管道的流速计算

管道水流量计算公式

管道水流量计算公式 A.已知管的内径12mm，外径14mm，公差直径13mm，求盘管的水流量。压力为城市供水的压力。 计算公式1：1/4∏×管径的平方（毫米单位换算成米单位）×经济流速（DN300以下管选1.2m/s、DN300以上管选1.5m/s） 计算公式2：一般取水的流速1--3米/秒，按1.5米/秒算时： DN=SQRT（4000q/u/3.14) 流量q，流速u，管径DN。开平方SQRT。 其实两个公式是一样的，只是表述不同而已。另外，水流量跟水压也有很大的关系，但是现在我们至少可以计算出大体的水流量来了。 备注：1.DN为Nomial Diameter 公称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。 这是缘自金属管的管璧很薄，管外径与管内径相差无几，所以取管的外径与管的内径之平均值当作管径称呼。 因为单位有公制(mm)及英制(inch)的区分，所以有下列的称呼方法。 1. 以公制(mm)为基准，称 DN (metric unit) 2. 以英制(inch)为基准，称NB(inch unit) 3. DN (nominal diameter) NB (nominal bore) OD (outside diameter) 4. 【例】 镀锌钢管DN50，sch 20 镀锌钢管NB2”，sch 20 5. 外径与DN，NB的关系如下： ------DN(mm)--------NB(inch)-------OD(mm) 15-------------- 1/2--------------21.3 20--------------3/4 --------------26.7 25-------------- 1 ----------------33.4 32-------------- 1 1/4 -----------42.2 40-------------- 1 1/2 -----------48.3 50-------------- 2 -----------60.3 65-------------- 2 1/2 -----------73.0 80-------------- 3 -----------88.9 100-------------- 4 ------------114.3 125-------------- 5 ------------139.8 B.常用给水管材如下：

对照表之水泵管径流速流量

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 Q——断面水流量（m3/s） C——Chezy糙率系数（m1/2/s） A——断面面积（m2） R——水力半径（m） S——水力坡度（m/m） Darcy-Weisbach公式 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） v ——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1

压力与流速的计算公式

压力与流速的计算公式 没有“压力与流速的计算公式”。流体力学里倒是有一些类似的计算公式，那是附加了很多苛刻的条件的，而且适用的范围也很小。 1，压力与流速并不成比例关系，随着压力差、管径、断面形状、有无拐弯、管壁的粗糙度、是否等径/流体的粘度属性……，无法确定压力与流速的关系。 2，如果你要确保流速，建议你安装流量计和调节阀。也可以考虑定容输送。 要使流体流动，必须要有压力差（注意：不是压力！），但并不是压力差越大流速就一定越大。当你把调节阀关小后，你会发现阀前后的压力差更大，但流量却更小。 管道的水力计算包括长管水力计算和短管水力计算。区别是后者在计算时忽略了局部水头损失，只考虑沿程水头损失。（水头损失可以理解为固体相对运动的摩擦力） 以常用的长管自由出流为例，则计算公式为 H=(v^2*L)/(C^2*R), 其中H为水头，可以由压力换算， L是管的长度， v是管道出流的流速， R是水力半径R=管道断面面积/内壁周长=r/2， C是谢才系数C=R^(1/6)/n， n是糙率，其大小视管壁光洁程度，光滑管至污秽管在0.011至0.014之间取 列举五种判别明渠水流三种流态的方法 [ 标签：明渠,水流,方法 ] （1）明渠水流的分类 明渠恒定均匀流 明渠恒定非均匀流 明渠非恒定非均匀流 明渠非恒定均匀流在自然界是不可能出现的。 明渠非均匀流根据其流线不平行和弯曲的程度，又可以分为渐变流和急变流。 （2）明渠梯形断面水力要素的计算公式： 水面宽度 B = b+2 mh （5—1） 过水断面面积 A =（b+ mh）h （5—2） 湿周（5—3） 水力半径（5—4）

式中：b为梯形断面底宽，m为梯形断面边坡系数，h为梯形断面水深。 （3）当渠道的断面形状和尺寸沿流程不变的长直渠道我们称为棱柱体渠道。 （4）掌握明渠底坡的定义，明渠有三种底坡：正坡（i＞0）平坡（i=0）和逆坡（i＜0。 明渠均匀流特性和计算公式 （1）明渠均匀流的特征： a）均匀流过水断面的形状、尺寸沿流程不变，特别是水深h沿程不变，这个水深也称为正常水深。 b）过水断面上的流速分布和断面平均流速沿流程不变。 c）总水头线坡度、水面坡度、渠底坡度三者相等，J = Js = I。 即水流的总水头线、水面线和渠底线三条线平行。 从力学意义上来说：均匀流在水流方向上的重力分量必须与渠道边界的摩擦阻力相等才能形成均匀流。因此只有在正坡渠道上才可能形成均匀流。 （2）明渠均匀流公式 明渠均匀流计算公式是由连续性方程和舍齐公式组成的，即 Q = A v （5—5）（5—5） 也可表示为：（5—7） 曼宁公式为（5—8） 式中K是流量模数，它表示当底坡为i = 1的时候，渠道中通过均匀流的流量。 水在管道内的流速与水所受的压力有关系吗？ [ 标签：管道流速,流速,关系 ] 水在一根管道内的流速与他所受的压力有什么关系？加上管道对水的阻力之后呢？ 管道的水力计算包括长管水力计算和短管水力计算。区别是后者在计算时忽略了局部水头损失，只考虑沿程水头损失。（水头损失可以理解为固体相对运动的摩擦力） 以常用的长管自由出流为例，则计算公式为 H=(v^2*L)/(C^2*R), 其中H为水头，可以由压力换算，

管道流速计算方法

管道流速计算方法 1.水泵吸水管及出水管的流速 (1)吸水管。 直径小于250mm时，为1. 0~1. 2m/s; 直径在250~1000mm时，为~1. 6m/s- (2)出水管。 直径小于250mm时，为1. 5~2. 0m/s; 直径在250一1600mm时，为~2. 5m/s。 2.压力输泥管最小设计流速(见表8-15) 四、管道系统 (1)_压缩空气管道的坡度不宜小于,并宜设置能排放管道系统内积存油、水的装置。 (2)压缩空气管道的管材:过滤器擦洗一般采用钢管;控制仅表系统、混合床树脂混合用。切断阀门的直径大于50mm时，宜采用闸阀。 (3)压缩空气管道的连接，除与设备、阀门等处用法兰或螺纹连接外，其他部位宜采用焊接。 (4)埋地敷设的压缩空气管道，应根据土壤的腐蚀性，作相应的防腐处理。压缩空气的埋地管道，宜敷设在冰冻线以下。 (5)压缩空气管道在建筑物人口处，应装切断阀门和压力表。 (6) 对压缩空气负荷波动较大或要求供气压力稳定的用户，宜设置储气罐或其他稳压装置。储气罐应布置在室外，并宜位于机器间的北面0立式储气罐与厂房外墙的净距，不宜小于储气罐高度的一半。 (7) DN<50管道流速应小于8m/s 污水处理成套设备：格栅除污机、刮泥机、砂水分离器、旋流沉砂池、加药装置，地埋式污水处理装置等 循环水设备：大冷却塔、中小型冷却塔 净水过滤设备：一体化净水装置、纤维束过滤器、活性炭过滤器等

纯水设备：反渗透设备，超滤系统，离子交换器等 所有设备可根据用户的设计和实际需要制作安装。 江苏振兴节水，江苏振兴，振兴节水，江苏省振兴节水工程技术设备有限公司 江苏振兴节水，江苏振兴，振兴节水，江苏省振兴节水工程技术设备有限公司，污水处理成套设备：格栅除污机、刮泥机、砂水分离器、旋流沉砂池、加药装置，地埋式污水处理装置等 循环水设备：大冷却塔、中小型冷却塔 净水过滤设备：一体化净水装置、纤维束过滤器、活性炭过滤器等 纯水设备：反渗透设备，超滤系统，离子交换器等 所有设备可根据用户的设计和实际需要制作安装。

管道流速常用值

1. 生活给水管道流速：摘自《建筑给排水设计规范》GB 50015-2003 3.6.9 生活给水管道的水流速度，宜按表3.6.9采用。。 表3。6。9 生活给水管道的水流速度 （也是参考5.5.8规定。） 表5.5.8 水管道的流速 以下摘自教科书《建筑给水排水工程》，考虑到经济流速因素，设计时给水管道流速应控制在正常范围内： 生活或生产给水管道，不宜大于2.0m／s，当防噪声要求，且管径不大于25mm时，流速可采用0.8~1.0m／s； 消火栓系统，消防给水管道，不宜大于2.5m／s； 自动喷水灭火系统给水管道，不宜大于5.0m／s，但其配水只管在个别情况下，可控制在10 m／s以内。 2. 室外消防给水管流速：摘自《石油化工企业设计防火规范》GB 50160—92 第7.3.14条工艺装置区或罐区的消防给水干管的管径，应经计算确定，但不宜小于200mm。独立的消防给水管道的流速，不宜大于5m／s。 3.自动喷水灭火系统给水管流速： 摘自《自动喷水灭火系统设计规范》GB GB 50084—2001 9. 2 管道水力计算 9. 2. 1 管道内的水流速度宜采用经济流速，必要时可超过5m／s，但不应大于10m／s。9. 2. 1条文说明：采用经济流速是给水系统设计的基础要素，本条在原规范第7．1．3条基础上调整为宜采用经济流速，必要时可采用较高流速的规定。采用较高的管道流速，不利

于均衡系统管道的水力特性并加大能耗；为降低管道摩阻而放大管径、采用低流速的后果，将导致管道重量的增加，使设计的经济性能降低。 原规范中关于“管道内水流速度可以超过5m／s，但不应大于10m／s”的规定．是参考下述资料提出的： 我国《给排水设计手册》(第三册)建议，管内水的平均流速，钢管允许不大于5m／s；铸铁管为3m／s。 4. 给水水泵房： 1.消防水池补给水管流速：摘自《建筑设计防火规范》GB 50016-2006第8.6.2条第2点： 2 补水量应经计算确定，且补水管的设计流速不宜大于2.5m／s； 2. 给水泵进出水管流速：摘自《室外给水规范GB 50013-2006》： 6.3.1 水泵吸管及出水管的流速，宜采用下列数值； 1 吸水管 直径小于250mm时，为1.0～1.2m／s； 直径在250～1000mm时，为1.2～1.6m／s； 直径大于1000mm时，为1.5～2.0m／s。 2 出水管： 直径小于250mm时，为1.5～2.0m／s。 直径在250～1000mm时，为2.0～2.5m／s; 直径大于1000mm时，为2.0～3.0m／s。 5. 排水水泵房： 排水泵进出水管流速：摘自《室外排水设计规范》GB 50014－2006 5.4.4水泵吸水管设计流速宜为0.7～1.5m／s。出水管流速宜为0.8～2.5m／s。 6. 排水管流速：摘自《室外排水设计规范》GB 50014－2006 （采用重力自流时） 4.2.5排水管道的最大设计流速，宜符合下列规定：

管道流量计算公式资料讲解

蒸汽管道设计表ssccsy 蒸汽管道设计表。流量（kg/hour）管道口径Pipe Size（mm）DN＿蒸汽压力（bar）蒸汽流速（m/s）饱和蒸汽管道流量选型表（流速30米/秒）（流量：公斤/小时）压力BAR.管道口径（mm）备注：1Pa=100bar. 油管的选取小样~ 油管的选取油管的选取。问题：液压系统中液压泵的额定压力位6.3mpa，输出流量为40l/min，怎么确定油管规格。压力管路为15通径，管子外径22，管子接头M27X2。3.回油管路.1~3m/s同样根据公式计算，回油管路在17~29mm，往标准上靠的话，可以选20通径或者25通径，如果安装空间允许当然选大的好，25通径的管子外径为34，接头螺纹M42X2如果选20通径的话，管子外径28，螺纹M33X2以上说的都是国标，你也可以往美标等上靠，基本上差不多。压缩空气管径、流量及相关晴天多云 如：标准状态下流量为5430Nm3/h，换算成0.85MPa下流量为5430/8.5=639m3/h, 取流速为15m/s, 可以求得管径为123，取整为DN125的管径。 自吸泵的扬程、距离和功率的关系_百度知道李12子 自吸泵的扬程、距离和功率的关系_百度知道自吸泵的扬程、距离和功率的关系悬赏分：10 - 提问时间2010-6-16 22: 58.我需要一台汽油机水泵，自吸式，要求水平运输水150米左右，垂直运输2米，请问一台扬程为32米，功率为2.8马力，流量为25吨/h的水泵能满足要求吗？ 管道气体流量的计算公式。浅墨微澜 管道气体流量的计算公式。1、管道气体流量的计算是指气体的标准状态流量或是指指定工况下的气体流量。未经温度压力工况修正的气体流量的公式为：流速＊截面面积经过温度压力工况修正的气体流量的公式为：流速＊截面面积＊（压力＊10＋1）＊（T＋20）／（T＋t）压力：气体在载流截面处的压力，MPa; T:绝对温度，273.15 t：气体在载流截面处的实际温度2、Q=Dn*Dn*V*（P1+1bar）/353Q为标况流量； 关于消防设计几点问题辉煌华宇 "并注明消火栓给水管道设计流速不宜超过2.5m/s，而厦门消防部门规定室外消防给水管道流速不能大于1.2m/s，笔者对此规定有不同的看法。消防部门的依据是市政部门所提供的市政管道流速为1.2m/s，故在选择室外消防给水管的流速也不大于l.2m/s，但笔者认为管道流速应与市政管道压力有关，只要市政给水管道压力足够大，室外消防管道流速又满足规范不宜大于2.5m/s的要求，既能满足消防流量的设计要求。 反渗透膜的化学清洗- 大将军王电厂化学的日...老姚同志 反渗透膜的化学清洗- 大将军王电厂化学的日志- 网易博客反渗透膜的化学清洗。停止清洗泵的运行,让膜元件完全浸泡在清洗液中。在对大型系统清洗之前,建议从待清洗的系统内取出1支膜元件,进行单个膜元件清洗效果试验,确认清洗效果后再实施整套系统的清洗。此处反向清洗是指在膜组件的浓排端泵入清洗液,在膜外侧进行组件内循环,使清洗液流经膜表面,以适当的流速在膜表面形成一定的冲刷力,将系统内和膜表面的污染物清除排出。 [转载]锅炉选择（201--300）(2010-07-06 13:...锅炉主操作 [转载]锅炉选择（201--300）(2010-07-06 13:01:54)转载原文原文地址：锅炉选择（201--300）作者：掌心201. 燃油丧失流动能力时的温度称（ D ），它的高低与石蜡含量有关。B、锅炉传热温度的限制；245. 当过剩空气系数不变时，负荷变化锅炉效率也随之变化，在经济负荷以下时，锅炉负荷增加，效率（C ）。256. 随着锅炉参数的提高，锅炉水冷壁吸热作用（A）变化。273. 锅炉水处理可分为锅炉外水处理和（ C ）水处理。 泵后阀门(水锤) 的讨论给排水On Line -服务...简单如我 有些情况下水锤的发生远在止回阀的数公里以外，"止回阀调整法"就显得无所适从；iI

管道管径的计算 管内流速的选择

关于平台工艺管路设计（三） 本节主题：1.管道管径的计算 2. 管内流速的选择 1.概述 管径的计算在很多资料中都有叙述，一般过程是这样的：首先根据工艺条件明确:管内介质和流量，选择合适的介质流速，然后就可以计算管径了。管径计算公式很简单，其核心问题是正确选择管内流速以及压降的计算，还有管径选择的经济性分析。本节我们只介绍管径的计算和流速的选择，对于管道摩阻将专题做介绍。本节的目标是能够根据项目的不同需求选择合理的管径。 2.管道管径的计算 计算公式：d=式2.1 其中：d——管子内径m; Q——流量m3/s; V——流速m/s; 根据式2.1,只要确定其中的两个参数，就能推导出第三个变量。 3．管内流速的选择 流速的选择要考虑管材质、流体性质、系统使用寿命、使用频率。对于海洋平台上的管路流速，管子流速一般在1～5m/s 之间，如果流速小于1m/s, 液体中的砂或其他固体可能沉积下来。若大于5m/s, 会对一些部位如控制阀，管件等产生喷射冲刷。在此流速范围内，一般摩阻很小。 下面分为液、气、油气混输三种情况介绍： 3．1液体 （1）对于铜镍合金管推荐流速 ≤2” 1.6m/s 4” <2.2m/s 6” <2.5m/s ≥8” <3.0m/s （2）碳钢管内液体推荐流速和压降

3．2 气体 可参见下图选择 3．3油气混输 油气两相流在管内的流动特点不同于单相流，其情况较为复杂。具有流体流态不稳定、流型变化多、管路中常有气液滑脱和积液现象等特点。 一般油气混输管路管内流速介于最小流速和冲蚀流速之间。 （1）最小流速 如果可能，气液两相流管路中的最小流速应该是大约3m/s,这样可以减少分离设备中的段塞流，这样对于有标高变化的长管路尤其重要。 （2）冲蚀流速 当超过冲蚀速度时，由于流体对管壁的撞击而产生冲蚀，其结果是对弯头和三通等会造成损害。由于流体中含砂等固体，是冲蚀问题变得更加复杂。 为了减少流体的冲蚀作用，就要限定流体在管内的流速，依照API RP14E标准，用下面经验公式可计算气液两相流的冲蚀流速： )-0.5 式3.1 Vc=C(ρ m 其中：Vc ——冲蚀流速m/s; C ——经验常数152（用于间断作业）；122（由于连续作业） ρm ——在操作情况下气液混合物密度kg/m3; 注意：如果流体中有固体（砂），则流速应该相应减少。 (本节结束，未完待续)整理日期：August 16,2002 Changshilong

管道流量计算汇总

请教：已知管道直径D，管道内压力P，能否求管道中流体的流速和流量？怎么求 已知管道直径D，管道内压力P，还不能求管道中流体的流速和流量。你设想管道末端有一阀门，并关闭的管内有压力P，可管内流量为零。管内流量不是由管内压力决定，而是由管内沿途压力下降坡度决定的。所以一定要说明管道的长度和管道两端的压力差是多少才能求管道的流速和流量。 对于有压管流，计算步骤如下： 1、计算管道的比阻S，如果是旧铸铁管或旧钢管，可用舍维列夫公式计算管道比阻s=0.001736/d^5.3 或用s=10.3n2/d^5.33计算，或查有关表格； 2、确定管道两端的作用水头差H=P/(ρg)，)，H 以m为单位；P为管道两端的压强差(不是某一断面的压强），P以Pa为单位； 3、计算流量Q：Q = (H/sL)^(1/2) 4、流速V=4Q/(3.1416d^2) 式中：Q―― 流量，以m^3/s为单位；H――管道起端与末端的水头差，以m^为单位；L――管道起端至末端的长度，以m为单位。 管道中流量与压力的关系 管道中流速、流量与压力的关系 流速:V=C√(RJ)=C√[PR/(ρgL)] 流量：Q=CA√(RJ)=√[P/(ρgSL)] 式中：C――管道的谢才系数；L――管道长度；P――管道两端的压力差；R――管道的水力半径；ρ――液体密度；g――重力加速度；S――管道的摩阻。 管道的内径和压力流量的关系 似呼题目表达的意思是：压力损失与管道内径、流量之间的关系，如果是这个问题，则正确的答案应该是：压力损失与流量的平方成正比，与内径5.33方成反比，即流量越大压力损失越大，管径越大压力损失越小，其定量关系可用下式表示： 压力损失（水头损失）公式（阻力平方区） h=10.3*n^2 * L* Q^2/d^5.33 上式严格说是水头损失公式，水头损失乘以流体重度后才是压力损失。式中n――管内壁粗糙度；L――管长；Q――流量；d――管内径 在已知水管:管道压力0.3Mp、管道长度330、管道口径200、怎么算出流速与每小时流量？ 管道压力0.3Mp、如把阀门关了，水流速与流量均为零。（应提允许压力降） 管道长度330、管道口径200、缺小单位，管道长度330米？管道内径200为毫米？其中有无阀门与弯头，包括其形状与形式。 水管道是钢是铸铁等其他材料，其内壁光滑程度不一样。 所以无法计算。 如果是工程上大概数，则工程中水平均流速大约在0.5－－1米/秒左右，则每小时的流量为：0.2×0.2×0.785×1（米/秒，设定值）×3600＝113（立方/小时） 管道每米的压力降可按下式计算：

管道流速对照表

管径/流速/流量对照表 流量 m3/h 管径(DN) 0.4m/s0.6m/s0.8m/s 1.0m/s 1.2m/s 1.4m/s 1.6m/s 1.8m/s 2.0m/s 2.2m/s 2.4m/s 2.6m/s 2.8m/s 3.0m/s 200.50.70.9 1.1 1.4 1.6 1.8 2.0 2.3 2.5 2.7 2.9 3.2 3.4 250.7 1.1 1.4 1.8 2.1 2.5 2.8 3.2 3.5 3.9 4.2 4.6 4.9 5.3 32 1.2 1.7 2.3 2.9 3.5 4.1 4.6 5.2 5.8 6.4 6.97.58.18.7 40 1.8 2.7 3.6 4.5 5.4 6.37.28.19.010.010.911.812.713.6 50 2.8 4.2 5.77.18.59.911.312.714.115.617.018.419.821.2 65 4.87.29.611.914.316.719.121.523.926.328.731.133.435.8 807.210.914.518.121.725.329.032.636.239.843.447.050.754.3 10011.317.022.628.333.939.645.250.956.562.267.973.579.284.8 12517.726.535.344.253.061.970.779.588.497.2106.0114.9123.7132.5 15025.438.250.963.676.389.1101.8114.5127.2140.0152.7165.4178.1190.9 20045.267.990.5113.1135.7158.3181.0203.6226.2248.8271.4294.1316.7339.3

管道流速对照表

管径/流速/流量对照表 管径(DN)流量 m3/h 0.4m/s0.6m/s0.8m/s 1.0m/s 1.2m/s 1.4m/s 1.6m/s 1.8m/s 2.0m/s 2.2m/s 2.4m/s 2.6m/s 2.8m/s 3.0m/s 200.50.70.9 1.1 1.4 1.6 1.8 2.0 2.3 2.5 2.7 2.9 3.2 3.4 250.7 1.1 1.4 1.8 2.1 2.5 2.8 3.2 3.5 3.9 4.2 4.6 4.9 5.3 32 1.2 1.7 2.3 2.9 3.5 4.1 4.6 5.2 5.8 6.4 6.97.58.18.7 40 1.8 2.7 3.6 4.5 5.4 6.37.28.19.010.010.911.812.713.6 50 2.8 4.2 5.77.18.59.911.312.714.115.617.018.419.821.2 65 4.87.29.611.914.316.719.121.523.926.328.731.133.435.8 807.210.914.518.121.725.329.032.636.239.843.447.050.754.3 10011.317.022.628.333.939.645.250.956.562.267.973.579.284.8 12517.726.535.344.253.061.970.779.588.497.2106.0114.9123.7132.5 15025.438.250.963.676.389.1101.8114.5127.2140.0152.7165.4178.1190.9

管道的水力计算及强度计算

第三章管道的水力计算及强度计算 第一节管道的流速和流量 流体最基本的特征就是它受外力或重力的作用便产生流动。如图3—1所示装置，如把管道中的阀门打开，水箱内的水受重力作用，以一定的流速通过管道流出。如果水箱内的水位始终保持不变，那么管道中的流速也自始至终保持不变。管道中的水流速度有多大?每小时通过管道的流量是多少?这些都是实际工作中经常遇到的问题。 图3—1水在管道内的流动 为了研究流体在管道内流动的速度和流量，这里先引出过流断面的概念。图3—2为水通过管道流动的两个断面1—1及2—2，过流断面指的是垂直于流体流动方向上流体所通过的管道断面，其断面面积用符号A来表示，它的单位为m2或cm2。 图32管流的过流断面 a)满流b)不满流 流量是指单位时间内，通过过流断面的流体体积。以符号q v表示，其单位为m3／h，cm3／h或m3／s，cm3／s。 流速是指单位时间内，流体流动所通过的距离。以符号。表示，其单位为m／s或cm ／s。 图3—3管流中流速、流量、过流断面关系示意图

流量、流速与过流断面之间的关系如下： 以水在管道中流动为例，如图3—3所示，在管段上取过流断面1—1，如果在单位时间内水从断面1—1流到断面2—2，那么断面1—1和断面2—2所包围的管段的体积即为单位时间内通过过流断面1—1时水的流量q v，而断面1—1和断面2—2之间的距离就是单位时间内水流所通过的路程，即流速。 由上可知，流量、流速和过流断面之间的关系式为 q v=vA (3—1) 式(3—1)叫做流量公式，它说明流体在管道中流动时，流速、流量和过流断面三者之间的相互关系，即流量等于流速与过流断面面积的乘积。如果在一段输水管道中，各过流断面的面积及所输送的水量一定，即在管道中途没有支管与其连接，既没有水流出，也没有水流入，那么管道内各过流断面的水流速度也不会变化；若管段的管径是变化的(即过流断面的面积A是变化的)，那么管段中各过流断面处的流速也随着管径的变化而变化。当管径减小时，流速增大；而当管径增大时，流速即减小。然而，当流速一定时，流量的变化随管径成几何倍数变化，而不是按算术倍数变化。因为在管流中，管道的过流断面面积与管径的平方成正比。也就是说，管径扩大到原来的2倍、3倍、4倍时，面积增加到原来的4倍、9倍、16倍。如DN50mm的管子过流断面面积是DN25mm的管子的4倍，那么在流速相等的条件下，DN50mm管子中所通过的流量即是DN25mm管子的4倍；同理，DNlOOmm的管道内所通过的流量应是DN25mm管子的16倍。在日常施工中，常有人认为在流速一定时，管径之比就是所输送的流量之比，这无疑是错误的。 以上提到的以m3／h和cm3／s等为单位的流量又称为体积流量。如果指的是在单位时间内通过过流断面的流体质量时，该流量则称为质量流量，以符号qm表示，常采用的单位为kg／h或kg／s。质量流量与体积流量之间的关系为 qm=ρq v 而由式(3—1)知 q v=vA 则 q m=ρvA (3—2) 式中q m——质量流量(kg/s)； ρ——流体的密度，即单位体积流体的质量(ks／m3)； V——流体通过过流断面的平均流速(m／s)； A——过流断面面积(m2)。 例管径为DNlOOmm的管子，输送介质的流速为lm／s时，其小时流量为多少? 解DNlOOmm管子的过流断面面积为 A=πD3/4=3.14×0.12/4=0.00785m2 则q v=1×0.00785×3600=28.3m3／h 答：该管道的小时流量为28.3m3/h。 第二节管道的阻力损失 流体在管渠中流动时，过流断面上各点的流速并不是相同的。例如在河沟中，靠近岸边的水，流动较慢；而河沟中心的水，流速就较大。管道内流动的流体也是如此，靠近管内壁面的流体流速较小，处在管中心的流体流速最大。产生这一现象的原因在于，流体流动时与管内壁面发生摩擦产生阻力，同时管内流体各流层之间由于流速的变化而引起相对运动所产生的内摩擦阻力，也阻挠流体的运动。流体在流动中，为了克服阻力就要消耗自身所具有的机械能，我们称这部分被消耗掉的能量为阻力损失。流体的性质不同，流动状态相同，流动时所产生的阻力损失大小也不同。流动是产生阻力损失的外部条件，流速越高，流体与管壁及流体自身之间的摩擦就越剧烈，阻力也就越大。相反，流速越小，摩擦减弱，阻力也就越