/秒得流量800吨/时的阻力为每米3.4毫米。Dg500管道总长=10+1.5+2.7+15+220+180+525+50+35+50+150+20+235+80+20+10=1604.2米-1604米。所以Dg500管道的沿程阻力=1604x3.4=5450毫米。（2）计算进沉淀池Dg250支管的沿程阻力由表4-2查得Dg250管道流量为300吨/时，流速为1.7米/秒，阻力为每米19.1毫米。Dg250管长=20+8.5+2+1=31.5米。所以Dg250管道的沿程阻力=31.5x19.1=602毫米以上管道沿程阻力合计=5450+602=6052毫米（3）计算管道局部阻力Dg500管道在流量为800吨/时，流速为1.1米/秒。图1，从水泵出水口的Dg500x250异径管起到沉淀池前Dg500x250止90°弯头共有7个，由表5查得90°弯头的局部阻力系数为15，所以，90°弯头的局部阻力=7x15x1.12=127毫米。Dg500管道上的60°弯头共有4个，在表5中查不到，所以参考90°弯头的局部阻力系数15和45°弯头的局部阻力系数10，取其中间系数12.5。所以，60°弯头的局部阻力系数=4x12.5x1.12=61毫米。Dg500管道上的45°弯头共有4个，在表5查得局部阻力系数为10，所以，45°弯头的局部阻力=4x10x1.12=48毫米。水通过两个Dg500x250的三通（一个从中口同时进水，一个中口不进水也不出水），查表5得局部阻力系数分别为25及5。所以，三通的局部阻力=（25+5）x1.12=36毫米。Dg500干管向Dg250支管流水，要通过一个Dg500x250的三通管，起局部阻力系数为75,仍用Dg500干管的流速1.1米/秒。所以，Dg500x250的三通局部阻力=75x1.12=90.75-91毫米。入沉淀池前的支管上有Dg250闸阀（全开）一个，局部阻力系数为5，有90°弯头3个，每个弯头的局部阻力系数为15,支管流速为1.7米/秒。所以，1个闸阀和3个90°弯头局部阻力=（5+3x15）x1.72=144.5-145毫米。以上管道局部阻力合计=129+61+48+36+91+145=508毫米。管道的总阻力共计=管道沿程阻力+管道局部阻力=6052+508=6560毫米-6.6米。我们可以验算这段管道的局部阻力和沿程阻力的比例值：从计算的结果看出，管道的局部阻力比管道的沿程阻力小得多，局部阻力值由沿程阻力的8.4%。例2计算从水泵的吸水管底阀起到出水管上异径管Dg500x250止的管道总阻力。解（1）计算吸水管道的阻力吸水管道从底阀起到水泵的进水口止，Dg300管道同样也有沿程阻力和局部阻力的分别。由表4-2查得流量400吨/时在Dg300吸水管中的流速为1.6米/秒，每米阻力位12.6毫米。Dg300管长为1+2.3+3.5=6.8米。所以，沿程阻力=6.8x12.6=86毫米。吸水管底阀的局部阻力系数为300,所以，局部阻力=300x1.62=770毫米。一个90°弯头的局部阻力系数为15,所以，局部阻力=15x1.62=39毫米。一个Dg500x250偏心异径管的局部阻力系数为15,Dg250管子的流速（当流量为400吨/时）为2.3米/秒，所以，局部阻力=15x2.32=80毫米。水泵进口的局部阻力系数为50，流速为2.3米/秒，所以，局部阻力=50x2.32=265毫米。因此，吸水管道的总阻力共计=管道沿程阻力+管道局部阻力=86+（770+39+80+265）=1240毫米-1.2米（2）计算出水管道的阻力从水泵出水口Dg250x200到Dg500x250异径管止，出水管Dg250在流量400吨/时，流速为2.3米/秒，每米阻力为33.9毫米，所以：5米Dg250管道的沿程阻力=5x33.9=170毫米一个Dg250x200的异径管，管径由小至大，起局部阻力系数为30，通过管件后Dg250管道的流速为2.3米/秒，所以：Dg250x200异径管的局部阻力=30x2.32=159毫米一个Dg250止回阀的局部阻力系数为85,所以：局部阻力=85x2.32=450毫米一个Dg250闸阀的局部阻力系数为5,所以：局部阻力=5x2.32=27毫米一个Dg250的90°弯头局部阻力系数为15,所以：局部阻力=15x2.32=81毫米一个Dg500x250异径管，其管径由小变大，局部阻力系数为30,通过管件后Dg500管道的流速（流量为400吨/时）为0.57米/秒，所以：Dg500x250异径管的局部阻力=30x0.572=10毫米因此，出水管的总阻力共计=管道沿程阻力+管道局部阻力=170+（159+450+27+81+10）=897毫米本例2,从水泵吸水管底阀起导出水管上异径管Dg500x250止的管道总阻力=吸水管道的阻力+出水管道的阻力=1240+897=2137毫米-2.1米。我们还可以验算这段管道的局部阻力与沿程阻力的比例值，在水泵的吸水管和出水管系统中（在水泵房里面）的沿程阻力共计=吸水管Dg300沿程阻力+出水管Dg250沿程阻力=86+170=256毫米。水泵吸水和出水管道系统中局部阻力=总阻力-沿程阻力，得：2137-256=1881毫米管道局部阻力与管道沿程阻力之比值：从上式可以看出，在水泵吸水和出水的管道系统中，主要是局部阻力，它为沿程阻力的7.3倍。第二十三题局部水头损失（局部阻力）的计算比较麻烦，有没有简化的计算方法？从上题看出，在1.6公里的输水管道中，局部阻力只占沿程阻力的9%。但在水泵的管道中（吸水管和出水管系统）起局部阻力比沿程阻力大得多（这主要是管道很短）。所以，我们可以按管道的长短，并根据管道沿程阻力的百分数来估算它的局部阻力。表6列出了局部阻力占沿程阻力的百分数。同样看出，在水泵房里的管道总阻力（2.1米）可以估算为2〜3米。铸铁管道局部阻力表6条件（使用范围）局部阻力占沿程阻力的％较大范围的管道10〜15厂区范围的管道15〜20车间内部的管道25〜50第二十四题在一条用口径的管道上，两头的压力差定了后，管道里的流量和流速也就定了。那么，管道两头真正的压力究竟反映什么要求？在第十一题指出，光知道管道口径的大小和管道的一点压力，我们不能算出管道的流速和流量来。但是，如果知道管道上两点的压力差和两点间的距离，我们就可以把管道里的流速和流量算出来。例如，光知道水泵的Dg150出水管上压力差的读数为2.0公斤/厘米2,这口井出多少水是算不出来的。但是，如果我们同时知道，距水泵200米远处Dg150管道的压力为1.5公斤/厘米2,这就说明200米Dg150管道的压力差是0.5公斤/厘米2,那就能算出这口井的出水量来。同时，只要这个压力差0.5公斤/厘米2和管长200米不变，无论出水管头上的压力差是2公斤/厘米2也好，4公斤/厘米2也好，只要另一头的压力相应为1.5公斤/厘米2和3.5公斤/厘米2,对流量大小都没有影响。那么，2公斤/厘米2和4公斤/厘米2,这些压力的真正大小值究竟反映些什么要求呢？让我们通过实际计算说明如下：根据上述情况，我们假设出水管头上的压力是2公斤/厘米2,那么，另一头剩余压力是2-0.5=1.5公斤/厘米2,即15米水柱。这15米水柱的要求可以表示为：地形扬程+管道阻力扬程+设备扬程=15米这里，地形扬程和管道阻力扬程都是从200米管道末端那一点算到最后供水点的。设备扬程是指最后供水点的压力要求。例如，最后供水点，距压力1.5公斤/厘米2那点，远处240米（即在出水管头2公斤/厘米2压力点的后面200+240=440米处），并且高出管道4米，设备扬程（供水点的压力要求）要求5米。带入上式得：。计算的结果恰好是15米，所以，水泵Dg150的出水管上有压力2公斤/厘米2就够了（240米管道阻力扬程是按200米长的阻力5米，用正比例计算的，局部阻力已经包括在里面，所以得）。同样，如果在200米管道末端的地形扬程、管道阻力扬程和设备扬程需要35米的时候就要求水泵Dg150出水管上有4公斤/厘米2的压力。因此，管道两头的真正压力，是反映能否保证管道总扬程的需要。第二十五题钢管的阻力能不能用表4来计算？管道的阻力是随着管壁的粗糙程度，管径大小和管道里流的东西而变化的。如果，钢管和铸铁管一样，在管子里面同样流的是水，那么，表4是不是可以用来计算钢管的阻力呢？这就决定了管壁的粗糙程度和管径大小了。旧的钢管和旧的铸铁管，他们的管壁粗糙程度基本一样，所以钢管的阻力和铸铁管的阻力，其差别主要在于他们之间的管径大小了。例如，Dg100的铸铁管，它的真正内径也是100毫米，但是Dg100的钢管，它的真正内径却是106毫米，因此同样水的流量，在Dg100钢管中的流速比在Dg100铸铁管中的流速要小10%左右，而阻力应当小20%左右（钢管的面积比铸铁管的面积越大10%，则铸铁管的流速是钢管的流速1.1倍，阻力和流速的平方成正比，所以，铸铁管的阻力是钢管的阻力1.12=1.21倍，即约达20%）。按这个道理使用表4,要把查得的流速和阻力打一个折扣，就得到钢管的阻力了。使用表4计算钢管应乘校正系数如表7钢管水力计算的校正系数表7公称通径流速校正系数阻力校正系数Dg750.800.70Dg1000.850.75Dg1500.900.80Dg200以上1.000.90例Dg100的钢管，管内流量39.6吨/时，计算流速和每米阻力。解由表4查得Dg100铸铁管内水流流速为1.4米/秒，由表7查得换算Dg100钢管的流速校正系数为0.85,所以Dg100钢管的流速为：1.4x0.85=1.2米/秒。再从表4查得Dg100铸铁管内水的流量为39.6吨/时，每米的阻力为44.2毫米，由表7换算Dg100的钢管阻力校正系数为0.75，所以Dg100钢管每米的阻力为：44.2x.75=33.2毫米。第二十六题小管径钢管的阻力怎样计算？表4所列的铸铁管最小管径为Dg75,不能用于计算室内生活用水的小口径钢管。小管径钢管的阻力计算如表8（第十五题介绍的有关管道阻力的规律对表8仍然适用）。第二十七题铸铁管水力计算表（表4）对于其它的管材和流动物资的阻力计算由没有用处？管道的阻力是和管子里流什么物资有关的，其中也包括温度的关系。表4是铸铁管在流水时的阻力，是根据水温为10°C时得出来的。如果水温低了，阻力还要加大，水温高了，阻力就会减小。但一般都不考虑，所以用表4计算钢管的阻力，是一种粗略估算。同样，利用表4,可以估算其它管材和流动别种物质管道的阻力。杂实际使用上，准确程度也够用。第一、输水管道。是用混凝土或钢筋混凝土管道时，同样可以利用表4估算阻力。至于管壁很光滑的管道如塑料管、钢管等，可用表4查出阻力后，再按表9系数校正。非铸铁管道的阻力校正系数表9管材种类流速（米/秒）0.250.5