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」相互变化。而Moody diagram，Nomogram，或Nomograph…「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。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 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

、「管内径」这四个关系之间的就是以图表阐释管道中「流量」、 。

给排水课程的基础 Mpa ，

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（闸阀）+5×0.3+1（出水）=4.5，C=(1/n)*(R的1/6次方)=45,λ=8g/(C*C)=0.0387Q=μ*A*sqrt(2gH)=0.073立方米/秒给水管的爆管，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量不应以市政给水以25m水头喷入为依据。

0.5m计，镀锌钢管

，μ=1/(sqrt(1+λ*l/d+∑ζ))=0.419=262立方米/小时，流速”出。市政进水管上应再加设检修闸阀。 n=0.012，∑ζ=1（进水）。则v=9.27米/秒。此情况类似于市政泵房内潜水泵流+1按“喷