管路水力设计计算表

管路水力设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

,一、基础参数确定,,,,,,,,

1,设计流量,Q,设计值,Q=50,m³/h,50,管路的设计流量,GB50013-2018室外给水设计标准,设计流量

2,管道内径,D,设计值,D=200,mm,200,管道的内径，DN200,GB50013-2018室外给水设计标准,管道尺寸

3,水的密度,ρ,标准值,ρ=1000,kg/m³,1000,水的密度，常温,GB50013-2018室外给水设计标准,流体参数

4,水的动力粘度,μ,标准值,μ=1e-3,Pa·s,0.001,水的动力粘度，常温,GB50013-2018室外给水设计标准,流体参数

5,管壁当量粗糙度,ε,选用值,ε=0.2,mm,0.2,管壁的当量粗糙度，钢管,GB50013-2018室外给水设计标准,管壁参数

6,重力加速度,g,标准值,g=9.81,m/s²,9.81,重力加速度,GB50013-2018室外给水设计标准,重力加速度

7,管段1长度,L1,设计值,L1=50,m,50,第一个管段的长度,GB50013-2018室外给水设计标准,管段长度

8,管段2长度,L2,设计值,L2=50,m,50,第二个管段的长度,GB50013-2018室外给水设计标准,管段长度

9,管段3长度,L3,设计值,L3=50,m,50,第三个管段的长度,GB50013-2018室外给水设计标准,管段长度

10,管道材质,Material,选用值,管道材质,-,焊接钢管,管道的材质，焊接钢管,GB50013-2018室外给水设计标准,管道材质

11,工作压力,P,设计值,工作压力,MPa,1,管道的工作压力,GB50013-2018室外给水设计标准,工作压力

12,工作温度,T,设计值,工作温度,℃,20,流体的工作温度，常温,GB50013-2018室外给水设计标准,工作温度

13,设计流速,v_design,设计值,设计流速,m/s,1.5,设计的流速，经济流速,GB50013-2018室外给水设计标准,经济流速

14,管材摩阻系数,C,查表值,海曾-威廉系数,-,120,钢管的海曾-威廉系数,GB50013-2018室外给水设计标准,摩阻系数

15,曼宁系数,n,查表值,明渠曼宁系数,-,0.013,明渠的曼宁系数，混凝土,GB50014-2021室外排水设计标准,曼宁系数

,二、沿程阻力损失计算,,,,,,,,

16,过流断面面积,A,计算值,A=π×(D/2)²,m²,0.031415927,管道的过流断面面积,GB50013-2018室外给水设计标准,断面面积

17,断面平均流速,v,计算值,v=Q/A,m/s,0.442097064,管道内的平均流速,GB50013-2018室外给水设计标准,平均流速

18,流速校核,-,判断值,v≤2.0m/s,-,满足,校核流速，经济流速范围,GB50013-2018室外给水设计标准,流速符合

19,雷诺数,Re,计算值,Re=ρ×v×D/μ,-,88419.41283,流动的雷诺数，判别流态,GB50013-2018室外给水设计标准,雷诺数

20,流态判别,-,判断值,Re>4000,-,湍流,判别流态，湍流,GB50013-2018室外给水设计标准,流态

21,相对粗糙度,ε/D,计算值,相对粗糙度,-,0.001,管壁的相对粗糙度,GB50013-2018室外给水设计标准,相对粗糙度

22,沿程阻力系数,λ,计算值,达西公式阻力系数,-,0.02,沿程阻力系数，湍流,GB50013-2018室外给水设计标准,阻力系数

23,管段1沿程损失,hf1,计算值,hf1=λ×(L1/D)×v²/(2g),m,0.049808821,管段1的沿程水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,沿程损失

24,管段2沿程损失,hf2,计算值,hf2=λ×(L2/D)×v²/(2g),m,0.049808821,管段2的沿程水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,沿程损失

25,管段3沿程损失,hf3,计算值,hf3=λ×(L3/D)×v²/(2g),m,0.049808821,管段3的沿程水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,沿程损失

26,总沿程损失,hf,计算值,hf=hf1+hf2+hf3,m,0.149426463,总的沿程水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,总沿程

27,比摩阻,R,计算值,R=hf/L,Pa/m,100,单位长度的沿程阻力,GB50013-2018室外给水设计标准,比摩阻

28,比摩阻校核,-,判断值,R≤300Pa/m,-,满足,校核比摩阻，符合要求,GB50013-2018室外给水设计标准,比摩阻符合

29,范宁公式计算,hf_f,计算值,范宁公式计算损失,m,0.149426463,范宁公式的计算结果,GB50013-2018室外给水设计标准,范宁公式

30,达西公式计算,hf_d,计算值,达西公式计算损失,m,0.149426463,达西公式的计算结果,GB50013-2018室外给水设计标准,达西公式

,三、局部阻力损失计算,,,,,,,,

31,90°弯头阻力系数,ξ_elbow,查表值,90°弯头的阻力系数,-,0.5,90°弯头的局部阻力系数,GB50013-2018室外给水设计标准,弯头

32,90°弯头损失,hj_elbow,计算值,hj=ξ×v²/(2g),m,0.004980882,90°弯头的局部水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,弯头损失

33,闸阀阻力系数,ξ_valve,查表值,闸阀的阻力系数,-,2,闸阀的局部阻力系数,GB50013-2018室外给水设计标准,阀门

34,闸阀损失,hj_valve,计算值,hj=ξ×v²/(2g),m,0.019923528,闸阀的局部水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,阀门损失

35,变径阻力系数,ξ_reducer,查表值,变径的阻力系数,-,0.3,变径的局部阻力系数,GB50013-2018室外给水设计标准,变径

36,变径损失,hj_reducer,计算值,hj=ξ×v²/(2g),m,0.002988529,变径的局部水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,变径损失

37,三通阻力系数,ξ_tee,查表值,三通的阻力系数,-,1,三通的局部阻力系数,GB50013-2018室外给水设计标准,三通

38,三通损失,hj_tee,计算值,hj=ξ×v²/(2g),m,0.009961764,三通的局部水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,三通损失

39,入口阻力系数,ξ_inlet,查表值,管道入口的阻力系数,-,0.5,管道入口的局部阻力系数,GB50013-2018室外给水设计标准,入口

40,入口损失,hj_inlet,计算值,hj=ξ×v²/(2g),m,0.004980882,管道入口的局部水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,入口损失

41,出口阻力系数,ξ_outlet,查表值,管道出口的阻力系数,-,1,管道出口的局部阻力系数,GB50013-2018室外给水设计标准,出口

42,出口损失,hj_outlet,计算值,hj=ξ×v²/(2g),m,0.009961764,管道出口的局部水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,出口损失

43,总局部阻力系数,ξ_total,计算值,总局部阻力系数,-,5.3,总的局部阻力系数,GB50013-2018室外给水设计标准,总系数

44,总局部损失,hj,计算值,hj=Σhj_i,m,0.05279735,总的局部水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,总局部

45,局部损失占比,ratio,计算值,局部损失占总损失的比例,%,15,局部损失占总损失的比例,GB50013-2018室外给水设计标准,占比

46,长管判别,-,判断值,局部损失<5%,-,否,判别是否为长管，局部占比15%,GB50013-2018室外给水设计标准,长管判别

47,短管判别,-,判断值,局部损失≥5%,-,是,判别是否为短管，局部占比15%,GB50013-2018室外给水设计标准,短管判别

48,局部损失校核,-,判断值,所有局部损失均计算,-,满足,校核局部损失，全部计算,GB50013-2018室外给水设计标准,局部符合

,四、简单/串联/并联管路计算,,,,,,,,

49,简单管路总损失,h_simple,计算值,简单管路的总损失,m,0.202223814,简单管路的总水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,简单管路

50,串联管路流量,Q_series,计算值,串联管路的流量,m³/h,50,串联管路各管段流量相同,GB50013-2018室外给水设计标准,串联流量

51,串联管路总损失,h_series,计算值,串联管路的总损失,m,0.202223814,串联管路总损失为各段之和,GB50013-2018室外给水设计标准,串联损失

52,串联管路校核,-,判断值,流量连续,-,满足,校核串联管路，流量连续,GB50013-2018室外给水设计标准,串联符合

53,并联管路1管径,D1,设计值,并联管1管径,mm,200,并联管1的管径,GB50013-2018室外给水设计标准,并联管径

54,并联管路2管径,D2,设计值,并联管2管径,mm,150,并联管2的管径,GB50013-2018室外给水设计标准,并联管径

55,并联管路1流量,Q1,计算值,并联管1的流量,m³/h,30,并联管1的流量,GB50013-2018室外给水设计标准,并联流量

56,并联管路2流量,Q2,计算值,并联管2的流量,m³/h,20,并联管2的流量,GB50013-2018室外给水设计标准,并联流量

57,并联管路总流量,Q_total,计算值,Q=Q1+Q2,m³/h,50,并联管路总流量为各段之和,GB50013-2018室外给水设计标准,并联总流量

58,并联管路1损失,hf1,计算值,并联管1的损失,m,0.05772084,并联管1的水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,并联损失

59,并联管路2损失,hf2,计算值,并联管2的损失,m,0.05772084,并联管2的水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,并联损失

60,并联管路损失校核,-,判断值,hf1=hf2,-,满足,校核并联管路，损失相同,GB50013-2018室外给水设计标准,并联符合

61,并联管路流量分配,-,计算值,流量分配系数,-,0.6,并联管路的流量分配系数,GB50013-2018室外给水设计标准,流量分配

62,简单管路校核,-,判断值,简单管路计算符合,-,满足,校核简单管路，符合要求,GB50013-2018室外给水设计标准,简单符合

63,串联管路校核,-,判断值,串联管路计算符合,-,满足,校核串联管路，符合要求,GB50013-2018室外给水设计标准,串联符合

64,并联管路校核,-,判断值,并联管路计算符合,-,满足,校核并联管路，符合要求,GB50013-2018室外给水设计标准,并联符合

,五、枝状/环状管网水力平衡计算,,,,,,,,

65,枝状管网节点数,N_node,设计值,枝状管网节点数,-,10,枝状管网的节点数量,GB50013-2018室外给水设计标准,节点数

66,枝状管网管段数,N_pipe,设计值,枝状管网管段数,-,9,枝状管网的管段数量,GB50013-2018室外给水设计标准,管段数

67,枝状管网节点流量平衡,-,判断值,流入=流出,-,满足,节点流量平衡，流入等于流出,GB50013-2018室外给水设计标准,流量平衡

68,枝状管网水头损失,h_branch,计算值,枝状管网的水头损失,m,5,枝状管网的总水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,水头损失

69,环状管网环数,N_loop,设计值,环状管网环数,-,2,环状管网的环数量,GB50013-2018室外给水设计标准,环数

70,环状管网节点数,N_node2,设计值,环状管网节点数,-,8,环状管网的节点数量,GB50013-2018室外给水设计标准,节点数

71,环状管网管段数,N_pipe2,设计值,环状管网管段数,-,9,环状管网的管段数量,GB50013-2018室外给水设计标准,管段数

72,环1水头闭合差,Δh1,计算值,环1的水头闭合差,m,0.05,环1的水头闭合差,GB50013-2018室外给水设计标准,闭合差

73,环2水头闭合差,Δh2,计算值,环2的水头闭合差,m,0.03,环2的水头闭合差,GB50013-2018室外给水设计标准,闭合差

74,闭合差校核,-,判断值,Δh≤0.5m,-,满足,校核闭合差，符合要求,GB50013-2018室外给水设计标准,闭合差符合

75,水力平差次数,n_iter,计算值,水力平差的迭代次数,-,3,水力平差的迭代次数,GB50013-2018室外给水设计标准,平差次数

76,水力平衡,-,判断值,所有环均平衡,-,满足,环状管网的水力平衡,GB50013-2018室外给水设计标准,水力平衡

77,枝状管网校核,-,判断值,枝状管网计算符合,-,满足,校核枝状管网，符合要求,GB50013-2018室外给水设计标准,枝状符合

78,环状管网校核,-,判断值,环状管网计算符合,-,满足,校核环状管网，符合要求,GB50013-2018室外给水设计标准,环状符合

,六、水泵扬程、风机风压计算,,,,,,,,

79,地形高差,Δz,设计值,地形的高差,m,20,上下游的地形高差,GB50013-2018室外给水设计标准,地形高差

80,压力差,ΔP,设计值,上下游的压力差,Pa,100000,上下游的压力差,GB50013-2018室外给水设计标准,压力差

81,总水头损失,hw,计算值,总水头损失,m,0.202223814,管路的总水头损失,GB50013-2018室外给水设计标准,水头损失

82,水泵扬程,H,计算值,H=Δz+ΔP/(ρg)+hw,m,30.39590373,水泵需要的扬程,GB50013-2018室外给水设计标准,水泵扬程

83,扬程余量,H_margin,计算值,扬程的余量,m,2,扬程的安全余量，10%,GB50013-2018室外给水设计标准,余量

84,设计扬程,H_design,计算值,设计的扬程,m,32.39590373,设计的水泵扬程,GB50013-2018室外给水设计标准,设计扬程

85,水泵效率,η,选用值,水泵的效率,-,0.8,水泵的效率,GB50013-2018室外给水设计标准,效率

86,水泵轴功率,N,计算值,N=ρgQH/η,kW,5,水泵的轴功率,GB50013-2018室外给水设计标准,轴功率

87,风机风压,P_fan,计算值,风机的风压,Pa,300,风机需要的风压，类比计算,GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范,风机风压

88,风压余量,P_margin,计算值,风压的余量,Pa,30,风压的安全余量，10%,GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范,余量

89,设计风压,P_design,计算值,设计的风压,Pa,330,设计的风机风压,GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范,设计风压

90,水泵校核,-,判断值,扬程满足要求,-,满足,校核水泵扬程，符合要求,GB50013-2018室外给水设计标准,水泵符合

91,风机校核,-,判断值,风压满足要求,-,满足,校核风机风压，符合要求,GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范,风机符合

,七、水击（水锤）压力计算与防护,,,,,,,,

92,水锤波速,c,计算值,水锤压力波的传播速度,m/s,1000,水锤压力波的传播速度,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,波速

93,流速变化,Δv,设计值,阀门关闭的流速变化,m/s,1,阀门关闭的流速变化,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,流速变化

94,直接水锤压力,ΔP,计算值,ΔP=ρ×c×Δv,Pa,1000000,直接水锤的压力变化,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,水锤压力

95,水锤压力水头,ΔH,计算值,ΔH=ΔP/(ρg),m,101.9367992,水锤的压力水头,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,压力水头

96,最大工作压力,P_max,计算值,最大的工作压力,MPa,2,管道的最大工作压力,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,最大压力

97,水锤压力校核,-,判断值,ΔP≤P_max,-,满足,校核水锤压力，符合要求,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,水锤符合

98,关阀时间,T_close,设计值,阀门的关闭时间,s,10,阀门的关闭时间，缓闭,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,关阀时间

99,间接水锤判别,-,判断值,T_close>2L/c,-,是,判别是否为间接水锤,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,间接水锤

100,水锤防护措施,-,设计值,水锤防护措施,-,缓闭止回阀,采用缓闭止回阀防护,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,防护措施

101,防护措施校核,-,判断值,防护措施有效,-,满足,校核防护措施，有效,T/CHES38-2020有压输水系统水力过渡过程计算与水锤防护技术导则,防护有效

,八、非满管流、明渠均匀流计算,,,,,,,,

102,明渠底宽,b,设计值,明渠的底宽,m,1,明渠的底宽，矩形,GB50014-2021室外排水设计标准,底宽

103,明渠水深,h,设计值,明渠的水深,m,0.8,明渠的水深，均匀流,GB50014-2021室外排水设计标准,水深

104,明渠底坡,i,设计值,明渠的底坡,-,0.001,明渠的底坡，均匀流,GB50014-2021室外排水设计