關(guān)于查表法與公式法計(jì)算鑄鐵管水頭損失的探討

高 江 銀

(北京盛禾川管理咨詢有限公司，北京 100195)

關(guān)于查表法與公式法計(jì)算鑄鐵管水頭損失的探討

高 江 銀

(北京盛禾川管理咨詢有限公司，北京 100195)

以“懷柔應(yīng)急水源地21號(hào)對(duì)井供水管線跨懷河工程”為背景，探討了按水力坡降或比阻以及依據(jù)謝才公式計(jì)算鑄鐵管水頭損失的方法，并對(duì)這兩種計(jì)算方法的異同優(yōu)劣進(jìn)行了闡述，指出在長(zhǎng)管工程中采用查表法計(jì)算管道水頭損失更簡(jiǎn)單快捷。

鑄鐵管，查表法，公式法，水頭損失

工程實(shí)踐中為了輸送液體，常需建設(shè)各種有壓管道，滿足人們?nèi)粘ｏ嬎?、灌溉及其他用途所需。特別是生活用水管道壓力能否滿足用戶接口壓力要求，這就需要計(jì)算各個(gè)管道管段扣除水頭損失后管道壓力值是否滿足各用戶需求?！皯讶釕?yīng)急水源地21號(hào)對(duì)井供水管線跨懷河工程”采用了鑄鐵壓力管道，本文就以此為工程背景來探討查表法與公式法計(jì)算鑄鐵管水頭損失的異同優(yōu)劣。

1 工程概況

由于懷柔城區(qū)供水告急，2010年3月～7月，經(jīng)過懷柔區(qū)水務(wù)局與市水務(wù)局相關(guān)部門的協(xié)調(diào)，將北京自來水集團(tuán)有限責(zé)任公司懷柔分公司供水主管道與潮白河、懷河應(yīng)急水源工程末端排空管相接，并于2010年7月進(jìn)行試壓調(diào)試，由于試水引起懷柔應(yīng)急備用水源管內(nèi)壓力波動(dòng)較大，造成懷柔應(yīng)急備用水源的部分水源井水泵不能正常工作。為此，懷柔區(qū)水務(wù)局?jǐn)M將北京市懷柔應(yīng)急備用水源21號(hào)對(duì)井從懷柔應(yīng)急備用水源供水系統(tǒng)分離，專門向懷柔城區(qū)自來水管網(wǎng)供水。依據(jù)懷柔水務(wù)局的要求，實(shí)施方案僅完成21號(hào)對(duì)井和對(duì)井至市政管廟城人民政府段工程內(nèi)容。北京市自來水集團(tuán)懷柔分公司提出管道工程起點(diǎn)接口壓力為0.5 MPa，末點(diǎn)接口壓力為0.4 MPa，兩點(diǎn)之間壓力差在0.1 MPa，接口管徑為DN300球墨鑄鐵管，日供水量12 000 m3。本工程采用DN300球墨鑄鐵管，由起點(diǎn)新建閥門井1接入，沿線穿懷河及懷昌路后，接入終點(diǎn)新建的閥門井2。管道過河段長(zhǎng)度為83.948 m，全長(zhǎng)324.026 m。

2 沿程水頭損失計(jì)算

2.1 查表法計(jì)算沿程水頭損失

表1 查表法求解水力坡度i

2)按比阻計(jì)算沿程水頭損失。查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)·第一冊(cè)·常用資料》表11-5得，鑄鐵管內(nèi)徑為300 mm時(shí)對(duì)應(yīng)的比阻A=1.025 s2/m6，由于平均流速v>1.2 m/s，故無需計(jì)入修正系數(shù)。則：沿程水頭損失：hf=9.8ALQ2=9.8×1.025×324.026×0.1392=0.062 9 MPa。

2.2 公式法計(jì)算沿程水頭損失

依據(jù)《水力計(jì)算手冊(cè)》，沿程水頭損失采用謝才公式:

沿程損失hf=6.695m,合0.065 6MPa。

3 局部水頭損失計(jì)算

表2 局部水頭損失系數(shù)

4 計(jì)算方法探討

5 結(jié)語

工程實(shí)踐中為了輸送液體，常須設(shè)置各種有壓管道。實(shí)際液體具有粘滯性，在流動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生水流阻力，克服阻力就要耗損一部分機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為熱能，造成水頭損失。有壓管道水力計(jì)算的主要內(nèi)容之一就是確定水頭損失。水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失，通常把沿程水頭損失占主要比重的管道稱作長(zhǎng)管，把局部水頭損失及流速水頭在總損失中占有相當(dāng)比重的(一般為≥5%沿程損失)管道稱作短管。本文采用的工程實(shí)例中的管道就屬于長(zhǎng)管，局部水頭損失占用的比例很小可以忽略不計(jì)。而在計(jì)算沿程水頭損失中，查表法與公式法的計(jì)算結(jié)果差異不大，但是查表法比公式法計(jì)算要簡(jiǎn)單快速一些，因此，建議在方便查表的情況下，采用查表法代替公式法來計(jì)算管道的水頭損失。

[1] 中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)·第一冊(cè)·常用資料[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[2] 李 煒.水力計(jì)算手冊(cè)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.

[3] 吳持恭，水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(四川大學(xué)).水力學(xué)(上冊(cè))[M].北京：高等教育出版社，2008.

Discussion on the look-up table method and formula of cast iron pipe head loss

GAO Jiang-yin

(BeijingShenghechuanManagementConsultingCo.,Ltd,Beijing100195,China)

Taking the “Huairou emergency water source No.21 double well water supply pipelines crossing Huai River project” as the background, this paper discussed the method to calculate the cast iron pipe head loss as hydraulic gradient or resistance formula, and elaborated the similarities and differences, advantages and disadvantages of this two calculation methods, pointed out that using look-up table method to calculate pipeline head loss was more simple and quick in long pipe engineering.

cast iron pipe, look-up table method, formula method, head loss

1009-6825(2014)17-0157-02

2014-04-07

高江銀(1986- )，女，助理工程師

TV674

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