管道流速及水泵简易设计

流速一般限制范围表3适用条件流速（米/秒）

室外长距离管线Dg>5001-1.5

Dg<5000.5-1

水泵出水管D>200

g2-2.5

Dg<2001.5-2

水泵吸水管Dg>2001.2~1.5

Dg<2001-1.2

车间一般管线1.5-2

图表中，体现出以下两点：第一，管径增大时一,刻意适当提高水流流

速，管径减小时一，要适当降低水流速度；第二：在管道较短时，也可

以相对增大管道流速。总体来说，管道水流速度最大刻意达到2-3m/s,

最小刻意达到0.3m/s,这些要视工程而定。

在流量不变，管径不变，没有支管交汇的管道中各处的流速不变，但

是管道压力会随着流动的方向逐渐降低。相反，压力差大的地方，管

道流速亦大。

一般说的2kg的压力具体是指2kg/平方厘米，指在1平方厘米的面积

上压有2kg的重量。水柱的高度只要把水柱压在1平方厘米上的重量

计算出来就是水柱的压力。例如，5米水柱的压力为：5*100*1=500

立方厘米，（1000米的水重量为1kg）,即5m水柱的压力为0.5kg。

管道的压力差和阻力损失在数值上是相同的。

管道的流速与管道长度成正比，与管道流速平方成正比。

铸帙管水力计算表（流量以升/秒整数计

IIIII表4T

'峻7.221.6；9.650.461.7290

流累L

4569

流速0.460.70.931.21.41.62.12.6

D©70

阻力816.728.44361.583.7138207

流速0.390.520.650.780.911.21.41.82.22.6

D100

e困力,■6.7101418.629.944.271.6106116

流速0.310.40.520.630.811.21.1

Dgl50

阻力1.92.53.95.68.712.5：6.，26.1

流速0.350.450.550.610.8

D200

s阻力1.42.1316

流速0.410.51

D§250

用力1.32

流速

UgJUU

阻力

流速

D350

f阻力

流速

D400

t阻力

流速

D450

f阻力

流速

D»500

用力一

叱/,080

流量

506090300

流速

Dg7o

阻力

流速

Dg100而力

流速1.72.32.9

Dgl50

眼力37.766.9105

流速11.31.61.92.32.9

D200

g阻力8.114.422.632.544.273.1

湎速0.630.8211.21.11.92.32.9

阻力2.81.67.19.913.522.333.353.9

流速0.430.570.710.8611.31.622.42.8

D300

e阻力1.11.92.83.95.28.312.420.129.641

流速0.420.520.620.730.911.11.51.82.12.6

JuU

阻力0.91.31.82.13.85.58.913.118.128.2

流速0.0.480.560.720.881.11.41.622.1

阻力0.70.91.222.84.46.58.91420.1

流速0.440.570.690.881.11.31.61.9

阻力0..1.11.62.53.54.87.510.7

流速0.460.560.710.8711.31.5

UngUCAvUA

阻力0.60.91.52.12.84.36.1

铸铁管水力计号表（流及以米3.时整数计环）

III【II表4-2

*21015200260

285.590今25.(

0.330.650.9S1.31.61.92.6

DJ5

阻力4.211.731.151.781.3118211

流速0.360.550.720.91.11.11.82.12.8

D100

g阻力3.57.31218.125.64570.6101138

流速0.320.10.480.630.790.951.11.31.1

D150

S阻力1.62.13.45.68.613.215.92126.1

流速0.350.110.530.620.710.8

D,200

阴力1.122.83.74.86

流速0.10.450.51

D25O

e用力1.21.62

流速0.35

D300

8用力0.8

流速

D350

e阻力

流速

D100

f阻力

，一•_

D45O

t用力

流速

D500

c用力

尖3|200

tML*

97811.€S5.669.5111191。78

D,75

阻力

流速

D.100

用力

流速1.62.4

D150

8用力32.472.4

流速0.91.31.82.22.7

D200

e阻力7.315.62813.662.6

流速0.560.851.11.41.72.32.9

D,250

阻力2.458.612.919.133.953.1

流速0.40.590.790.991.21.622.12.7

阻力0.9623.15.17.112.619.628.238.6

流速0.140.580.730.861.11.11.722.32.62.9

D350

eR1力0.91.62.43.35.68.712.5172172835

流速0.30.450.560.670.891.11.31.51722.2

D100

e阻力0.50.81.21.72.94.16.2S.510913.817.2

流速0.H0.520.70.8811.2111.51.S

D150

e用力0.70.91.62.43.14.5597.29.2

流速0.350.420.570.710.850.99111.31.1

D500

e阻力0.40.60.91.422.6314.25.3

表中可以归纳出：第一、精简了DN75以下及DN600以上的管道数

据，可见，此部分管道不经常使用；第二、精简了流量的数据，例如

DN75的管道，在原书中流量范围是从0.91/s到131/s的，但是此表中

从2开始，且以1为间隔绘制，原书中以0.1为间隔绘制；第三、表

中流速取两位小数，阻力取以为小数，在计算中精度已经足够。

在同种管道材质、同种管径、同种输送介质的情况下，管道阻力系数

不变。

在流速及管道长度一致的情况下，小管道的阻力大于较大管道的阻

力。

一般管道的允许流速均在lm/s左右。可以把DN100管道在lm/s时

的流量30m3/h当做估计管道大小的常数来记忆。管径大小与流量的

开平方成正比。

上述文字描述及总结均为直管段的沿程阻力损失计算。

铸铁管道的局部阻力系数表5管件（管道零件）名称阻力系数

9Oo弯头

15

弯

45O头

30

异径管由大口流向小口15

由小口流向大口30

转弯，由中口向直75

逋管流水（用中口流75

管速计算）75

转弯，由直管向中150

口流水（用直管流5

速计算）50

转弯，由中口向直25

管两头通式供水

（用直管流速计算）

转弯，两头直管同

时向中口流水（用

中口流速计算）

直流，中口不进水

不出水

直流，中口同时出

水（用管件前的流

速计算）

直流，中口同时进

水（用管件后的流

速计算）

水泵进口（或进水池）50

闸阀（全开）5

闸阀（开一半）100

止回阀85

眼水井

注：管道长度单位为米.

平面困

图1给水管道系统简化图

例题：图1给水管道系统是由吸水井向沉淀池送水，公包括三台

10Sh-13水泵（先不管水泵的型号），平时使用二台，每台输水量400

吨/时，共输水800吨/时（图中只画出最边上的一台水泵）。这800吨/

时的流量要送进三座沉淀池里（图中只画出外边的一座）。沉淀池的流

量是按300吨/时考虑的。从吸水井底阀起到水泵止为Dg300管道，

从水泵到500x250异径管止为Dg250管道，从Dg500x250异径管

起到入沉淀池前Dg500x250三通止为Dg500管道，从沉淀池前

Dg500x250三通起到入沉淀池口止为Dg250管道（图1如下）。

第一：计算从水泵出水管口Dg500x250异径管起到沉淀池进水

口止一段管道的总损失；

第二：计算从水泵吸水口起到水泵出水口Dg500x250异径管止

一段管道的总阻力。

解题过程：

第一、首先计算沿程损失：

DN500管道的总长度L=10+2.7+1.5+400+900+300=1604.2m

DN250管道的总长度l=20+8.5+2+l=31.5m

查表可知DN500、800m3/h时-，速度为l.lm/s,沿程阻力为3.4mm/m；

DN250、300m3/h时，速度为沿程阻力位

即沿程阻力=1604.2*3.4+31.5*19.1=6056mm

接着计算局部损失：

DN500管道上90°弯头数量为7个,45°及60°弯头均为4个;Dg500

x250三通3个，其中一个既不进水也不出水，其余两个中心进水中

心出水。DN250管道上，90°弯头3个，闸阀（全开）一个。

查表可知：90°弯头局损系数为15,45°局损系数为10,通过插入

法可知，60°局损系数为12.5,闸阀（全开）局损系数为5,Dg500

x250三通中心同时进水的局损系数为25,不进不出的局损系数为5。

由DN500向DN250进水，局损系数为75

即，管道局损=(7*15+4*12.5+4*10+25+5+75)*1.1*1.1+(3*15+5)

*1.7*L7=508mm

即此段管道的总阻力=508+6056=6564mm

其中局部损失/沿程损失=508/6056=8.4%

由此可见，在长距离输水过程中局部损失在阻力损失的比例非

常低，近似刻意忽略不计。

第二、首先计算吸水管段的阻力：

DN300管道长度为6.8m,底阀带滤网1个，90°弯头1个，Dg300

x250同心异径管1个，水泵接口一个。

查表可知，90°弯头局损系数为15,底阀带滤网局损系数为300o

Dg300x250同心异径管局损系数为15,水泵接口局损系数为50,

400m3/h时,流速为沿程阻力损失为管径为DN250

时，流速为2.3m/s。

即吸水管段阻力损失=6.8*12.6+(15+300)*1.6*1.6+2.3*2.3*(50+15)

=1240mmo

接着计算水泵出水管段阻力损失：

DN250管道长度5m,Dg200x250同心异径管1个，Dg500x250三

通1个，闸阀(全开)1个，止回阀1个，90°弯头1个。查表可知，

DN250,400m3/h时，流速为2.3m/s,沿程阻力损失为33.9mm/m,

管径为DN500,400m3/h时，流速为0.57m/s,Dg200x250同心异径

管，从小到大局损系数为30,闸阀（全开）局损系数为5,止回阀局

损系数为85,90°弯头局损系数为15,Dg500x250三通，从小到大

局损系数为30

即出水管段阻力损失为：

2.3*23*（30+5+85+15）+0.57*0.57*30+5*33.9=893mm

所以，此段管道总阻力损失=893+1240=2133mm

其中沿程阻力损失=5*33.9+6.8*12.6=255mm

沿程阻力损失/局部阻力损失=255/（2133-255）=13.6%

即是说，在水泵进出水（泵房内）的一段管道的水头损失主要由局部

损失贡献，沿程损失所占比例很小，亦可以说，在水泵吸水口至出水

口附近的水头损失在2-3m之间，本例中间的水头损失为2.1m。

所以，可以根据管道的长短及其中沿程阻力损失的大小来估计。

部阻力损失的大小：

铸铁管道局部阻力表6条件（使用范围）局部阻力占沿程阻力的外

较大范围的管道10〜15

厂区范围的管道15〜20

车间内部的管道25〜50

在管道中，只要确定管道管径、管道的压力差及压力差之间管段长度

即可明确管道的流量。但是具体的压力数值反映的内容，通过下述内

容体现：

例如，我们假设出水管头部的压力是2kg/平方厘米，出水管尾部的压

力为1.5kg/平方厘米，即出水管尾部为15米水柱，这15米水柱可以

通过下式体现：

地形扬程+管道阻力扬程+设备扬程=15米

这里，地形扬程和管道阻力扬程都是从200米管道末端那一点算到最

后供水点的。设备扬程是指最后供水点的压力要求。

管道两点处的压力值，是反映能否保证管道总扬程的需要。

钢管水力计算的校正系数表7公称通流速校正系阻力校正系

径数数

DJ50.800.70

D.J000.850.75

DJ500.900.80

Q200以上1.000.90

非铸铁管道的阻力校正系数表流速（米/秒）

9管材种类0.250.5L0以上

光滑管（塑料管、钢管）0.90.80.7

混凝土管及钢筋混凝土管不需要校正

输水管道使用混凝土或钢筋混凝土管道时，可以直接用管道阻力、流

量、流速表直接估算，使用塑料管、钢管等内壁光滑的管道时，可以

按照上表中的系数进行折算。

输水以外的其他流质时、按照上述方法计算结果的基础上乘以被输送

流质的比重即可。

本节讨论的水泵均是指抽升水而言的。水泵样本上的扬程也是以水柱

表示的，如果要抽取其他物质时候，需要乘上该种物质的比重，同样

在地形扬程和设备扬程上均要乘以该种物质的比重。

蒸汽管道的流速与阻力定律

1、不同的蒸汽压力下，同种流速一样管径条件下，流量及沿程阻

力损失不同。

2、压力相同的条件下，同种管径下气体流量、流速与阻力损失与

水的规律一致，即流量与流速成正比，与管道直径的平方成正

比。

3、同样管径同样流速的蒸汽，在不同压力下，其流量与阻力损失

的关系如下：

高压流量=（高压（表压）+1）*低压流量/（低压（表压）+1）

高压阻力损失=（高压（表压）+1）*低压阻力损失/（低压（表压）

+1）

博和蒸汽管阻力计算表»10

无健胡管

流速米/秒（0・7公斤/耀米，表用）流速米/秒（1・5公斤米，表压）流速米/秒（3公斤米*表乐）

外X壁

径乂厚

（喜米）20242832364。202428323640202428323640

0.030.050.08

32X3.5

?53757

0.050.070.12

38X3.5

202844

0.080.090.110.110.130.160.170・210.24

45X3.5

111622223244355068

0.130.160.190.190.230.2/0.300.360.42

57X3.5

101521152230203446

0.230.270.320.360.410.4C0.330.390.460.520.590.660.510.610.710.810.911.02

73X4

8n151924301115212735431724334354

0.350.420.500.570.640.710.510.610.710.82|0.921.020.790.951.101.261.421.57

89X4

6811151923812ie2127331818253341

0.540.650.750.860.971.08,0.780.931.091.241.401.551.201.441.681.922.162.40

108X4

46811141769121620251014192531

0.841.011.181.341.511.681.211.451.691.942.182.421.872.242.623.003.373.74

133X4

3579111357912151971114192430

1.211.451.691.942.182.42严2.102.442.793.143.502.703.243.784.324.865.40

159X4.&

3457911681012156912151924

6.168.229.2510.28

219X6严

6产101316

产产12.6614.2315.82

273X8

讨81012

续表

无程一管

流速米/秒（6公斤/据米2表压）流速米/秒（9公斤/取米安压）速米/秒（12公斤/蜃米，我压）

外X嫌

径X厚

（亳来）202428323640202428323640202428323640

0.130.18]0.23

32X3.5

971351174

0.200.270.3b

38X3.5

75105134

0.290.350.410.410.490.580.530.64国74

45X3.5

588411582117160106152207

0.510.610.710.710.861.000.921.101.29

57X3.5

395777568010972103141

―.0.861.041.211.381.5511.721.211.451.691.932.182.421.551.862.182.4812.803.10

28U15673|92114|405778102129|1595173100130165204

2.H!2.413.76

89x41.3411.611.882.681.882.262.643.013.382.422.913.393.874.364.84

227314356|7187’3044607899122395777100127157

2.042.863・263.684.08|2.863.444.004.575.155.723.684.425.165.886.72

108X42.457.36

162432425366'2333455975923043587696119

3.183.824.465.085.736.3614.465.367.148.04;8.925.726.868.019.1510.3

133X46.2511.44

1318253241|501825344557|702232445873

6.41j7.339.16|6.4411.6112.888・289.9411.60

159X4.54.585.508.257.749.0210.313.2414.9016.56

101420|263220283646|57182636475973

8.7112.20|13.92115.7017.4112.2414.7017.14119.60;22.0224.4815.7218.88122.025.0928.331.44

219X610.45

7913172126I91318|24|30|3712/p>

273X813.4811.1818.8821.59'24.2126.96p8.9022.6626.4530.22134.02137.8024.429.334.2139.143.948.8

5I710113*171418-12329913181243037

注：母格上一数字为点汽流量（吨/时）.下一数字为阻力（毫米水柱/米•管长）。

无缝钢管的壁厚计算公式：

理论壁厚（mm）=（1.5*工作压力（表压）*公称通径（mm））/

（200*刚才允许拉力（kg/mm））

实际壁厚（mm）=理论壁厚+附加厚度

公式中，1.5*工作表压，为管道出厂前的实验压力，钢管通过蒸汽，

在高温下工作，钢材的允许拉力比在常温下小，如10号钢可取

10kg/mm,其他优质钢基本上也是lOkg/mmo

附加厚度一般为2-3mm。

混凝土排水管道的流量及流速

排水管道中的雨污水，一般是在没有压力的情况下，靠水的自重冲推

流动的，所以叫做重力流。因而排水管道坡度的大小，就决定了水流

的快慢。

排水管道通过一般排水量时，往往不是满流的。在一个断面上，水流

的深度和管子直径的比值叫做充满度。

排水管道的排水能力，是由管径、管道的坡度和水流的充满度三个条

件决定的。管道整个断面充满水时叫做满流。如果知道满流的流速和

流量，可以推算出管子在各种不满流情况下的流速和流量。

表11列出排水管道在满流时的流速和流量。表12列出由排水管道满

流的流速和流量，推算出各种不满流情况下的流速和流量的关系。

混凝土排水管道在满流时的流量和流速衷11

坡度流量管径（毫米）

及

%流速1150200250300350400500

流量160

241.061.689.2

流速0.580.640.720.80

流量110.6200

330.950.977.0

流速0.630.720.800.881.0

流量230

419.836.359.489.5128.2

流速0.630.740.840.931.021.14

流量

59.822.040.766.4100.1144.5251

流速0.560.700.830.941.041.151.29

25110.6583

610.84.44.772.81.285

流速0.610.780.911.031.151.261.41

流殳12.528.652.084.8127.9183.5325

流速0.710.911.061.201.331.461.62

流量4.232.458.495.4144.3206.1365

101

流速0.811.031.191.351.501.641.84

注：流量单位为升/秒，流速单位为米/秒。

混凝土排水管道在不满流时的流■和流速表12

水深占管径的百分数流fi流速

（充满度）（占满流时流*的百分数）（占满流时流速的百分数）

100