管路阻力计算公式

说明

公式

式中

适用于水力光滑区、紊流过渡区和阻力平方区

Δ—管道内壁的当量粗糙度

序号

说明

公式

式中

1

适于较光滑的圆管满管紊流计算，主要用于给水管道水力计算

q—流量，m 3 /s

C W —海曾-威廉粗糙系数

管道材料

C W

管道材料

C W

塑料管

150

新铸铁管、涂沥青或水泥的铸铁管

130

石棉水泥管

120 ～140

使用 5 年的铸铁管、焊接钢管

120

混凝土管、焊接钢管、木管

120

使用 10 年的铸铁管、焊接钢管

110

水泥衬里管

120

使用 20 年的铸铁管

90 ～100

陶土管

110

使用 30 年的铸铁管

75 ～90

公式

式中

k  is  the pipe equivalent uniform roughness;

D  is the pipe diameter;

 is the relative roughness (pure number)

公式

适用范围

紊流区钢管及其它光滑管道。钢管取k=0.0001～0.0002 m

管壁材料

光滑

平均

粗糙

玻璃拉成的管

0

0.003

0.006

钢、 PVC 或 AC

0.015

0.03

0.06

有涂层的钢

0.03

0.06

0.15

镀锌管、陶土管

0.06

0.15

0.3

铸铁或水泥衬里管

0.15

0.3

0.6

预应力混凝土管或木管

0.3

0.6

1.5

脏的污水管道或结瘤的给水主管线

6

15

30

管壁材料

绝对粗糙度 ( ε )

无缝黄铜管、铜管及铅管

0.01 ～0.05

新的无缝钢管或镀锌管

0.1 ～ 0.2

新的铸铁管

0.25 ～0.42

具有轻度腐蚀的无缝钢管

0.2 ～0.3

具有显著腐蚀的无缝钢管

0.5 以上

旧的铸铁管

0.85 以上

焊接钢管

0.33

干净玻璃管

0.0015 ～0.01

橡皮软管

0.01 ～0.03

接头平整的水泥管

0.33

管壁材料

平均绝对粗糙度 e

干净钢、铝管

0.0015 ～0.01

新无缝钢管

0.04 ～0.17

精制镀锌钢管

0.25

水泥管

0.33

普通镀锌钢管

0.39

普通铸铁管

0.25 ～0.42

玻璃管

0.0015 ～0.01

橡皮管

0.01 ～0.03

混凝土管

0.8 ～9.0

M aterials

 k (mm)

S mooth pipes of plastic, glass, copper, brass; drawn, extruded, ground finished

0.002

S eammless steel pipes, asbestos cement pipes

0.05

W elded steel pipes, new

0.05 ～0.1

W elded steel pipes, corroded

0.15 ～0.2

S pun concrete pipes, stoneware pipes, new cast-iron pipes

0.2

管道种类

加工及使用情况

Δ(mm)

玻璃、铜

铅管、铝管

新的、光滑的、整体拉制的

0.001～0.01

0.0015～0.06

0.005

0.03

无缝钢管

1.  新的、清洁的、敷设良好的

2.  用过几年后加以清洗的、涂沥青的、轻微腐蚀的、污垢不多的

0.02～0.05

0.15～0.3

0.03

0.2

焊接钢管和铆接钢管

1  小口径焊接钢管（只有纵向焊缝的钢管）

1.1  清洁的

1.2  经清洗后锈蚀不显著的旧管

1.3  轻度腐蚀的旧管

1.4  中等腐蚀的旧管

2  大口径钢管

2.1  纵缝和横缝都是焊接的

0.03～0.1

0.1～0.2

0.2～0.7

0.8～1.5

0.3～1.0

0.05

0.15

0.5

1.0

0.7

镀锌钢管

1  1 镀锌面光滑洁净的新管

2 镀锌面一般的新管

3 用过几年的旧管

0.07～0.1

0.1～0.2

0.4～0.7

0.15

0.5

铸铁管

2  1 新管

3  2 涂沥青的新管

4  3 涂沥青的旧管

0.2～0.5

0.1～0.15

0.12～0.3

0.3

0.18

混凝土管及钢筋混凝土管

5  1 无抹灰面层

6  1.1 钢模板，施工质量好，接缝平衡

7  1.2 木模板，施工质量一般

8  2 有抹灰面层并经抹光

9  3 有喷浆面层

10  3.1 表面用钢丝刷过并经仔细抹光

11  3.2 表面用钢丝刷刷过，但未经抹光

0.3～0.9

1.0～1.8

0.25～1.8

0.7～2.8

0.7

1.2

0.7

1.2

8.0

橡胶软管

12 

0.03

管壁表面特征

Δ， mm

管壁表面特征

Δ， mm

清洁无缝钢管、铝管

0.0015 ～ 0.01

新铸铁管

0.25 ～ 0.42

新精制无缝钢管

0.04 ～ 0.15

普通铸铁管

0.50 ～ 0.85

通用输油管

0.14 ～ 0.15

生锈铸铁管

1.00 ～ 1.50

普通钢管

0.19

结水垢铸铁管

1.5 ～ 3.0

涂沥青钢管

0.12 ～ 0.21

光滑水泥管

0.3 ～ 0.8

普通镀锌钢管

0.39

粗糙水泥管

1 ～ 2

旧钢管

0.5 ～ 0.6

橡皮软管

0.01 ～ 0.03

C ommercial pipe (new) material

E quivalent unifrom roughness, k, of the aurface

G lass, drawn vbrass, copper or lead

S mooth

S teel

0.05

A sphalted cast iron

0.12

G alvanized iron

0.15

C ast iron

0.25

C oncrete

0.3 to 3.0

R iveted steel

1.0 to 10.0

流态

摩擦系数

≥9.2*10 5  (1/m)

阻力平方区

＜9.2*105 (1/m)

紊流过渡区

流态

摩擦系数

水力光滑区

＜2.4*10 5  (1/m)

紊流过渡区

≥2.4*10 5  (1/m)

阻力平方区

流态类别

R e 范围

常用的经验公式

层流

Re ≤2000

紊流

水力光滑

混合摩擦

水力粗糙

流态类别

R e 范围

常用的经验公式

临界区或临界过渡区

2000 ＜R e ＜4000

序号

名词

英文

1

层流

L aminar flow

2

紊流

湍流

turbulent

3

层流转变为

紊流的过渡区

C ritical zone

4

紊

流

水力光滑

S mooth pipes

5

混合摩擦

紊流过渡

T ransition zone

6

水力粗糙

阻力平方

C omplete turbulence, rough pipes

说明

公式

式中

T his formula is often used today in structural engineering.

c=velocity (m/s)

k 1 =pressure loss coefficient

I=pressure loss per meter pipe length

R H =hydraulic radius= =

M aterials

k 1

S teel pipes

H eavily corroede

60

M oderately corroded

85

W elded, new

95

S mooth

≥100

P lastic pipes

P ipes with asphalt or cement mortar surfacing

C onecrete pipes

C ast in steel shuttering

90～100

C ast in timber shuttering

65～70

P enstocks

(55)～85～(95)

公式

式中

H V =friction losses in  the  pipeline (m)

L=pipeline length (m)

D H =hydraulic diameter=  (m)

D H =d1 for circular-section pipes with full flow (m)

Q=rate of flow through pipe (m 3 /s)

C=Hazen and Williams factor

C

E xtremely smooth pipelines

140

V ery smooth pipelines

130

C oncrete pipes

120

N ew steel pipes (riveted) and tiled channels

110

N ormal castr pipes, 10-year-okd steel pipes and old

100

V ery rough pipelines

60

序号

说明

公式

式中

2

i=105C h -1.85 d j -4.87 q g 1.85

i—管道单位长度水头损失，kPa/m

d j —管道计算内径，m

q g —流量，m 3 /s

C h —海曾-威廉粗糙系数

3

冷却水管有结垢，推荐采用哈森 - 威廉的经验公式进行计算

本公式仅在流体的粘度约为 1.1 mPa ·s （水在 15.5 ℃时的数值）时，其值才准确。在0℃时可能使计算出的摩擦压力降增大20%，100℃时可能减小20%。其它流体当粘度和水近似时，也可用此公式计算。

Δ Pf —摩擦压力降，kPa

V f —冷却水体积流量，m 3 /h

d—管道内径，mm

C HW —海曾-威廉系数

L—管道长度，m

序号

说明

公式

式中

4

F or water flowing under turbulent conditions

S = hydraulic gradient or frictional head loss per unt length of pipe, (m/m)

V  = average pipe velocity, m/s

C = friction factor for the this formula

r = hydraulic radius (liquid area divided by wetted perimeter) or D/4 for a full pipe, (m)

管道材料

C h

管道材料

C h

塑料管、内衬（涂）塑管

140

铜管、不锈钢管

130

内衬水泥、树脂的铸铁管

130

普通钢管、铸铁管

100

管道材料

C HW

管道材料

C HW

铸铁管

100

衬水泥铸铁管

120

碳钢管

112

玻璃纤维增强塑料管

150

管道材料

Age

Size, in

C

Welded steel

Any age

12 and over

8

4

120

119

118

Concrete or concrete-lined 

Large sizes, good workmanship, steel forms

Large sizes, good workmanship, wooden forms

Centrifugally spun

140

120

135

序号

说明

公式

式中

1

适用于石棉水泥管

V—流速，m/s

d—管道内径，m

2

适用于塑料管（硬聚氯乙烯管、聚丙烯管、聚乙烯管）

说明

公式

式中

适用于有压管道沿程水头损失

h f —沿程水头损失，m

d—管道内径，mm

Q—流量，m 3 /h

L—管道长度，m

管道种类

f

m

b

混凝土管

1.749*10 6

2

5.33

旧钢管、旧铸铁管

6.25*10 5

1.9

5.1

石棉水泥管

1.455*10 5

1.85

4.879

硬塑料管

0.9487*10 5

1.77

4.77

铝质管及铝合金管

0.861*10 5

1.74

4.74

地面铺设移动软管

h f 值为硬塑料管的1.1～1.5倍