關于查表法與公式法計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)

關于查表法與公式法計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“懷柔應急水源地21號對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謝才公式計算鑄鐵管水頭損失的方法，并對這兩種計算方法的異同優劣進行了闡述，指出在長管工程中采用查表法計算管道水頭損失更簡單快捷。

鑄鐵管，查表法，公式法，水頭損失

工程實踐中為了輸送液體，常需建設各種有壓管道，滿足人們日常飲水、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，這就需要計算各個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。“懷柔應急水源地21號對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算鑄鐵管水頭損失的異同優劣。

1 工程概況

由于懷柔城區供水告急，2010年3月～7月，經過懷柔區水務局與市水務局相關部門的協調，將北京自來水集團有限責任公司懷柔分公司供水主管道與潮白河、懷河應急水源工程末端排空管相接，并于2010年7月進行試壓調試，由于試水引起懷柔應急備用水源管內壓力波動較大，造成懷柔應急備用水源的部分水源井水泵不能正常工作。為此，懷柔區水務局擬將北京市懷柔應急備用水源21號對井從懷柔應急備用水源供水系統分離，專門向懷柔城區自來水管網供水。依據懷柔水務局的要求，實施方案僅完成21號對井和對井至市政管廟城人民政府段工程內容。北京市自來水集團懷柔分公司提出管道工程起點接口壓力為0.5 MPa，末點接口壓力為0.4 MPa，兩點之間壓力差在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，由起點新建閥門井1接入，沿線穿懷河及懷昌路后，接入終點新建的閥門井2。管道過河段長度為83.948 m，全長324.026 m。

2 沿程水頭損失計算

2.1 查表法計算沿程水頭損失

表1 查表法求解水力坡度i

2)按比阻計算沿程水頭損失。查《給水排水設計手冊·第一冊·常用資料》表11-5得，鑄鐵管內徑為300 mm時對應的比阻A=1.025 s2/m6，由于平均流速v>1.2 m/s，故無需計入修正系數。則：沿程水頭損失：hf=9.8ALQ2=9.8×1.025×324.026×0.1392=0.062 9 MPa。

2.2 公式法計算沿程水頭損失

依據《水力計算手冊》，沿程水頭損失采用謝才公式:

沿程損失hf=6.695m,合0.065 6MPa。

3 局部水頭損失計算

表2 局部水頭損失系數

4 計算方法探討

5 結語

工程實踐中為了輸送液體，常須設置各種有壓管道。實際液體具有粘滯性，在流動過程中會產生水流阻力，克服阻力就要耗損一部分機械能，轉化為熱能，造成水頭損失。有壓管道水力計算的主要內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管，把局部水頭損失及流速水頭在總損失中占有相當比重的(一般為≥5%沿程損失)管道稱作短管。本文采用的工程實例中的管道就屬于長管，局部水頭損失占用的比例很小可以忽略不計。而在計算沿程水頭損失中，查表法與公式法的計算結果差異不大，但是查表法比公式法計算要簡單快速一些，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算管道的水頭損失。

[1] 中國市政工程西南設計研究院.給水排水設計手冊·第一冊·常用資料[M].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[2] 李 煒.水力計算手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[3] 吳持恭，水力學與山區河流開發保護國家重點實驗室(四川大學).水力學(上冊)[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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