水泵管道压力沿程水头损失计算（重点看常用水管管壁粗糙度即可）

一、水泵管道长管和短管

在管道系统中，局部水头损失只占沿程水头损失的10%以下，或管道长度大于1000倍管径时，在水力计算中可略去局部水头损失和出口流速水头，称为长管；否则称为短管。在短管水力计算中应计算局部水头损失和管道流速水头。

二、沿程水头损失计算公式

1、达西公式（适用于圆管满流）

式中：

—沿程阻力系数；

l—管道长度，m；

D—管道内径，m；

v—平均流速，m/s；

g—重力加速度，m/s2

1）沿程阻力系数计算公式

（ 1）柯尔勃洛克-齐恩公式

（3）柯尔勃洛克-怀特(Colebrook-White)公式

柯尔勃洛克-怀特公式适于各种紊流，是适用性和计算精度高的公式之。公式为：

式中：

—沿程阻力系数；

Re—雷诺数，Re=；

D—管道内径，m；

V—平均流速，m/s；

e—管壁当量粗糙度，m；

ν—运动粘度，m2/s
（4）

某些工业管道的对粗糙度

管壁材料对粗糙度(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

常见管道的平均对粗糙度

管壁材料平均对粗糙度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

Oughness values k for various materials

Materials k (mm)Smooth pipes of plastic, glass, copper, brass; drawn, extruded, ground finished0.002Seammless steel pipes, asbestos cement pipes0.05Welded steel pipes, new0.05～0.1Welded steel pipes, corroded0.15～0.2Spun concrete pipes, stoneware pipes, new cast-iron pipes0.2

各种壁面当量粗糙度

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
0.0015～0.060.005
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
0.15～0.30.03
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
0.12～0.30.3
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

某些管道表面的平均对粗糙度Δ值

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

Equivalent uniform roughness k for pipes

Commercial pipe (new) materialEquivalent unifrom roughness, k, of the aurfaceGlass, drawn vbrass, copper or leadSmoothSteel0.05Asphalted cast iron0.12Galvanized iron0.15Cast iron0.25Concrete0.3 to 3.0Riveted steel1.0 to 10.0

编者注：上述e、、k、的意义与GB/T 1031中的相同。

（6）流态和摩擦系数

1>舍维列夫公式

舍维列夫公式适于旧铸铁管和旧钢管满管紊流，常用于给水管道水力计算，公式为：

流态摩擦系数≥9.2105 (1/m)阻力平方区
＜9.2105 (1/m)紊流过渡区

谢维列夫公式适于新钢管满管紊流。公式为：

流态摩擦系数
水力光滑区
＜2.4105 (1/m)紊流过渡区
≥2.4105 (1/m)阻力平方区

2>常用计算水力摩阻的经验公式

流态名词说明

Strickler k1 values

Materialsk1Steel pipes
Heavily corroede60
Moderately corroded85
Welded, new95
Smooth≥100Plastic pipesPipes with asphalt or cement mortar surfacingConecrete pipes
Cast in steel shuttering90～100
Cast in timber shuttering65～70Penstocks
(55)～85～(95)

（3）海曾-威廉公式

1>Hazen and Williams method

Hazen and Williams roughness values C for circular-section pipoes

CExtremely smooth pipelines140Very smooth pipelines130Concrete pipes120New steel pipes (riveted) and tiled channels110Normal castr pipes, 10-year-okd steel pipes and old100Very rough pipelines60

2>

海曾-威廉(Hazen-Wllliams)系数

管道材料Ch管道材料Ch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

海曾-威廉(Hazen-Wllliams)系数

管道材料CHW管道材料CHW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

海曾-威廉(Hazen-Wllliams)系数C

管道材料AgeSize, inCWelded steelAny age12 and over
8
4120
119
118Concrete or concrete-lined Large sizes, good workmanship, steel forms
Large sizes, good workmanship, wooden forms
Centrifugally spun140
120
135

（4）舍维列夫公式2

f, m, b值见下表：

管道种类fmb混凝土管1.74910625.33旧钢管、旧铸铁管6.251051.95.1石棉水泥管1.4551051.854.879硬塑料管0.94871051.774.77铝质管及铝合金管0.8611051.744.74地面铺设移动软管hf值为硬塑料管的1.1～1.5倍

三、沿程水头损失计算公式的适用范围

1）海曾-威廉公式适用于较光滑的管道，特别是当e≤0.25 mm (CW≥130)时，该公式较其他公式有较高的计算精度；

2） 舍维列夫公式在1.0≤e≤1.5 mm之间给出了令人满意的结果，这说明建立舍维列夫公式时试验所用旧铸铁管或旧钢管的当量粗糙度在1.0～1.5 mm之内，这正是旧金属管道常见的粗糙度范围。因此，对通常条件下的旧金属管道，选用舍维列夫公式具有较好的实用效果。但是，由于舍维列夫公式没有考虑管壁粗糙程度的影响，对于管壁光滑或特别粗糙的管道，是不适用的。

3）柯尔勃洛克-怀特公式适于各种紊流，是适用性和计算精度高的公式之。