关于查表法与公式法计算铸铁管水头损失的探讨

高 江 银

(北京盛禾川管理咨询有限公司，北京 100195)

关于查表法与公式法计算铸铁管水头损失的探讨

高 江 银

(北京盛禾川管理咨询有限公司，北京 100195)

以“怀柔应急水源地21号对井供水管线跨怀河工程”为背景，探讨了按水力坡降或比阻以及依据谢才公式计算铸铁管水头损失的方法，并对这两种计算方法的异同优劣进行了阐述，指出在长管工程中采用查表法计算管道水头损失更简单快捷。

铸铁管，查表法，公式法，水头损失

工程实践中为了输送液体，常需建设各种有压管道，满足人们日常饮水、灌溉及其他用途所需。特别是生活用水管道压力能否满足用户接口压力要求，这就需要计算各个管道管段扣除水头损失后管道压力值是否满足各用户需求。“怀柔应急水源地21号对井供水管线跨怀河工程”采用了铸铁压力管道，本文就以此为工程背景来探讨查表法与公式法计算铸铁管水头损失的异同优劣。

1 工程概况

由于怀柔城区供水告急，2010年3月～7月，经过怀柔区水务局与市水务局相关部门的协调，将北京自来水集团有限责任公司怀柔分公司供水主管道与潮白河、怀河应急水源工程末端排空管相接，并于2010年7月进行试压调试，由于试水引起怀柔应急备用水源管内压力波动较大，造成怀柔应急备用水源的部分水源井水泵不能正常工作。为此，怀柔区水务局拟将北京市怀柔应急备用水源21号对井从怀柔应急备用水源供水系统分离，专门向怀柔城区自来水管网供水。依据怀柔水务局的要求，实施方案仅完成21号对井和对井至市政管庙城人民政府段工程内容。北京市自来水集团怀柔分公司提出管道工程起点接口压力为0.5 MPa，末点接口压力为0.4 MPa，两点之间压力差在0.1 MPa，接口管径为DN300球墨铸铁管，日供水量12 000 m3。本工程采用DN300球墨铸铁管，由起点新建阀门井1接入，沿线穿怀河及怀昌路后，接入终点新建的阀门井2。管道过河段长度为83.948 m，全长324.026 m。

2 沿程水头损失计算

2.1 查表法计算沿程水头损失

表1 查表法求解水力坡度i

2)按比阻计算沿程水头损失。查《给水排水设计手册·第一册·常用资料》表11-5得，铸铁管内径为300 mm时对应的比阻A=1.025 s2/m6，由于平均流速v>1.2 m/s，故无需计入修正系数。则：沿程水头损失：hf=9.8ALQ2=9.8×1.025×324.026×0.1392=0.062 9 MPa。

2.2 公式法计算沿程水头损失

依据《水力计算手册》，沿程水头损失采用谢才公式:

沿程损失hf=6.695m,合0.065 6MPa。

3 局部水头损失计算

表2 局部水头损失系数

4 计算方法探讨

5 结语

工程实践中为了输送液体，常须设置各种有压管道。实际液体具有粘滞性，在流动过程中会产生水流阻力，克服阻力就要耗损一部分机械能，转化为热能，造成水头损失。有压管道水力计算的主要内容之一就是确定水头损失。水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失，通常把沿程水头损失占主要比重的管道称作长管，把局部水头损失及流速水头在总损失中占有相当比重的(一般为≥5%沿程损失)管道称作短管。本文采用的工程实例中的管道就属于长管，局部水头损失占用的比例很小可以忽略不计。而在计算沿程水头损失中，查表法与公式法的计算结果差异不大，但是查表法比公式法计算要简单快速一些，因此，建议在方便查表的情况下，采用查表法代替公式法来计算管道的水头损失。

[1] 中国市政工程西南设计研究院.给水排水设计手册·第一册·常用资料[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2] 李 炜.水力计算手册[M].北京：中国水利水电出版社，2006.

[3] 吴持恭，水力学与山区河流开发保护国家重点实验室(四川大学).水力学(上册)[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

高江银(1986- )，女，助理工程师

TV674

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