管道内压力和流速的关系
管道内压力和流速的关系
一般计算管线的需求，主要在于求取流体在管内的流量与管径大小。这个结果从流体力学的※Energy equation
※Bernoullie equation
… 等可以计算一个参考值。
吾等更进一步，藉
☆Hazen & Williams equation
☆Darcy & Weisback equation
☆Colebrook & White
… 等更精确的计算出管道中「流量」、「流速」、「摩擦损失」、「管内径」这四个关系之间的相互变化。而Moody diagram，Nomogram，或Nomograph…就是以图表阐释管道中「流量」、「流速」、「摩擦损失」、「管内径」这四个关系而省去复杂的数学计算。
楼主所提昰「管内径」、「流量」、「流速」三个已知数，需要求未知数「压力」。
四个参数，三个已知，另一个参数当然没有问题。问题再于你对流体力学的造诣
与功力了！欲对管道的水利或水力计算熟练，唯有流体力学的应用一途。给排水课程的基础训练向来没有在流体力学与工程数学加强，是很可惜的！
下面的数学计算式是解问题之钥：
4660
a ＝───────
√￣￣￣￣￣￣ (1)
1 ＋K×Di ／E×t
a ‥压力速度wave velocity m/s
E ‥塑料管的弹性系数modulus of elasticity of the pipe ，Mpa
K ‥流体的挫曲系数fluid bulk modulus，Mpa
T ‥管厚度wall thickness ，mm
Di ‥管内径pipe inside diameter ，mm
因为DR ＝Di ／t
所以a ＝4660 ／√￣￣￣￣￣￣￣ (2)
1 + k/E (DR-2)
P =〔a V ／2.31 × g〕x 0.03 (3)
P 管内水压力bar
g 重力加速度m/s2
V 管内水速m/s
对PVC管而言，
E=27.58Kbar
K=20.69Kbar
DN80PVC……………….DR=Di/t
从方程式(2)，先计算出a 值。
从方程式(3)，再计算出P值。
速度与压力均为向量，mv是动量，是压力之源。
从波动速度可以计算出速度压力，亦即P值。
你在DN80时,速度4.4m/s，利用方程式(2)，你的水压力就计算出来了。
祝你学习愉快，你可以发现数学式很简单的。
Q=Uc*ω*SQRT(2gH），v=Uc*SQRT(2gH），但此公式仅为理论计算，需要市政管网压力恒定，这显然不现实。可靠的做法是按Q=ω*v,流速取1-2m/s.
你直接按照“能流方程”，水头损失如何计算？
按“短管自由出流”计算，Q=Uc*ω*(2gH）的平方根
Uc=1/（a+λ*l/d+∑ζ）的平方根
a=1
λ=0.0025
沿程阻力系数取0.5+0.3+1----出口+一个弯头+一个闸阀
水箱液面与管端高差取2米，管长取5米，管道计算内径0.068m
计算结果：Q=0.013m3/s=47.3m3/h
v=Q/ω=3.58m/s 这个理论流速好像很大啊!
伯诺里能量方程演化成：H=v*v/2g+hw（H为水箱水面与管道出口的静水位差z2-z1，原方程两边的p/γ均为0，hw为沿损+局损）。
按管道自由出流公式：Q=μ*A*sqrt(2gh)，μ=1/(sqrt(1+λ*l/d+∑ζ)),如冰先生所述，∑ζ=0.5+0.3+1，但λ=0.025，而不是0.0025，计算如下：满宁公式C=(1/n)*(R的1/6次方)，取n=0.009（塑料管），R=(1/4)*0.068，C=56.54,λ=8g/(C*C)=0.025。
若水箱水面与管道出口高差2米，管长取5米，管道计算内径0.068m，则μ=0.46，Q=0.0105 立方米/秒=37.65立方米/小时，管道出口流速v=2.89m/s。
若水箱水面与管道出口高差10米，管长取15米，管道计算内径0.068m，则μ=0.35，Q=0.0178 立方米/秒=64.08立方米/小时,管道出口流速v=4.90m/s（用塑料管已处于临界冲刷强度）。
胡思乱想先生把放空管竖向延长的9m（本例计算延长了8m）,不光克服了hw，剩余的势能转化成了动能v*v/2g，管道出口流速v变大了。
当然，以上计算所得流量、流速均为刚放水的初始流量、流速，随着水箱水面的下降，水箱水面与管道出口的静水位差H每时每刻在减小，其出水流量、流速也在减小。具体计算需根据实际情况中的水箱断面，求出液位下降与时间之间的微分关系，按H=v*v/2g+hw方程
列式积分可求出最大流量、平均流量、放空时间等各种参数，用的是不算难的高等数学知识。by先生，泵房内潜水泵流量不妨参照水池刚放水的初始流量，此流量最大。
短管流量公式是有条件的，即不能忽略局部水头损失和流速水头，一般适用于（a+∑ζ）＞λ*l/d*5%。
短管流量公式考虑局部损失，而长管计算时可忽略局部损失，若长管计算时也考虑了局部损失（系数∑ζ），应更精确，另，出水管由20m改为0.5m时，μ值增加并不特别显著，它是一个平方根的倒数。
by先生所给20m为进水管长度，此处用不上（出于安全，不再考虑进水的水头损失，而直接用25m恒压水头），计算如下：出水管按0.5m计，镀锌钢管n=0.012，∑ζ=1（进水）+1（闸阀）+5×0.3+1（出水）=4.5，
C=(1/n)*(R的1/6次方)=45,λ=8g/(C*C)=0.0387，μ=1/(sqrt(1+λ*l/d+∑ζ))=0.419。则按Q=μ*A*sqrt(2gH)=0.073立方米/秒=262立方米/小时，流速v=9.27米/秒。此情况类似于市政给水管的爆管，自然惊人。
另，by先生，您只设浮球阀的这种方法恐怕不妥，以此流速，市政给水根本不会从溢流管中流出，而是直接从蓄水池向外“喷”出。市政进水管上应再加设检修闸阀。泵房内潜水泵流量不应以市政给水以25m水头喷入为依据。