管道水泵計算法

目錄

一、幾點說明.1

第一題這本書有什麼用處？...1

第二題管道的直徑怎樣叫法？…1

第三題怎樣選擇管道材料？…3

二、管道水力計算.5

第四題什麼叫做管道的流量？怎樣計算管道的流量？...5

第五題在流速相等的條件下，Dg200管子的流量是DglOO管子的流量

的幾倍？...6

第六題有沒有簡單的方法，可以記住各種管子的大致流量？…7

第七題管道里的流速有沒有限制？…7

第八題管道里的流量不變，他的流速會不會變化？...8

第九題壓力和流速究竟有什麼關系？…8

第十題壓力表上的壓力大小用公斤表示（例如2公斤的壓力），另外，

我們又常說多少高水柱壓力（例如5米高水柱的壓力），它們之間有什么關

系？...9

第十一題壓力差和管道的阻力有什么不同？...9

第十二題管子的阻力怎樣計算？…10

第十三題怎樣使用鑄鐵管水力計算表？…11

第十四題表4的鑄鐵管水力計算表做了哪些簡化，會不會影響計算的

準確度？...13

第十五題從鑄鐵管水力計算表可以找到那些規律?.14

第十六題知道管道阻力的規律有什么用處？…15

第十七題怎樣具體利用表4進行計算？...15

第十八題表4查不到的流量、流速和阻力，應該怎樣計算？...16

第十九題在實際工作中，究竟怎樣體現一段管道的壓力差產生一定的

管道流速？…18

第二十題管道的總阻力包括哪些部分？…19

第二十一題管道的局部阻力應該怎樣計算？…19

第二十二題究竟實際管道的阻力應該怎樣計算？...20

第二十三題局部水頭損失（局部阻力）的計算比較麻煩，有沒有簡化的計

算方法？...24

第二十四題在一條用口徑的管道上，兩頭的壓力差定了后，管道里的流

量和流速也就定了。24

那么，管道兩頭真正的壓力究竟反映什么要求？...24

第二十五題鋼管的阻力能不能用表4來計算？...25

第二十六題小管徑鋼管的阻力怎樣計算？...26

第二十七題鑄鐵管水力計算表（表4）對于其它的管材和流動物資的阻力

計算由沒有用處？27

第二十八題蒸汽管的流量和阻力怎樣計算？...28

第三十題混凝土排水管道的流量和流速怎樣計算？...31

三、水泵選擇.33

第三十一題什么叫作水泵的總揚程？...33

第三十二題什么叫作水泵的吸水揚程？...33

第三十三題水泵的型號怎樣表示法？...34

第三十四題水泵的性能包括哪些項目？...35

第三十五題怎樣從水泵型號，估計出水泵的流量？...39

第三十六題怎樣選擇水泵的型號？…40

第三十七題再作設備計劃的時候，管線還未定，怎樣選水泵？...41

第三十八題離心式水泵為什么能吸水？...42

四、管件.44

第三十九題光滑萬頭的長度（即彎曲部分）怎樣定？怎樣計算？…44

第四十題焊接彎頭的尺寸是怎樣定的？下料總長度怎樣計算？...45

第四十一題斷節的長度怎樣計算？...47

第四十二題為了在鋼管上畫出斷節，必須先畫出斷節的展開圖來，展開

圖是怎樣畫出來的？49

第四十三題應用表18焊接彎頭尺寸和表19斷節展開尺寸時，應注意哪

些問題？...51

第四十四題三通和四通的管件展開圖怎樣畫法？...52

第四十五題異徑管（同圓心的大小頭）的展開圖怎樣畫法？...55

第四十六題偏心異徑管（偏心的大小頭）的展開圖怎樣畫法？...56

第四十七題為什么要計算鋼管受熱后膨脹的長度？應該怎樣計算？…

58

第四+八題方形伸縮器的尺寸是怎樣決定的？怎樣選用？…58

注：此篇文章為他人所寫，提供給大家參考

一、幾點說明

第一題這本書有什麼用處？

管道工人和新參加管道設計、施工人員、在實際工作中，經常碰到一些管

道和水泵方面的設計和計算問題，但在這方面還沒有比較通俗的參考書。作者

針對這一情況編寫了這本書。書中除介紹有關管道和水泵的基本知識外，還列

出了有關管道和水泵設計、計算的基本數據。可作為一本簡易參考資料使用。

全書共有四十八個題例，包括三個基本內容：第一、管道簡易設計和計算

方法，以室外給水鑄鐵管為主，但也介紹了工業鍋爐蒸汽管及其它一些常用管

道的計算知識；跌入、水泵的選型；第三、在管道安裝過程中經常碰到的一些

問題，如鋼制管道零件的加工尺寸及蒸汽管道伸縮器的選用數據等，鋼制管件

包括彎頭管、三通管、四通管（以下簡稱彎頭、三通、四通）以及同心、偏心

大小頭異徑管等。

第二題管道的直徑怎樣叫法？

管道的直徑有兩種叫法，一種叫它的內徑，一種叫它的外徑。

鑄鐵管和一般的鋼管（指白鐵管或黑鐵管，又稱水、煤氣管）的內徑又叫

做公稱通徑，用Dg表示，D是代表直徑的意思，g是“公”字拼音的第一個字

母。一般說，管子直徑是它的內徑，用毫米表示。例如：直徑100毫米的管子,

可以表示成DglOO管子。但要注意管子的真正內徑和它的公稱通徑往往是不

相等的，有的相差比較大。當我們計算管子橫斷面的準確面積時，就應該用真

正的內徑，不能用公稱通徑。

另外，還有一種叫法，把管子叫成幾時的管子。時，讀稱英寸。1時可以

折合成25毫米，所以DglOO的管子也叫做4時管。

表1-1列出白鐵管和黑鐵管管徑的對照尺寸（白鐵管指鍍鋅鋼管，黑鐵管

指一般鋼管）。從表中看出DglOO的管子，真正的內徑為106毫米，Dgl50毫

米的管子，真正內徑為156毫米表1-2為普通壓力鑄鐵管（簡稱普壓鑄鐵管）

的部分管徑的尺寸對照。由表中可以看出，這種鑄鐵管的公稱通徑和它們的真

正內徑是一致的。

白鐵管和黑鐵管尺寸表1-1

公稱英制外徑壁厚真正

通徑Dg（明（毫（毫內徑

（毫米）米）（毫

米）米）

103/8172.2612.5

151/221.252.7515.75

203/426.752.7521.25

25133.53.2527.0

321V442.253.2533.75

401V2483.541

502603.553

6521/275.53.7568.0

80388.5480.5

10041144106

15061654.5156

鑄鐵管（普通壓力）尺寸表

1-2

公英砂型離心鑄鐵管砂型立式鑄鐵管

稱通徑制外壁真外壁真

D徑厚正內徑徑厚正內徑

g(((((((

（時）毫米）毫米）毫米）毫米）毫米）毫米）

毫米）

753———91.08.076.0

1004———117.08.5100.0

1506——168.09.0150.0

2008217.68.8200.0217.69.8198.0

25010268.89.4250.0268.810.4248.0

30012320.210.1300.0320.211.1298.0

35014371.610.8350.0371.611.8348.0

40016423.011.5400.0423.012.5398.0

45018474.412.2450.0474.413.2448.0

50020525.812.9500.0525.813.9498.0

表1-1和表1-2列出的各種管道，承受的工作壓力都是7.5公斤/厘米2,

是一種常用的管道，所以叫做普壓管。當工作壓力增加或減少，管壁就要相應

地加厚或減薄。但這種高壓和低壓的管道，它們的外徑和公稱通徑相同的普壓

管的外徑是一樣的，所以，管壁的加厚或減薄只是引起真正內徑的縮小和加大。

內徑大致相同的同一種管道，它們的外徑都是相同的，這使管道尺寸的一

般規律。這也就是公稱通徑和真正內徑不一致的原因。再鑄鐵管和一幫昂觀眾,

由于壁厚變化不大，公稱通徑的數值比較簡單，用起來也方便，所以采用公稱

通徑的叫法。但由于管壁變化幅度較大的管道，一般就不采用公稱通徑的叫法

To無縫鋼管就是典型例子。

同一外徑的無縫鋼管，它的壁厚有十幾種的規格。例如，外徑108毫米的

無縫鋼管，壁厚從3毫米一直到9毫米，真正的內徑在102?90毫米范圍內變

化，這樣，就沒有一個合適的尺寸可以代表內徑。所以無縫鋼管的規格一般用

“外徑X壁厚”來表示。例如108x4和108x6的無縫鋼管，外徑皆為108毫米,

壁厚分別為4及6毫米。管壁很厚的無縫鋼管只用在壓力很高的管道上。其管

壁厚度都在3.5?8毫米范圍內，而且只應用于蒸汽管道和制造管道零件。可

參考表10及表18等的無縫鋼管尺寸。

為什麼不按公稱通徑加工管子的內徑呢？因為，加工管子時把管子的外徑

制造成一樣大小好做接頭，但當管子承受的壓力不同的時候，就要改變管壁的

厚度，這樣，管子的內徑就相應地發生變化了。所以，不要按公稱通徑加工管

子的內徑。

第三題怎樣選擇管道材料？

表2是一個選擇管道的參考資料。表中：白鐵管指鍍鋅鋼管，黑鐵管指一

般鋼管；Pg表示公稱壓力（P代表壓力，g代表“公”字拼音的第一個字母），

單位為公斤/厘米2；t表示攝氏溫度的度數；Pg最高為13公斤/厘米2,指一

般工業鍋爐的壓力。某一種管材所適用的范圍，在表中由不同的面積形狀反映

出來。例如，室外管道輸送公稱壓力9?13公斤/厘米2的飽和蒸汽，從Dg25

到Dgl50應用無縫鋼管；從Dg25到Dgl50的白鐵管和黑鐵管可以用于室內、

外的凝結水和室內給水；Dg25和Dg50的白鐵管和黑鐵管可以用于室內、外

的熱水和給水;Dg80以上的室外給水管應用鑄鐵管和石棉水泥管；Dg80到

Dg150的熱水管應用無縫鋼管。

管道材料的選擇表2

流動壓力Pg室內Dg公稱通徑（毫米）

（kg/c或

m2）

物資及水溫室外255080100150200250300400500

t

飽和Pg<8室內

蒸汽Pg=室外無縫鋼管

9?13

、菽室內白螺旋縫電焊鋼管

省Pg<8或鐵

力室外管

Pg黑無縫鋼

力<8內及鐵管

t<管

130℃外

芻Pg室內

力<10室外

T<

50℃

看Pg

酸

室內硬聚氯乙烯

用2.5

堿液~6.0

室內鑄鐵管

雨水

室外陶土管

生產無室內排水鑄鐵管鋼筋混凝土

污水室外昆凝土管

第四題什麼叫做管道的流量？怎樣計算管道的流量？

一根水管，在一定的時間內，流過一定體積的水，這個水的立方米的數值

就是管子的流量。例如，在一小時內流過1立方米的水，就叫做1小時1立方

米的流量，用米3/時表示流量的單位（時間也可改用1秒，1分甚至1天，體

積也可以改用升或毫升等，這樣可以組成其它的流量單位，如米3/秒、升/秒

等）。管子里的流量，是由管子的橫斷面的面積和水流的速度相乘得來的。每

小時的流量公式如下：

流量=3600x管子面積x流速

管子面積=3.14x（半徑）2

或管子面積=0.785x（直徑）2

式中流量單位為米3/時；流速單位為米/秒；半徑或直徑單位為米；3600

是1小時折合成的秒數。因為面積（米2）x流速（米鹿）的結果得米3/秒，指

1秒鐘內的流量，因此，折合成1小時的流量米3/時，就要乘上3600這個數。

例1DglOO的管子，流速為1米/秒時，流量是多少？

解流量=3600x管子面積x流速。先把直徑換算成米，管子面積=米2。

則流量=3600x0.00785x1=28.3米3/時

注意，上式不僅適用于水，也適用于其它液體或氣體。如果管道里流的是

水，我們計算的就是多少米3/時的水，如果流的是蒸汽，我們算得的就是多少

米3/時的蒸汽。

流量，也可以用重量來表示。因為1米3的水恰好是1噸，所以我們又把

水管的1米3/時的流量，說成1噸/時的流量。例1,如果說的是水管，28.3

噸/時。但如果說的是蒸汽管，就不能把1米3/時說成1噸/時了，因為1立方

米蒸汽只有幾公斤重，而且蒸汽的重量是隨它的壓力變化的，例如，壓力為

10公斤/厘米2的蒸汽，每立方米只有3.5公斤重，1米3/時的蒸汽流量只合

5.5公斤/時。因此，如果28.3米3/時，是蒸汽流量，就應該說成28.3x5.5=156

公斤/時。

從上式可知，在管子直徑已定的情況下，如果管子里的流速變化的時候,

流量也要跟著變化。變化的關系如下式：

例2DglOO的管子，當流速為1米/秒，流量為28.3噸/時，求流速2米

/秒時，流量是多少？

解：

則：

第五題在流速相等的條件下，Dg200管子的流量是DglOO管子的流量

的幾倍？

由于直徑200是直徑100的兩倍，所以，有人往往會誤認為Dg200管子

的流量也是DglOO管子流量的兩倍，這是錯誤的。正確答案：Dg200管子的

流量是DglOO管子流量的4倍。這是從下列公式推算出來的：

Dg200管子和DglOO管子分別代表大管子和小管子，所以：

上面公式，實際是管道流量公式的一個應用，因為從流量公式可得

大管子流量二3600x0.785x（大管子直徑）2x流速

小管子流量=3600x0.785x（小管子直徑）2x流速

利用數學的演算方法，把兩個公式的兩邊相除，得：

然后再用小管子流量乘等式的兩邊，就得大管子流量的計算公式。這一公

式還可以寫成:

因此，我們知道,在流速相等的情況下，一根Dg200管子可以頂4根DglOO

管子使用，一根Dg500管子可以頂4根Dg250管子使用（這里沒有考慮阻力不

相等的問題，參看第十五題）。同樣計算：

這也就是說，一根Dg200管子可以頂16根Dg50管子使用。從上述情況

看出，當兩根管子流速相等時，兩根管子的流量各自與其直徑的平方成正比。

第六題有沒有簡單的方法，可以記住各種管子的大致流量？

有的，如果我們記住DglOO為30噸/時，再利用管徑與流量的關系，其他

管徑的管子流量就可以推算出來了。如Dg200管子的流量為22x30=120噸/

時，Dg300管子的流量為32x30=270噸/時，Dg50管子的流量為Dg25的管

子流量為

這30噸/時的流量是怎樣來的？我們已知，當流速為1米/秒時，DglOO

管子的流量是28.8噸/時，那麼流量30噸/時的流速，只比1米/秒稍大一些，

因此粗算時，我們可以認為流速也是1米/秒，這樣好記又好算。

同樣，記住DglOO管子流量30噸/時的流速是1米/秒，其他流速的流量,

也可以利用流速和流量的關系算出來。例如，當流速提高為2米/秒時，流量

就是，當流速降為0.5米/秒時，流量就是因此，DglOO管子的流量算出來,

其它管徑的流量也就同樣可以算出來。

第七題管道里的流速有沒有限制？

管道里流速的大小是一個經濟問題，同樣的管子，管子大流速就小，這時

雖然輸送水的電費低了（參看下面流速與阻力的關系），但管子的費用就高了。

相反，如果管子很小，雖然管子價錢低了，但經常輸送水的電費高了。所以，

這中間有一個最合算的流速（見表3）。

流速一般限制范圍表3

適用條件流速（米/秒）

室外長距離管線Dg>5001~1.5

Dg<5000.5-1

Dg>2002-2.5

水泵出水管

Dg<2001.5-2

Dg>2001.2~1.5

水泵吸水管

Dg<2001-1.2

車間一般管線1.5-2

表3的流量限制反映兩條規律，第一、管徑大的，流速可以用得高一點;

第二、管道短的，流速也可以用得高一點。這是在一般條件下的參考。在特殊

的情況下無論大管或小管，流速最大可以達到2米/秒?3米/秒，也可以小到

0.3米/秒。這要結合施工情況和管道長度以及水泵等具體工程條件靈活掌握。

第八題管道里的流量不變，他的流速會不會變化？

這個問題應該附加兩個條件才提得明確，第一、管子直徑沒有變化；跌入、

在管道上沒有支管進水，也沒有支管出水。有了這兩個條件可以得出答案：在

這條管道上，任何一處的流速都是相等的，并且不會變化。

為什麼流速不變呢？因為流量是由流速和面積決定的，流量、流速和面積

是互相配套的，這三個因素中，流量和面積不變，流速也不會發生變化。

這個問題的提出是因為：當管子流水的時候，管道上每一處的壓力都是不

同的（從壓力表上可以看出來），往往會使人錯誤認為，流速和壓力一樣，也

會跟著變化。

第九題壓力和流速究竟有什麼關系？

管道里的壓力是順著水流的方向逐漸變小的。但是，管道的流速在流量不

變的時候卻是不變的。我們討論壓力與流速的關系，實際是指管道上兩點間的

壓力差和兩點間流速的關系。因為，當管道兩點間的長度固定不變后，決定管

道兩點間的流速是兩點的壓力差，而不是某一處單獨的壓力絕對值大小。壓力

差大的時候，流速就一定大。反之，流速減小，壓力差也一定變小了。在弄清

楚壓力差和流速的關系前，應該先把壓力的概念和單位搞清。

第十題壓力表上的壓力大小用公斤表示（例如2公斤的壓力），另外，

我們又常說多少高水柱壓力（例如5米高水柱的壓力），它們之間有什么關系？

我們一般說2公斤壓力，這只是為了說起來方便，但不確切，嚴格地說,

應該是2公斤/厘米2,這是指在一個平方厘米的面積上壓有2公斤的力量，包

括了一個面積的因素在里面。說得更確切一點，這是一個壓力強度。知道這個

壓力強度之后，在任何大小面積上，壓的力量就可以算出來了。例如，在2

厘米2上就有2x2=4公斤力量，在10厘米2的面積上就有2x10=20公斤力

量。

水柱的高度，怎樣能折合成公斤/厘米2的壓力單位呢？這只要把壓在1

厘米2面積上水柱的重量算出來就成了。例如，5米水柱在1厘米2面積上的

體積為500（厘米）x1（厘米2）=500厘米3,重量為0.5公斤（因為1000厘米3

水就是1升水，中1公斤），所以5米水柱就折合成0.5公斤/厘米2的壓力。

這里提出了一個重要的換算問題,10米水柱壓力折合成多少公斤/厘米2?

10米水柱在1厘米2面積上的體積為10x100厘米x1厘米2=1000厘米3=1

升，重1公斤，所以10水柱壓力恰好折合為1公斤/厘米2的壓力。

1公斤/厘米2的壓力相當于10米水柱的壓力，這時一個重要換算關系。

根據這個關系，我們就可以進行許多壓力的換算。例如，0.1公斤壓力折合成

0.1x10米=1水柱的壓力，100毫米水柱（即為0.1米水柱）的壓力折合成0.1X

1/10=0.01公斤的壓力。

為什麼要用水柱高來表示壓力呢？這有兩個原因:一個是為了便于計算阻

力（這在以下問題中解答）。另一個是使我們對于壓力有一個概念。例如，一個

10米水深的池子，池子底上的壓力就是10米水柱。同樣，如果水管的壓力是

1公斤/厘米2,也就是10米水柱的壓力。這個10米水柱高怎樣體現呢？我們

如果在水管的垂直方向接一根管子，就可以看見這根垂直管子里的水位上升到

10米的高度。這就給出了一個形象的概念。

總的說來，公斤/厘米2這個壓力單位給的是一個抽象的概念。米（水柱）

這個壓力單位給出了一個形象的概念。水力學上又把水柱高度叫做水頭，所以,

把5米水柱的壓力也就說成5米水頭。

第十一題壓力差和管道的阻力有什么不同？

我們在管道上某一點接一個壓力表，所測得的讀數就是那一點的壓力。在

水流動的時候，管道上的壓力是沿著水流的方向逐漸變小的。例如，在水泵的

Dgl50出水管上壓力是2公斤/厘米2,但到距這點200米遠的地方壓力，可能

下降成1.5公斤/厘米2。這2-1.5=0.5公斤/厘米2就是兩點間的壓力差。這個

壓力差相當于5米水柱，所以，把5米水柱的壓力也就說成5米水頭。

這5米水柱到哪里去了呢？因為，水在這200米管道里流動的過程中，水

與管壁的摩擦以及水域水之間的摩擦而消耗掉了。所以，水力學把這5米水柱

的壓力差叫做水頭損失。它反映了長200米管道的阻力，或者說，在長200

米的Dgl50管道的水流過程中，由于管道的阻力，產生了5米的水頭損失。

管道的阻力和壓力差（或水頭損失）在數值大小上是相等的，但管道阻力指的是

本質的東西，壓力差指的是阻力所產生的現象。由于管道阻力只能通過壓力差

才能測出來，所以說，壓力差與流速的關系，實際是指管子阻力與流速的關系。

也就是說，必須知道一段管道兩頭的壓力差和這段管道的長度，才能算出管子

每1米的阻力和這段管道里的流速來。

必須指出，決定流速是管道兩點間的壓力差，而不是某一處的壓力大小。

因此，如果壓力差不變（也就是管道的阻力不變），流速也就不變。如上例，這

段長200米的Dgl50管道兩頭的壓力，如果分別換成4公斤/厘米2及3.5公

斤/厘米2或者10公斤/厘米2及9.5公斤/厘米2,由于壓力差仍然是0.5公斤

/厘米2,所以管子里的流速也就保持不變。至于2公斤/厘米2、4公斤/厘米2

及10公斤/厘米2這些壓力本身所引起的差異，我們在第二十三題討論

第十二題管子的阻力怎樣計算？

管子的阻力是用試驗求得的，如公式：

管道阻力二管道長度x管道1米的阻力

管道1米的阻力;阻力系數x（流速）2

第一個公式，說明管道的阻力和它的長度成正比例。10米管子的阻力就

是1米管子的10倍。所以，1米管子的阻力知道了，乘上管長，就得出管道

的總阻力。

第二個公式，說明怎樣計算1米管子的阻力。從公式可以看出1米管子的

阻力與流速的平方成正比例。阻力系數是通過試驗求得的，它本身可以寫成一

個復雜的公式。如兩根管子的材料（包括管壁粗糙度相同）、管徑和在館子里流

動的物質（例如都是水）以及溫度都是一樣的話，那么用試驗求出的阻力系數大

小也是不變的。如果管子里流動的物質不變，管徑變了或者管子里面管壁的粗

糙程度也變了，那么阻力系數也就變了。同樣一根管子，雖然它的管徑和管壁

的粗糙程度式固定了的如果用來輸送蒸汽，那么，它的阻力系數就和輸送水時

的阻力系數不一樣。阻力系數的公式為什么復雜呢？就因為它必須反映這些變

化的規律。

在設計時，我們不是從頭去計算每根管子的阻力系數，而是從已經計算好

的表格中，查出管子1米的阻力（見表4-1及表4-2）。

第十三題怎樣使用鑄鐵管水力計算表？

表4,是從1968年中國工業出版社出版的《給水排水設計手冊第四冊，

室外給排水——管渠水力計算圖表》編制成的，包括Dg500管徑以下的管子，

可供一般計算使用。

表4中的流量，列出了兩種單位，一種是升/秒，一種是米3/時。表4-1

的流量按升/秒成整數排列的，表4-2的流量按米3/時成整數排列的，以便于

查用。1升/秒合3.6米3/時，所以，表4-1的第一個流量2升/秒=2x3.6=7.2

米3/時。

從表4第一豎行，某一管徑向右查，就可以在某一個流量的下面，找到相

應的流速和阻力。

在本書以后的敘述中，表4都是指表4-1說的，個別處引用表4-2時，則

特別注明。

例查DglOO鑄鐵管，在流量25.2米3/時及50.4米3/時的流速和阻力？

解有DglOO一行向表的右方找，在流量25.2米3/時的下面查到流速為

0.91米/秒，每米阻力為18.6毫米水柱，在50.4噸/時流量下查到流速為1.8米

/秒，阻力為71.6毫米水柱。

知道每1米阻力后，管道的總阻力就可以用管子的長度乘每1米的阻力求

得。例如，在流量25.2米3/時，管長100米，求DglOO管道阻力為：

100X18.6=1860毫米=1.86米

在流量為50.4噸/時，管長100米時，求DglOO管道的阻力為：

100X71.6=7160毫米=7.16米

注意，表4中阻力損失單位為毫米，計算時要換算成米。

說明：1、流速單位：米/秒；阻力（指每米管子的壓力損耗）單位：毫米水柱

侏

2、應用表4-1和表4-2時，請將下半部分拼在上半部分的右邊，即組

成一個整表，便于查看。

第十四題表4的鑄鐵管水力計算表做了哪些簡化，會不會影響計算的

準確度？

表4,是從給水排水設計手冊的管渠水力計算圖表上，做了以下簡化：

（一）精簡了Dg50以下管子和Dg600以上管子的資料，因為一般不常用

這些管子。

（二）精簡了流量的資料。例如Dg75管子流量，原書從0.9升/秒起到13.0

升/秒，每隔0.1升/秒有一個流量。表4簡化為每隔1升/秒一個流量，而且限

于2升/秒到11升/秒的范圍內。這樣的表，在一般設計中是夠用了。因為流速

包括0.5米/秒到2.6米/秒這個范圍，復合管道流速的一般要求。Dg75管子的

流量每隔1升/秒也是合適的，因為在流速方面只有約0.2米/秒的變化。

（三）對于流速，表4中只取兩位數，阻力只取一位小數。是由原表按四

舍五入的辦法得來的。這對一般計算的影響很小，可以簡化。

第十五題從鑄鐵管水力計算表可以找到那些規律？

可以找到兩條規律：

第一、阻力和流速之間的關系。從表4的資料，可以計算出管子的主力系

數，因為

管子1米長的阻力=阻力系數x（流速）2

所以

例如，DglOO管子在流速0.91米/秒（流量25.2米3/時），阻力為18.6毫

米，

則

在流速為1.4米/秒時，阻力44.2毫米（流量38.7米3/時），

則

這證明了阻力系數是不變的（參考第十二題）。然后，用流速的變化推算阻

力，得下列公式：

例DglOO管子，流速在0.7米/秒時的阻力為10毫米，求流速1.4米/

秒時的阻力。

解

第二、阻力和管徑間的規律。兩根管子在長度和流速都相等的情況下，究

竟大管徑的管子阻力大，還是小管徑的管子阻力大？我們從表4中的數據，可

以找出規律，如下式：

或

上式告訴我們，流速相等和長度一樣的兩根管子，管徑越小，阻力越大。

在選用小管徑的管子時，要注意這一點

第十六題知道管道阻力的規律有什么用處？

有下列三個方面的用處：

第一、在設計時，可以幫助我們選擇經濟合理的管徑。如第七題提出的限

制流速的原因。

為什麼一般流速都在L5米/秒以下呢？因為在流速大的時候,阻力就增加

的快。例如，2米/流速的阻力，就是1米/秒流速阻力的4倍，因此，電費也

是4倍，這就不合算了。

為什麼Dg500以上大管子的允許流速可以高一些，而小管徑的允許流速

卻要低一些呢？因為在同樣的流速下，小管徑的阻力比大管徑的阻力大得多，

如Dg250管子的阻力比Dg500管子的阻力至少大一倍，DglOO管子的阻力比

Dg200的管子的阻力也至少大一倍，所以，管子越小，越要用低流速。

第二、在維修或更換管子時，可以幫助我們估計不同管徑的阻力變化。

例同樣的流量如果用DglOO管子代替Dgl50管子，阻力增加多少倍

呢？

解(1)先求Dg150管子及DglOO管子的面積比，計算出阻力因流速加大

而增加的倍數。

管子的面積減少2.25倍，流速就增大2.25倍，所以

(2)估計由于管徑減少而引起的阻力加大。

由上一問題，知道DglOO管子的阻力比Dgl50管子的阻力大

（3）綜合上述結果得知：在同樣的流量下，如果，把Dgl50管子換成DglOO

管子，阻力至少要增大5xL5=7.5倍。

例如，從表4中查出，當流量為32.4米2/時，用DglOO管子，每米阻力

為29.9毫米水柱，用Dgl50管子，每米阻力為3.9毫米水柱，阻力為這就得

除了證明。

第三、可以幫助我們推算表4沒有列出的阻力。

第十七題怎樣具體利用表4進行計算？

有下面幾種情形：

（一）已知管道的長度、管徑和流量，求流速和阻力。

例DglOO管子，長250米，流量32.4米3/時，求流速和阻力。

解查表4Dgl00的橫行中，流量為32.4米3/時，得流速為1.2米/秒，每

米阻力為29.9毫米，

則250米長的管道的阻力=250x29.9=7500毫米=7.5米水柱

（二）已知流量，選擇管徑，并計算流速和阻力。

例一條流水的管道，流量為72.0米3/時，要輸送600米長，應該選用多

大的管徑、流速和阻力？

解由表4流量72.0米3/時一行往下找，先查得Dgl50管子流速為1.2

米/秒，比一般允許流速大，所以不用這個數據。再查得Dg200管子流速為0.64

米/秒，在一般允許流速范圍內，可以采用。Dg200管子每米阻力為4毫米水

柱，故600米長管道的阻力為：600x4=2400毫米=2.4米水柱。

（三）已知管徑、管長和兩頭的壓力差，計算管道里的流速和流量。

例Dgl50管道，長400米，管道兩頭的壓力差為0.5公斤/厘米2,求管

道的流速和流量。

解0.5公斤/厘米2壓力=5米水柱壓力=5000毫米水柱壓力

長400米管道的壓力差為5000毫米水柱，所以每米的壓力差為:

50004-400=12.5毫米水柱

從表4中Dgl50管子這行向右找，在阻力12.5毫米水柱時，查得流速為

1.0米/秒，流量為61.2米3/時。

（四）已知管徑，估算管道的大致流量。

表4雖然列出了不同流速的許多流量，但從一般管道的允許流速說來，大

致都在1米/秒左右，因此，可以按1米/秒流速來查流量，作為一個粗估的數

字。第六題告訴我們，記住DglOO管子的流量是30噸/時，用它作為推算其它

管子流量的基數，就是這樣來的。

第十八題表4查不到的流量、流速和阻力，應該怎樣計算？

這有三種情形：

第一、表中查不出流量來

例可用DglOO管子，流量為30噸/時，求流速和阻力。

解（1）對比計算法：在表4中查到DglOO管子的流量在25.2噸/時，是接

近30噸/時，其流速為0.91米/秒，每米阻力為18.6毫米水柱。

（2）插入計算法：根據表4,流量30噸/時正好在25.2噸/時及32.4噸/時兩

個流量之間，因此，流量30噸/時的相應流速和阻力也應該在這兩個流量之間。

我們可根據這些數據估算：如流量25.2噸/時的流速為0.91米/秒；流量32.4

噸/時的流速為L2米/秒。則流量30噸/時的流速可以估算成1.1米/秒。這是

因為流量從25.2噸/時到32.4噸/時，增加7.2噸/時；流速從0.9米/秒到1.2米

/秒增加0.3米/秒。而流量30噸/時比25.2噸/時增加4.8噸/時。按比例，它的

流速應增加。所以，流量30噸/時的流速，應該是，在流量25.2噸/時的流

速上，再加流量30噸/時與25.2噸/時之間的流速比差則為0.9+0.2=1.1米/秒。

用同樣的方法，流量25.2噸/時的阻力為18.6毫米，流量32.4噸/時的阻力為

29.9毫米，可以得出30噸/時的阻力為26毫米（由表4-2可以直接查出25.6毫

米）。

(3)直接估計法：這是一種在急需的情況下采用的簡便方法。如在0.91米/

秒和1.2米/秒兩個流量間可以直接估出1米/秒這個流速。在18.6毫米水柱和

29.9毫米水柱兩個阻力間可以估出26毫米水柱，即便估計得不太準，估成25

毫米或27毫米，對計算的精度影響不大。

第二、表中查不出流速來

例可用DglOO管子，流速為1米/秒，求流量和阻力。

解從表4中查到DglOO管子流速為0.91米/秒時，流量為25.2噸/時，阻

力為18.6毫米水柱，所以得：

同樣，仿照上面第一解⑵和解⑶的辦法計算。按照解⑶的辦法可直接估

出流速1米/秒的流量約為28噸/時左右，阻力約為23毫米左右。

第三、表中查不出阻力來

例可用DglOO管子，200米長度上的壓力差為0.8公斤/厘米2,求流速

和流量。

解壓力差0.8公斤/厘米2合8米水柱壓力，所以得：

從表4查到40毫米水柱的阻力在29.9毫米及44.2毫米間，其流速為1.2

米/秒及1.4米/秒，所以取中間流速1.3米/秒，其流量為32.4噸/時及39.6噸/

時，取中間流量36噸/時。最后，得出40毫米水柱阻力的流速為1.3米/秒，

流量為36噸/時。

第十九題在實際工作中，究竟怎樣體現一段管道的壓力差產生一定的

管道流速？

我們知道管道兩頭有壓力差，水才會流動，也就是說，壓力差產生了流速,

但是在實際工作中，這個壓力差怎樣產生的呢？這個問題使我們對于壓力的理

論需要進一步探討，同時也把我們逐漸引入有關水泵的討論。現在舉例說明如

下：

例如第十七題中的例題,長400米的Dgl50管道，在5米水柱壓力差下,

流量61.2噸/時，流速1米/秒。這5米壓力差可由三個基本情況表示出來：

（1）把400米長的管道鋪成斜坡，這一頭比另一頭高出5米，這5米高差

就產生5米水柱的壓力差。因此，如果從高的一頭不斷進水，那么，管道的流

量一定時61.2噸/時，流速就一定是1米/秒。管道的坡道可以表示為5/400（讀

成四百分之五，400米是坡度的斜邊長度。嚴格說，坡度應該用水平距離除高

差來表示，由于水平距離比400米略小，所以真正的坡度應該比5/400略大）,

但一般管道的坡度都用千分之幾表示，5/400可以換算成，因此，這段管道的

坡度應該表示成，簡寫成12.5%。（讀成千分之十二點五）。這個計算表明，如

果，把Dgl50管道按12.5%。的坡度鋪設，那它就能保證水的流速為1米/秒，

流量為61.2噸/時。12.5%。的坡度也就是每米（1000毫米）管道兩段的高差是12.5

毫米，這12.5毫米水柱也就是Dgl50管道在流量為61.2噸/時每一米的阻力（見

表4）。

（2）長400米Dgl50的管道鋪成水平的，但一頭接在水池上，池里的水位

比管中心高出5米，并且保持不變，那么，Dgl50管子里的流量也就保持為

61.2噸/時不變，流速也就是1米/秒。

（3）把Dgl50管接在水泵出水管上（水泵流量要大于61.2噸/時），長400米

管道也是水平的，管道兩端都裝壓力表，并且在400米長管道前面還有閘門。

在水泵開動后，如果我們能調節閘門，時兩個壓力表的讀數恰好是0.5公斤/

厘米2（即5米水柱），那么，管子的流量一定時61.2噸/時，流速也一定是1

米/秒。這里，我們不規定多大流量和多大揚程的泵，只要做到這條管道兩頭

的壓力差是0.5公斤/厘米2。那么，這個61.2噸/時的流量和1米/秒的流速就

會得到保證。

上面說的只是基本情況，但它們間還可以互相組合起來產生壓力差。例如，

把長400米Dgl50管子兩端鋪成2米的高差，高的一頭接水泵，如果在高低

兩段的壓力表能量得0.3公斤/厘米2（合3米水柱）的壓力差，那么，總的壓力

差也是5米水柱，所以，流量也一定是61.2噸/時。這就是應用上面⑴和（3）

的情況組合產生的壓力差。但這里和⑶情況不同的是：上面的0.5公斤/厘米2

壓力差圈是由水泵給的，這里水泵只給0.5—0.2=0.3公斤/厘米2的壓力差，

0.2公斤/厘米2壓力差是2米高差所給的。這個道理對于后面理解水泵的揚程

時很重要。又如，水池的水在管道這一頭中心線上有3米深，把長400米的

Dgl50管道的另一頭鋪設成2米高，也同樣得到總壓力差為5米,所以流量也一

定是61.2噸/時，這就是利用⑴和⑵情況的組合.

第二十題管道的總阻力包括哪些部分？

上面都是討論直管子的阻力。但管道一般都包括有許多管件，如彎頭、三

通、閘門和指揮法等等。水流過這些管件的時候，也同樣要克服阻力。這些管

件所產生的阻力，我們叫做局部阻力。另外，我們把直管子的阻力叫做沿程阻

力。所以：管道總阻力;管道沿程阻力+管道局部阻力。（單位:毫米水柱）。

從表4查出每米長的阻力后，就可以計算出管道的沿程阻力。剩下的問題

是如何計算管道的局部阻力。

第二十一題管道的局部阻力應該怎樣計算？

管道的局部阻力也和管道的沿程阻力一樣，可用下式表示：

管道的局部阻力=局部阻力系數x流速2（單位：毫米水柱）。

不同的管件，局部阻力系數也是不同的。局部阻力系數是靠實驗得來得,

計算管件阻力的時候也是先把局部阻力系數求出來，然后乘上流速的平方數

值。

表5列出常見的鑄鐵管道的局部阻力系數，供參考。

鑄鐵管道的局部阻力系數表5

管件（管道零件）名稱阻力系

數

90。彎頭15

45。彎頭30

異徑由大口流向小口15

管由小口流向大口30

轉彎，由中口向直管流水（用中75

口流速計算）75

轉彎，由直管向中口流水（用直75

管流速計算）150

轉彎，由中口向直管兩頭通式5

供水（用直管流速計算）50

轉彎，兩頭直管同時向中口流25

1

水（用中口流速計算）

直流，中口不進水不出水

直流，中口同時出水（用管件前

的流速計算）

直流，中口同時進水（用管件后

的流速計算）

水泵進口（或進水池）50

閘閥（全開）5

閘閥（開一半）100

止回閥85

吸水管濾網（無底閥）150

底閥代濾網300

注：局部自力系數，是將通常的計算公式簡化后求出來的平均值

例Dgl50的90。鑄鐵彎頭，流量61.2噸/時，阻力多大？

解先查表4Dgl50管子在流量61.2噸/時的流速為1米/秒，再查表5中

90。彎頭的阻力系數為15,所以：

Dgl50的90。彎頭阻力=局部阻力系數x流速2=15x12=15毫米水柱

表5所列的項目有限，同時每一個局部阻力系數是一般平均值。例如，90°

鑄鐵彎頭的局部阻力系數為15,但當彎曲半徑變了，這個系數也就相應地變

了。如果是焊接的鋼管彎頭，則系數更不同了。從表中看出，底閥、吸水管濾

網、止回閥、三通等阻力系數較大，其它管件的阻力系數都較小。至于表5

中沒有列出來的其它管件的局部阻力系數，都在30—50以下，按管道流速算

出來的阻力也是比較小。因此。在一般的管道流速范圍內，特別是管道比較長,

局部阻力比沿程阻力小得多的時候，這就沒有必要把局部阻力算得很精確。

第二十二題究竟實際管道的阻力應該怎樣計算？

舉例說明如下：

圖1給水管道系統是由吸水井向沉淀池送水，公包括三臺10Sh-13水泵（先

不管水泵的型號），平時使用二臺，每臺輸水量400噸/時，共輸水800噸/時（圖

中只畫出最邊上的一臺水泵）。這800噸/時的流量要送進三座沉淀池里（圖中只

畫出外邊的一座）。沉淀池的流量是按300噸/時考慮的。從吸水井底閥起到水

泵止為Dg300管道，從水泵到500x250異徑管止為Dg250管道，從Dg500

x250異徑管起到入沉淀池前Dg500x250三通止為Dg500管道，從沉淀池前

Dg500x250三通起到入沉淀池口止為Dg250管道（圖1如下）。

例1計算從水泵出水管口Dg500x250異徑管起到沉淀池進水口處止，

一段管道的總阻力（按二臺水泵流量800噸/時計算）。

解（1）計算從水泵出水管口Dg500x250異徑管到沉淀池前Dg500x250

三通的沿程阻力：

由表4-2查Dg500管子，流速為1.1米/秒得流量800噸/時的阻力為每米

3.4毫米。

Dg500管道總長

=10+1.5+2.7+15+220+180+525+50+35+50+150+20+235+80+20+10=1604.2米

M604米。所以Dg500管道的沿程阻力=1604x3.4=5450毫米。

(2)計算進沉淀池Dg250支管的沿程阻力

由表4-2查得Dg250管道流量為300噸/時，流速為1.7米/秒，阻力為每

米19.1毫米。Dg250管長=20+8.5+2+1=31.5米。

所以Dg250管道的沿程阻力=31.5x19.1=602毫米

以上管道沿程阻力合計=5450+602=6052毫米

(3)計算管道局部阻力

Dg500管道在流量為800噸/時，流速為1.1米/秒。圖1,從水泵出水口的

Dg500x250異徑管起到沉淀池前Dg500x250止90。彎頭共有7個，由表5查

得90。彎頭的局部阻力系數為15,所以90。彎頭的局部阻力=7x15x1.12=127

毫米。

Dg500管道上的60。彎頭共有4個，在表5中查不到，所以參考90。彎頭

的局部阻力系數15和45。彎頭的局部阻力系數10,取其中間系數12.5o所以，

60。彎頭的局部阻力系數=4x12.5x1.12=61毫米。

Dg500管道上的45。彎頭共有4個在表5查得局部阻力系數為10,旭，

45。彎頭的局部阻力=4xlOx1.12=48毫米。

水通過兩個Dg500x250的三通(一個從中口同時進水，一個中口不進水

也不出水)，蔑5得局部阻力系數分別為25及5。所以，三通的局部阻力=(25+5)

x1.12=36毫米。

Dg500干管向Dg250支管流水，要通過一個Dg500x250的三通管，起局

部阻力系數為75,仍用Dg500干管的流速1.1米/秒。所以，Dg500x250的三

通局部阻力=75x1.12=90.75~91毫米。

入沉淀池前的支管上有Dg250閘閥(全開)一個，局部阻力系數為5,有90°

彎頭3個，每個彎頭的局部阻力系數為15,支管流速為1.7米/秒。所以，1

個閘閥和3個90。彎頭局部阻力=(5+3x15)x1.72=144.5-145毫米。

以上管道局部阻力合計=129+61+48+36+91+145=508毫米。

管道的總阻力共計;管道沿程阻力+管道局部阻力=6052+508=6560毫米

~6.6米。

我們可以驗算這段管道的局部阻力和沿程阻力的比例值：

從計算的結果看出，管道的局部阻力比管道的沿程阻力小得多，局部阻力

值由沿程阻力的8.4%。

例2計算從水泵的吸水管底閥起到出水管上異徑管Dg500x250止的

管道總阻力。

解(1)計算吸水管道的阻力

吸水管道從底閥起到水泵的進水口止,Dg300管道同樣也有沿程阻力和局

部阻力的分別。由表4-2查得流量400噸/時在Dg300吸水管中的流速為1.6

米/秒，每米阻力位12.6毫米。Dg300管長為1+23+3.5=6.8米。所以，沿程阻

力=6.8x12.6=86毫米。

吸水管底閥的局部阻力系數為300,所以，局部阻力=300x1.62=770毫米。

一個90。彎頭的局部阻力系數為15,所以，局部阻力=15x1.62=39毫米。

一個Dg500x250偏心異徑管的局部阻力系數為15,Dg250管子的流速(當

流量為400噸/時)為2.3米/秒，所以，局部阻力=15x2.32=80毫米。

水泵進口的局部阻力系數為50,流速為2.3米/秒，所以，局部阻力=50

x2.32=265毫米。

因此，吸水管道的總阻力共計

=管道沿程阻力+管道局部阻力

=86+(770+39+80+265)

=1240毫米H.2米

(2)計算出水管道的阻力

從水泵出水口Dg250x200到Dg500x250異徑管止，出水管Dg250在流

量400噸/時，流速為2.3米/秒，每米阻力為33.9毫米，所以：

5米Dg250管道的沿程阻力=5x33.9=170毫米

一個Dg250x200的異徑管，管徑由小至大，起局部阻力系數為30,通過

管件后Dg250管道的流速為2.3米/秒，所以：

Dg250x200異徑管的局部阻力=30x2.32=159毫米

一個Dg250止回閥的局部阻力系數為85,所以：

局部阻力=85x2.32=450毫米

一個Dg250閘閥的局部阻力系數為5,所以：

局部阻力=5x2.32=27毫米

一個Dg250的90。彎頭局部阻力系數為15,所以：

局部阻力=15x2.32=81毫米

一個Dg500x250異徑管，其管徑由小變大，局部阻力系數為3