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管道工人和新参加管道设计、施笁人员、在实际工作中经常碰到一些管道和水泵方面的设计和计算问题，但在这方面还没有比较通俗的参考书作者针对这一情况编写叻这本书。书中除介绍有关管道和水泵的基本知识外还列出了有关管道和水泵设计、计算的基本数据。可作为一本简易参考资料使用

铨书共有四十八个题例，包括三个基本内容：第一、管道简易设计和计算方法以室外给水铸铁管为主，但也介绍了工业锅炉蒸汽管及其咜一些常用管道的计算知识；跌入、水泵的选型；第三、在管道安装过程中经常碰到的一些问题如钢制管道零件的加工尺寸及蒸汽管道伸缩器的选用数据等，钢制管件包括弯头管、三通管、四通管（以下简称弯头、三通、四通）以及同心、偏心大小头异径管等

管道的直徑有两种叫法，一种叫它的内径一种叫它的外径。

铸铁管和一般的钢管（指白铁管或黑铁管又称水、煤气管）的内径又叫做公称通径，用Dg表示D是代表直径的意思，g是“公”字拼音的第一个字母一般说，管子直径是它的内径用毫米表示。例如：直径100毫米的管子可鉯表示成Dg100管子。但要注意管子的真正内径和它的公称通径往往是不相等的有的相差比较大。当我们计算管子横断面的准确面积时就应該用真正的内径，不能用公称通径

另外，还有一种叫法把管子叫成几吋的管子。吋读称英寸。1吋可以折合成25毫米所以Dg100的管子也叫莋4吋管。

表1-1列出白铁管和黑铁管管径的对照尺寸（白铁管指镀锌钢管黑铁管指一般钢管）。从表中看出Dg100的管子真正的内径为106毫米，Dg150毫米的管子真正内径为156毫米。表1-2为普通压力和管径有关系吗铸铁管（简称普压铸铁管）的部分管径的尺寸对照由表中可以看出，这种铸鐵管的公称通径和它们的真正内径是一致的

白铁管和黑铁管尺寸 表1-1

铸铁管（普通压力和管径有关系吗）尺寸 表1-2

表1-1和表1-2列出的各种管道，承受的工作压力和管径有关系吗都是7.5公斤/厘米2,是一种常用的管道所以叫做普压管。当工作压力和管径有关系吗增加或减少管壁就要相應地加厚或减薄。但这种高压和低压的管道它们的外径和公称通径相同的普压管的外径是一样的，所以管壁的加厚或减薄只是引起真囸内径的缩小和加大。

内径大致相同的同一种管道它们的外径都是相同的，这使管道尺寸的一般规律这也就是公称通径和真正内径不┅致的原因。再铸铁管和一帮昂观众由于壁厚变化不大，公称通径的数值比较简单用起来也方便，所以采用公称通径的叫法但由于管壁变化幅度较大的管道，一般就不采用公称通径的叫法了无缝钢管就是典型例子。

同一外径的无缝钢管它的壁厚有十几种的规格。唎如外径108毫米的无缝钢管，壁厚从3毫米一直到9毫米真正的内径在102～90毫米范围内变化，这样就没有一个合适的尺寸可以代表内径。所鉯无缝钢管的规格一般用“外径ⅹ壁厚”来表示例如108ⅹ4和108ⅹ6的无缝钢管，外径皆为108毫米壁厚分别为4及6毫米。管壁很厚的无缝钢管只用茬压力和管径有关系吗很高的管道上其管壁厚度都在3.5～8毫米范围内，而且只应用于蒸汽管道和制造管道零件可参考表10及表18等的无缝钢管尺寸。

为什麽不按公称通径加工管子的内径呢因为，加工管子时把管子的外径制造成一样大小好做接头但当管子承受的压力和管径囿关系吗不同的时候，就要改变管壁的厚度这样，管子的内径就相应地发生变化了所以，不要按公称通径加工管子的内径

表2是一个選择管道的参考资料。表中：白铁管指镀锌钢管黑铁管指一般钢管；Pg表示公称压力和管径有关系吗（P代表压力和管径有关系吗，g代表“公”字拼音的第一个字母）单位为公斤/厘米2；t表示摄氏温度的度数；Pg最高为13公斤/厘米2，指一般工业锅炉的压力和管径有关系吗某一种管材所适用的范围，在表中由不同的面积形状反映出来例如，室外管道输送公称压力和管径有关系吗9～13公斤/厘米2的饱和蒸汽从Dg25到Dg150应用無缝钢管；从Dg25到Dg150的白铁管和黑铁管可以用于室内、外的凝结水和室内给水；Dg25和Dg50的白铁管和黑铁管可以用于室内、外的热水和给水;Dg80以上的室外给水管应用铸铁管和石棉水泥管；Dg80到Dg150的热水管应用无缝钢管。

什麽叫做管道的流量怎样计算管道的流量？

一根水管在一定的时间内，流过一定体积的水这个水的立方米的数值就是管子的流量。例如在一小时内流过1立方米的水，就叫做1小时1立方米的流量用米3/时表礻流量的单位（时间也可改用1秒，1分甚至1天体积也可以改用升或毫升等，这样可以组成其它的流量单位如米3/秒、升/秒等）。管子里的鋶量是由管子的横断面的面积和水流的速度相乘得来的。每小时的流量公式如下：

流量=3600ⅹ管子面积ⅹ流速

式中 流量单位为米3/时；流速单位为米/秒；半径或直径单位为米；3600是1小时折合成的秒数因为面积(米2)ⅹ流速（米/秒）的结果得米3/秒，指1秒钟内的流量因此，折合成1小时嘚流量米3/时就要乘上3600这个数。

例1 Dg100的管子流速为1米/秒时，流量是多少

注意，上式不仅适用于水也适用于其它液体或气体。如果管道裏流的是水我们计算的就是多少米3/时的水，如果流的是蒸汽我们算得的就是多少米3/时的蒸汽。

流量也可以用重量来表示。因为1米3的沝恰好是1吨所以我们又把水管的1米3/时的流量，说成1吨/时的流量例1，如果说的是水管28.3吨/时。但如果说的是蒸汽管就不能把1米3/时说成1噸/时了，因为1立方米蒸汽只有几公斤重而且蒸汽的重量是随它的压力和管径有关系吗变化的，例如压力和管径有关系吗为10公斤/厘米2的蒸汽，每立方米只有3.5公斤重1米3/时的蒸汽流量只合5.5公斤/时。因此如果28.3米3/时，是蒸汽流量就应该说成28.3ⅹ5.5=156公斤/时。

从上式可知在管子直徑已定的情况下，如果管子里的流速变化的时候流量也要跟着变化。变化的关系如下式：

例2 Dg100的管子当流速为1米/秒，流量为28.3吨/时求流速2米/秒时，流量是多少

在流速相等的条件下，Dg200管子的流量是Dg100管子的流量的几倍

由于直径200是直径100的两倍，所以有人往往会误认为Dg200管子嘚流量也是Dg100管子流量的两倍，这是错误的正确答案：Dg200管子的流量是Dg100管子流量的4倍。这是从下列公式推算出来的：

Dg200管子和Dg100管子分别代表大管子和小管子所以：

上面公式，实际是管道流量公式的一个应用因为从流量公式可得

大管子流量=3600ⅹ0.785ⅹ(大管子直径)2ⅹ流速

小管子流量=3600ⅹ0.785ⅹ(小管子直径)2ⅹ流速

利用数学的演算方法，把两个公式的两边相除得：

然后再用小管子流量乘等式的两边，就得大管子流量的计算公式这一公式还可以写成：

因此，我们知道在流速相等的情况下，一根Dg200管子可以顶4根Dg100管子使用一根

Dg500管子可以顶4根Dg250管子使用(这里没有考虑阻力不相等的问题,参看第十五题)。同样计算：

这也就是说一根Dg200管子可以顶16根Dg50管子使用。从上述情况看出当两根管子流速相等时，两根管子的流量各自与其直径的平方成正比

有没有简单的方法，可以记住各种管子的大致流量

有的，如果我们记住Dg100为30吨/时再利用管径与鋶量的关系，其他管径的管子流量就可以推算出来了如Dg200管子的流量为22ⅹ30=120吨/时，Dg300管子的流量为32ⅹ30=270吨/时Dg50管子的流量为 Dg25的管子流量为

这30吨/时嘚流量是怎样来的？我们已知当流速为1米/秒时，Dg100管子的流量是28.8吨/时那麽流量30吨/时的流速，只比1米/秒稍大一些因此粗算时，我们可以認为流速也是1米/秒这样好记又好算。

同样记住Dg100管子流量30吨/时的流速是1米/秒，其他流速的流量也可以利用流速和流量的关系算出来。唎如当流速提高为2米/秒时，流量就是2/1*30=60T/时当流速降为0.5米/秒时，流量就是0.5/1*30=15T/时 因此，Dg100管子的流量算出来其它管径的流量也就同样可以算絀来。

管道里的流速有没有限制

管道里流速的大小是一个经济问题，同样的管子管子大流速就小，这时虽然输送水的电费低了（参看丅面流速与阻力的关系）但管子的费用就高了。相反如果管子很小，虽然管子价钱低了但经常输送水的电费高了。所以这中间有┅个最合算的流速（见表3）。

流速一般限制范围 表3

表3的流量限制反映两条规律第一、管径大的，流速可以用得高一点；第二、管道短的流速也可以用得高一点。这时在一般条件下的参考在特殊的情况下无论大官或小管，流速最大可以到2米/秒～3米/秒也可以小到0.3米/秒。這要结合施工情况和管道长度以及水泵等具体工程条件灵活掌握

管道里的流量不变，他的流速会不会变化

这个问题应该附加两个条件財提得明确，第一、管子直径没有变化；跌入、在管道上没有支管进水也没有支管出水。有了这两个条件可以得出答案：在这条管道上任何一处的流速都是相等的，并且不会变化

为什麽流速不变呢？因为流量是由流速和面积决定的流量、流速和面积是互相配套的，這三个因素中流量和面积不变，流速也不会发生变化

这个问题的提出是因为：当管子流水的时候，管道上每一处的压力和管径有关系嗎都是不同的（从压力和管径有关系吗表上可以看出来）往往会使人错误认为，流速和压力和管径有关系吗一样也会跟着变化。

压力囷管径有关系吗和流速究竟有什麽关系

管道里的压力和管径有关系吗是顺着水流的方向逐渐变小的。但是管道的流速在流量不变的时候却是不变的。我们讨论压力和管径有关系吗与流速的关系实际是指管道上两点间的压力和管径有关系吗差和两点间流速的关系。因为当管道两点间的长度固定不变后，决定管道两点间的流速是两点的压力和管径有关系吗差而不是某一出单独的压力和管径有关系吗绝對大小值。压力和管径有关系吗差大的时候流速就一定大。反之流速减小，压力和管径有关系吗差也一定变小了在弄清楚压力和管徑有关系吗差和流速的关系前，应该先把压力和管径有关系吗的概念和单位搞清

压力和管径有关系吗表上的压力和管径有关系吗大小用公斤表示（例如2公斤的压力和管径有关系吗），另外我们又常说多少高水柱压力和管径有关系吗（例如5米高水柱的压力和管径有关系吗），它们之间有什么关系

我们一般说2公斤压力和管径有关系吗，这只是为了说起来方便但不确切，严格地说应该是2公斤/厘米2，这是指在一个平方厘米的面积上压有2公斤的力量包括了一个面积的因素在里面。说得更确切一点这是一个压力和管径有关系吗强度。知道這个压力和管径有关系吗强度之后在任何大小面积上，压的力量就可以算出来了例如，在2厘米2上就有2ⅹ2=4公斤力量在10厘米2的面积上就囿2ⅹ10=20公斤力量。

水柱的高度怎样能折合成公斤/厘米2的压力和管径有关系吗单位呢？这只要把压在1厘米2面积上水柱的重量算出来就成了唎如，5米水柱在1厘米2面积上的体积为500(厘米)ⅹ1(厘米2)=500厘米3重量为0.5公斤(因为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的压力和管径有关系吗。

这里提出了一个重要的换算问题10米水柱压力和管径有关系吗折合成多少公斤/厘米2？10米水柱在1厘米2面积上的体积为10ⅹ100厘米ⅹ1厘米2=1000厘米3=1升重1公斤，所以10水柱压力和管径有关系吗恰好折合为1公斤/厘米2的压力和管径有关系吗

1公斤/厘米2的压力和管径有关系吗相当於10米水柱的压力和管径有关系吗，这时一个重要换算关系根据这个关系，我们就可以进行许多压力和管径有关系吗的换算例如，0.1公斤壓力和管径有关系吗折合成0.1ⅹ10米=1水柱的压力和管径有关系吗100毫米水柱(即为0.1米水柱)的压力和管径有关系吗折合成0.1ⅹ1/10=0.01公斤的压力和管径有关系吗。

为什麽要用水柱高来表示压力和管径有关系吗呢这有两个原因：一个是为了便于计算阻力(这在以下问题中解答)。另一个是使我们對于压力和管径有关系吗有一个概念例如，一个10米水深的池子池子底上的压力和管径有关系吗就是10米水柱。同样如果水管的压力和管径有关系吗是1公斤/厘米2，也就是10米水柱的压力和管径有关系吗这个10米水柱高怎样体现呢？我们如果在水管的垂直方向接一根管子就鈳以看见这根垂直管子里的水位上升到10米的高度。这就给出了一个形象的概念

总的说来，公斤/厘米2这个压力和管径有关系吗单位给的是┅个抽象的概念米(水柱)这个压力和管径有关系吗单位给出了一个形象的概念。水力学上又把水柱高度叫做水头所以，把5米水柱的压力囷管径有关系吗也就说成5米水头

压力和管径有关系吗差和管道的阻力有什么不同？

我们在管道上某一点接一个压力和管径有关系吗表所测得的读数就是那一点的压力和管径有关系吗。在水流动的时候管道上的压力和管径有关系吗是沿着水流的方向逐渐变小的。例如茬水泵的Dg150出水管上压力和管径有关系吗是2公斤/厘米2，但到距这点200米远的地方压力和管径有关系吗可能下降成1.5公斤/厘米2。这2-1.5=0.5公斤/厘米2就是兩点间的压力和管径有关系吗差这个压力和管径有关系吗差相当于5米水柱，所以把5米水柱的压力和管径有关系吗也就说成5米水头。

这5米水柱到哪里去了呢因为，水在这200米管道里流动的过程中水与管壁的摩擦以及水域水之间的摩擦而消耗掉了。所以水力学把这5米水柱的压力和管径有关系吗差叫做水头损失。它反映了长200米管道的阻力或者说，在长200米的Dg150管道的水流过程中由于管道的阻力，产生了5米嘚水头损失管道的阻力和压力和管径有关系吗差(或水头损失)在数值大小上是相等的，但管道阻力指的是本质的东西压力和管径有关系嗎差指的是阻力所产生的现象。由于管道阻力只能通过压力和管径有关系吗差才能测出来所以说，压力和管径有关系吗差与流速的关系实际是指管子阻力与流速的关系。也就是说必须知道一段管道两头的压力和管径有关系吗差和这段管道的长度，才能算出管子每1米的阻力和这段管道里的流速来

必须指出，决定流速是管道两点间的压力和管径有关系吗差而不是某一处的压力和管径有关系吗大小。因此如果压力和管径有关系吗差不变(也就是管道的阻力不变)，流速也就不变如上例，这段长200米的Dg150管道两头的压力和管径有关系吗如果汾别换成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，由于压力和管径有关系吗差仍然是0.5公斤/厘米2所以管子里的流速也就保持不变。臸于2公斤/厘米2、4公斤/厘米2及10公斤/厘米2这些压力和管径有关系吗本身所引起的差异我们在第二十三题讨论

管子的阻力是用试验求得的，如公式：

管道阻力=管道长度ⅹ管道1米的阻力

管道1米的阻力=阻力系数ⅹ(流速)2

第一个公式说明管道的阻力和它的长度成正比例。10米管子的阻力僦是1米管子的10倍所以，1米管子的阻力知道了乘上管长，就得出管道的总阻力

第二个公式，说明怎样计算1米管子的阻力从公式可以看出1米管子的阻力与流速的平方成正比例。阻力系数是通过试验求得的它本身可以写成一个复杂的公式。如两根管子的材料(包括管壁粗糙度相同)、管径和在馆子里流动的物质(例如都是水)以及温度都是一样的话那么用试验求出的阻力系数大小也是不变的。如果管子里流动嘚物质不变管径变了或者管子里面管壁的粗糙程度也变了，那么阻力系数也就变了同样一根管子，虽然它的管径和管壁的粗糙程度式凅定了的如果用来输送蒸汽那么，它的阻力系数就和输送水时的阻力系数不一样阻力系数的公式为什么复杂呢？就因为它必须反映这些变化的规律

在设计时，我们不是从头去计算每根管子的阻力系数而是从已经计算好的表格中，查出管子1米的阻力(见表4-1及表4-2)

怎样使鼡铸铁管水力计算表？

表4是从1968年中国工业出版社出版的《给水排水设计手册第四册，室外给排水──管渠水力计算图表》编制成的包括Dg500管径以下的管子，可供一般计算使用

表4中的流量，列出了两种单位一种是升/秒，一种是米3/时表4-1的流量按升/秒成整数排列的，表4-2的鋶量按米3/时成整数排列的以便于查用。1升/秒合3.6米3/时所以，表4-1的第一个流量2升/秒=2ⅹ3.6=7.2米3/时

从表4第一竖行，某一管径向右查就可以在某┅个流量的下面，找到相应的流速和阻力

在本书以后的叙述中，表4都是指表4-1说的个别处引用表4-2时，则特别注明

例 查Dg100铸铁管，在流量25.2米3/时及50.4米3/时的流速和阻力

解 有Dg100一行向表的右方找，在流量25.2米3/时的下面查到流速为0.91米/秒每米阻力为18.6毫米水柱，在50.4吨/时流量下查到流速为1.8米/秒阻力为71.6毫米水柱。

知道每1米阻力后管道的总阻力就可以用管子的长度乘每1米的阻力求得。例如在流量25.2米3/时，管长100米求Dg100管道阻仂为：

在流量为50.4吨/时，管长100米时求Dg100管道的阻力为：

注意，表4中阻力损失单位为毫米计算时要换算成米。

说明: 1、流速单位：米/秒；阻力(指每米管子的压力和管径有关系吗损耗)单位：毫米水柱/米

2、应用表4-1和表4-2时请将下半部分拼在上半部分的右边，即组成一个整表便于查看。

表4的铸铁管水力计算表做了哪些简化会不会影响计算的准确度？

表4是从给水排水设计手册的管渠水力计算图表上，做了以下简化：

（一）精简了Dg50以下管子和Dg600以上管子的资料因为一般不常用这些管子。

（二）精简了流量的资料例如Dg75管子流量，原书从0.9升/秒起到13.0升/秒每隔0.1升/秒有一个流量。表4简化为每隔1升/秒一个流量而且限于2升/秒到11升/秒的范围内。这样的表在一般设计中是够用了。因为流速包括0.5米/秒到2.6米/秒这个范围复合管道流速的一般要求。Dg75管子的流量每隔1升/秒也是合适的因为在流速方面只有约0.2米/秒的变化。

（三）对于流速表4中只取两位数，阻力只取一位小数是由原表按四舍五入的办法得来的。这对一般计算的影响很小可以简化。

从铸铁管水力计算表鈳以找到那些规律?

第一、阻力和流速之间的关系从表4的资料,可以计算出管子的主力系数，因为

管子1米长的阻力=阻力系数ⅹ(流速)2

例如Dg100管孓在流速0.91米/秒(流量25.2米3／时)，阻力为18.6毫米

在流速为1.4米/秒时，阻力44.2毫米(流量38.7米3/时)

这证明了阻力系数是不变的(参考第十二题)。然后用流速嘚变化推算阻力，得下列公式：

例 Dg100管子流速在0.7米/秒时的阻力为10毫米，求流速1.4米/秒时的阻力

第二、阻力和管径间的规律。两根管子在长喥和流速都相等的情况下究竟大管径的管子阻力大，还是小管径的管子阻力大我们从表4中的数据，可以找出规律如下式：

上式告诉峩们，流速相等和长度一样的两根管子管径越小，阻力越大在选用小管径的管子时，要注意这一点

知道管道阻力的规律有什么用处

囿下列三个方面的用处：

第一、在设计时，可以帮助我们选择经济合理的管径如第七题提出的限制流速的原因。

为什麽一般流速都在1.5米/秒以下呢因为在流速大的时候，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，因此电费也是4倍，这就不合算了

為什麽Dg500以上大管子的允许流速可以高一些，而小管径的允许流速却要低一些呢因为在同样的流速下，小管径的阻力比大管径的阻力大得哆如Dg250管子的阻力比Dg500管子的阻力至少大一倍，Dg100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、在维修戓更换管子时可以帮助我们估计不同管径的阻力变化。

例 同样的流量如果用Dg100管子代替Dg150管子阻力增加多少倍呢？

解 (1)先求Dg150管子及Dg100管子的面積比计算出阻力因流速加大而增加的倍数。

管子的妙计减少2.25倍流速就增大2.25倍，所以

(2)估计由于管径减少而引起的阻力加大

由上一问题，知道Dg100管子的阻力比Dg150管子的阻力大

(3)综合上述结果得知：在同样的流量下如果，把Dg150管子换成Dg100管子阻力至少要增大5ⅹ1.5=7.5倍。

例如从表4中查絀，当流量为32.4米2/时用Dg100管子，每米阻力为29.9毫米水柱用Dg150管子，每米阻力为3.9毫米水柱阻力为 这就得除了证明。

第三、可以帮助我们推算表4沒有列出的阻力

怎样具体利用表4进行计算？

(一) 已知管道的长度、管径和流量求流速和阻力。

例 Dg100管子长250米，流量32.4米3/时求流速和阻力。

解 查表4Dg100的横行中流量为32.4米3/时，得流速为1.2米/秒每米阻力为29.9毫米，

(二)已知流量选择管径，并计算流速和阻力

例 一条流水的管道，流量为72.0米3/时要输送600米长，应该选用多大的管径、流速和阻力

解 由表4流量72.0米3/时一行往下找，先查得Dg150管子流速为1.2米/秒比一般允许流速大，所以不用这个数据再查得Dg200管子流速为0.64米/秒，在一般允许流速范围内可以采用。Dg200管子每米阻力为4毫米水柱故600米长管道的阻力为：600ⅹ4=2400毫米=2.4米水柱。

(三)已知管径、管长和两头的压力和管径有关系吗差计算管道里的流速和流量。

例 Dg150管道长400米，管道两头的压力和管径有关系嗎差为0.5公斤/厘米2求管道的流速和流量。

解 0.5公斤/厘米2压力和管径有关系吗=5米水柱压力和管径有关系吗＝5000毫米水柱压力和管径有关系吗

长400米管道的压力和管径有关系吗差为5000毫米水柱所以每米的压力和管径有关系吗差为：

从表4中Dg150管子这行向右找，在阻力12.5毫米水柱时查得流速為1.0米/秒，流量为61.2米3/时

(四)已知管径，估算管道的大致流量

表4虽然列出了不同流速的许多流量，但从一般管道的允许流速说来大致都在1米/秒左右，因此可以按1米/秒流速来查流量，作为一个粗估的数字第六题告诉我们，记住Dg100管子的流量是30吨/时,用它作为推算其它管子流量嘚基数就是这样来的。

表4查不到的流量、流速和阻力应该怎样计算？

第一、表中查不出流量来

例 可用Dg100管子流量为30吨/时，求流速和阻仂

解 (1)对比计算法：在表4中查到Dg100管子的流量在25.2吨/时，是接近30吨/时其流速为0.91米/秒，每米阻力为18.6毫米水柱

(2)插入计算法：根据表4，流量30吨/时囸好在25.2吨/时及32.4吨/时两个流量之间因此，流量30吨/时的相应流速和阻力也应该在这两个流量之间我们可根据这些数据估算：如流量25.2吨/时的鋶速为0.91米/秒；流量32.4吨/时的流速为1.2米/秒。则流量30吨/时的流速可以估算成1.1米/秒这是因为流量从25.2吨/时到32.4吨/时，增加7.2吨/时；流速从0.9米/秒到1.2米/秒增加0.3米/秒而流量30吨/时比25.2吨/时增加4.8吨/时。按比例它的流速应增加 。所以流量30吨／时的流速，应该是在流量25.2吨/时的流速上，再加流量30吨/時与25.2吨/时之间的流速比差则为0.9+0.2=1.1米/秒用同样的方法，流量25.2吨/时的阻力为18.6毫米流量32.4吨/时的阻力为29.9毫米，可以得出30吨/时的阻力为26毫米(由表4-2可鉯直接查出25.6毫米)

(3)直接估计法：这是一种在急需的情况下采用的简便方法。如在0.91米/秒和1.2米/秒两个流量间可以直接估出1米/秒这个流速在18.6毫米水柱和29.9毫米水柱两个阻力间可以估出26毫米水柱，即便估计得不太准估成25毫米或27毫米，对计算的精度影响不大

第二、表中查不出流速來

例 可用Dg100管子，流速为1米/秒求流量和阻力。

解 从表4中查到Dg100管子流速为0.91米/秒时流量为25.2吨/时，阻力为18.6毫米水柱所以得：

同样，仿照上面苐一解(2)和解(3)的办法计算按照解(3)的办法可直接估出流速1米/秒的流量约为28吨/时左右，阻力约为23毫米左右

第三、表中查不出阻力来

例 可用Dg100管孓，200米长度上的压力和管径有关系吗差为0.8公斤/厘米2求流速和流量。

解 压力和管径有关系吗差0.8公斤/厘米2合8米水柱压力和管径有关系吗所鉯得：

从表4查到40毫米水柱的阻力在29.9毫米及44.2毫米间，其流速为1.2米/秒及1.4米/秒所以取中间流速1.3米/秒，其流量为32.4吨/时及39.6吨/时取中间流量36吨/时。朂后得出40毫米水柱阻力的流速为1.3米/秒，流量为36吨/时

在实际工作中，究竟怎样体现一段管道的压力和管径有关系吗差产生一定的管道流速

我们知道管道两头有压力和管径有关系吗差，水才会流动也就是说，压力和管径有关系吗差产生了流速但是在实际工作中，这个壓力和管径有关系吗差怎样产生的呢这个问题使我们对于压力和管径有关系吗的理论需要进一步探讨，同时也把我们逐渐引入有关水泵嘚讨论现在举例说明如下：

例 如第十七题中的例题，长400米的Dg150管道在5米水柱压力和管径有关系吗差下，流量61.2吨/时流速1米/秒。这5米压力囷管径有关系吗差可由三个基本情况表示出来：

(1)把400米长的管道铺成斜坡这一头比另一头高出5米，这5米高差就产生5米水柱的压力和管径有關系吗差因此，如果从高的一头不断进水那么，管道的流量一定时61.2吨/时流速就一定是1米/秒。管道的坡道可以表示为5/400(读成四百分之五400米是坡度的斜边长度。严格说坡度应该用水平距离除高差来表示，由于水平距离比400米略小所以真正的坡度应该比5/400略大),但一般管道的坡度都用千分之几表示，5/400可以换算成 因此，这段管道的坡度应该表示成 简写成12.5‰(读成千分之十二点五)。这个计算表明如果，把Dg150管道按12.5‰的坡度铺设那它就能保证水的流速为1米/秒，流量为61.2吨/时12.5‰的坡度也就是每米(1000毫米)管道两段的高差是12.5毫米，这12.5毫米水柱也就是Dg150管道茬流量为61.2吨/时每一米的阻力(见表4)

(2)长400米Dg150的管道铺成水平的，但一头接在水池上池里的水位比管中心高出5米，并且保持不变那么，Dg150管子裏的流量也就保持为61.2吨/时不变流速也就是1米/秒。

(3)把Dg150管接在水泵出水管上(水泵流量要大于61.2吨/时)长400米管道也是水平的，管道两端都装压力囷管径有关系吗表并且在400米长管道前面还有闸门。在水泵开动后如果我们能调节闸门，时两个压力和管径有关系吗表的读数恰好是0.5公斤/厘米2(即5米水柱)那么，管子的流量一定时61.2吨/时流速也一定是1米/秒。这里我们不规定多大流量和多大扬程的泵，只要做到这条管道两頭的压力和管径有关系吗差是0.5公斤/厘米2那么，这个61.2吨/时的流量和1米/秒的流速就会得到保证

上面说的只是基本情况，但它们间还可以互楿组合起来产生压力和管径有关系吗差例如，把长400米Dg150管子两端铺成2米的高差高的一头接水泵，如果在高低两段的压力和管径有关系吗表能量得0.3公斤/厘米2(合3米水柱)的压力和管径有关系吗差那么，总的压力和管径有关系吗差也是5米水柱所以，流量也一定是61.2吨/时这就是應用上面(1)和(3)的情况组合产生的压力和管径有关系吗差。但这里和(3)情况不同的是：上面的0.5公斤/厘米2压力和管径有关系吗差圈是由水泵给的這里水泵只给0.5－0.2=0.3公斤/厘米2的压力和管径有关系吗差，0.2公斤/厘米2压力和管径有关系吗差是2米高差所给的这个道理对于后面理解水泵的扬程時很重要。又如水池的水在管道这一头中心线上有3米深，把长400米的Dg150管道的另一头铺设成2米高,也同样得到总压力和管径有关系吗差为5米,所鉯流量也一定是61.2吨/时这就是利用(1)和(2)情况的组合.

管道的总阻力包括哪些部分？

上面都是讨论直管子的阻力但管道一般都包括有许多管件，如弯头、三通、闸门和指挥法等等水流过这些管件的时候，也同样要克服阻力这些管件所产生的阻力，我们叫做局部阻力另外，峩们把直管子的阻力叫做沿程阻力所以：管道总阻力=管道沿程阻力+管道局部阻力。(单位:毫米水柱)

从表4查出每米长的阻力后，就可以计算出管道的沿程阻力剩下的问题是如何计算管道的局部阻力。

管道的局部阻力应该怎样计算

管道的局部阻力也和管道的沿程阻力一样，可用下式表示：

管道的局部阻力=局部阻力系数ⅹ流速2 (单位：毫米水柱)

不同的管件，局部阻力系数也是不同的局部阻力系数是靠实验嘚来得，计算管件阻力的时候也是先把局部阻力系数求出来然后乘上流速的平方数值。

表5列出常见的铸铁管道的局部阻力系数供参考。

铸铁管道的局部阻力系数 表5

转弯由中口向直管流水(用中口流速计算) 转弯，由直管向中口流水(用直管流速计算) 转弯由中口向直管两头通式供水(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)

注：局部自力系数，是将通常的计算公式简化后求出来的平均值

例 Dg150的90°铸铁弯头，流量61.2吨/时阻力多大？

解 先查表4 Dg150管子在流量61.2吨/时的流速为1米/秒再查表5中 90°弯头的阻力系数为15，所以：

Dg150的90°弯头阻力=局部阻力系数ⅹ流速2=15ⅹ12=15毫米水柱

表5所列的项目有限同时每一个局部阻力系数是一般平均值。例如90°铸铁弯头的局部阻力系数为15，但当弯曲半径变了这个系数也就相應地变了。如果是焊接的钢管弯头则系数更不同了。从表中看出底阀、吸水管滤网、止回阀、三通等阻力系数较大，其它管件的阻力系数都较小至于表5中没有列出来的其它管件的局部阻力系数，都在30―50以下按管道流速算出来的阻力也是比较小。因此在一般的管道鋶速范围内，特别是管道比较长局部阻力比沿程阻力小得多的时候，这就没有必要把局部阻力算得很精确

究竟实际管道的阻力应该怎樣计算？

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Φ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箌水泵止为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(圖1如下)

例1 计算从水泵出水管口Dg500ⅹ250异径管起到沉淀池进水口处止，一段管道的总阻力(按二台水泵流量800吨/时计算)

解 (1)计算从水泵出水管口Dg500ⅹ250異径管到沉淀池前Dg500ⅹ250三通的沿程阻力：

由表4-2查Dg500管子，流速为1.1米/秒得流量800吨/时的阻力为每米3.4毫米

(2)计算进沉淀池Dg250支管的沿程阻力

以上管道沿程阻力合计=2毫米

(3)计算管道局部阻力

Dg500管道在流量为800吨/时，流速为1.1米/秒图1，从水泵出水口的Dg500ⅹ250异径管起到沉淀池前Dg500ⅹ250止90°弯头共有7个由表5查得90°弯头的局部阻力系数为15，所以90°弯头的局部阻力=7ⅹ15ⅹ1.12=127毫米。

Dg500管道上的60°弯头共有4个在表5中查不到，所以参考90°弯头的局部阻力系数15和45°弯头的局部阻力系数10取其中间系数12.5。所以60°弯头的局部阻力系数=4ⅹ12.5ⅹ1.12=61毫米。

Dg500管道上的45°弯头共有4个在表5查得局部阻力系数為10，所以45°弯头的局部阻力=4ⅹ10ⅹ1.12=48毫米。

水通过两个Dg500ⅹ250的三通(一个从中口同时进水一个中口不进水也不出水)，查表5得局部阻力系数分别為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，要通过一个Dg500ⅹ250的三通管起局部阻力系数为75，仍用Dg500干管的流速1.1米/秒所以，Dg500ⅹ250的彡通局部阻力=75ⅹ1.12＝90.75≈91毫米

入沉淀池前的支管上有Dg250闸阀(全开)一个，局部阻力系数为5有90°弯头3个，每个弯头的局部阻力系数为15支管流速為1.7米/秒。所以1个闸阀和3个90°弯头局部阻力=(5+3ⅹ15)ⅹ1.72=144.5≈145毫米。

管道的总阻力共计=管道沿程阻力+管道局部阻力=0毫米≈6.6米

我们可以验算这段管道嘚局部阻力和沿程阻力的比例值：

从计算的结果看出，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 计算从水泵的吸水管底阀起到出水管上异径管Dg500ⅹ250止的管道总阻力

解 (1)计算吸水管道的阻力

吸水管道从底阀起到水泵的进水口止，Dg300管道同样也有沿程阻力和局部阻力的分别由表4-2查得流量400吨/时在Dg300吸水管中的流速为1.6米/秒，每米阻力位12.6毫米Dg300管长为1+2.3+3.5=6.8米。所以沿程阻力=6.8ⅹ12.6=86毫米。

吸水管底阀嘚局部阻力系数为300所以，局部阻力=300ⅹ1.62=770毫米

一个90°弯头的局部阻力系数为15，所以局部阻力=15ⅹ1.62=39毫米。

一个Dg500ⅹ250偏心异径管的局部阻力系数為15Dg250管子的流速(当流量为400吨/时)为2.3米/秒，所以局部阻力=15ⅹ2.32=80毫米。

水泵进口的局部阻力系数为50流速为2.3米/秒，所以局部阻力＝50ⅹ2.32=265毫米。

因此 吸水管道的总阻力共计

=管道沿程阻力+管道局部阻力

(2)计算出水管道的阻力

从水泵出水口Dg250ⅹ200到Dg500ⅹ250异径管止，出水管Dg250在流量400吨/时流速为2.3米/秒，每米阻力为33.9毫米所以：

一个Dg250ⅹ200的异径管，管径由小至大起局部阻力系数为30，通过管件后Dg250管道的流速为2.3米/秒所以：

一个Dg250止回阀的局部阻力系数为85，所以：

一个Dg250闸阀的局部阻力系数为5所以：

一个Dg250的90°弯头局部阻力系数为15，所以：

一个Dg500ⅹ250异径管其管径由小变大，局蔀阻力系数为30通过管件后Dg500管道的流速(流量为400吨/时)为0.57米/秒，所以：

因此出水管的总阻力共计=管道沿程阻力+管道局部阻力

本例2，从水泵吸沝管底阀起导出水管上异径管Dg500ⅹ250止的管道总阻力=吸水管道的阻力+出水管道的阻力=7毫米≈2.1米

我们还可以验算这段管道的局部阻力与沿程阻仂的比例值，在水泵的吸水管和出水管系统中(在水泵房里面)的沿程阻力共计=吸水管Dg300沿程阻力+出水管Dg250沿程阻力

水泵吸水和出水管道系统中局蔀阻力=总阻力-沿程阻力得：1毫米

管道局部阻力与管道沿程阻力之比值：

从上式可以看出，在水泵吸水和出水的管道系统中主要是局部阻力，它为沿程阻力的7.3倍

局部水头损失(局部阻力)的计算比较麻烦，有没有简化的计算方法

从上题看出，在1.6公里的输水管道中局部阻仂只占沿程阻力的9%。但在水泵的管道中(吸水管和出水管系统)起局部阻力比沿程阻力大得多(这主要是管道很短)所以，我们可以按管道的长短并根据管道沿程阻力的百分数来估算它的局部阻力。表6列出了局部阻力占沿程阻力的百分数

同样看出，在水泵房里的管道总阻力(2.1米)鈳以估算为2～3米

铸铁管道局部阻力 表6

局部阻力占沿程阻力的%

在一条用口径的管道上，两头的压力和管径有关系吗差定了后管道里的流量和流速也就定了。

在第十一题指出光知道管道口径的大小和管道的一点压力和管径有关系吗，我们不能算出管道的流速和流量来但昰，如果知道管道上两点的压力和管径有关系吗差和两点间的距离我们就可以把管道里的流速和流量算出来。例如光知道水泵的Dg150出水管上压力和管径有关系吗差的读数为2.0公斤/厘米2，这口井出多少水是算不出来的但是，如果我们同时知道距水泵200米远处Dg150管道的压力和管徑有关系吗为1.5公斤/厘米2，这就说明200米Dg150管道的压力和管径有关系吗差是0.5公斤/厘米2那就能算出这口井的出水量来。同时只要这个压力和管徑有关系吗差0.5公斤/厘米2和管长200米不变，无论出水管头上的压力和管径有关系吗差是2公斤/厘米2也好4公斤/厘米2也好，只要另一头的压力和管徑有关系吗相应为1.5公斤/厘米2和3.5公斤/厘米2对流量大小都没有影响。那么2公斤/厘米2和4公斤/厘米2，这些压力和管径有关系吗的真正大小值究竟反映些什么要求呢让我们通过实际计算说明如下：

根据上述情况，我们假设出水管头上的压力和管径有关系吗是2公斤/厘米2那么，另┅头剩余压力和管径有关系吗是2-0.5=1.5公斤/厘米2, 即15米水柱这15米水柱的要求可以表示为：

地形扬程+管道阻力扬程+设备扬程=15米

这里，地形扬程和管噵阻力扬程都是从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和管径有关系吗要求。

例如最后供水点，距压仂和管径有关系吗1.5公斤/厘米2那点远处240米(即在出水管头2公斤/厘米2压力和管径有关系吗点的后面200+240=440米处)，并且高出管道4米设备扬程(供水点的壓力和管径有关系吗要求)要求5米。带入上式得：

计算的结果恰好是15米，所以水泵Dg150的出水管上有压力和管径有关系吗2公斤/厘米2就够了(240米管道阻力扬程是按200米长的阻力5米，用正比例计算的局部阻力已经包括在里面，所以得 )

同样，如果在200米管道末端的地形扬程、管道阻力揚程和设备扬程需要35米的时候就要求水泵Dg150出水管上有4公斤/厘米2的压力和管径有关系吗因此，管道两头的真正压力和管径有关系吗是反映能否保证管道总扬程的需要。

钢管的阻力能不能用表4来计算

管道的阻力是随着管壁的粗糙程度，管径大小和管道里流的东西而变化的如果，钢管和铸铁管一样在管子里面同样流的是水，那么表4是不是可以用来计算钢管的阻力呢？这就决定了管壁的粗糙程度和管径夶小了旧的钢管和旧的铸铁管，他们的管壁粗糙程度基本一样所以钢管的阻力和铸铁管的阻力，其差别主要在于他们之间的管径大小叻例如，Dg100的铸铁管它的真正内径也是100毫米，但是Dg100的钢管它的真正内径却是106毫米，因此同样水的流量在Dg100钢管中的流速比在Dg100铸铁管中嘚流速要小10%左右，而阻力应当小20%左右(钢管的面积比铸铁管的面积越大10%则铸铁管的流速是钢管的流速1.1倍，阻力和流速的平方成正比所以，铸铁管的阻力是钢管的阻力1.12=1.21倍即约达20%)。按这个道理使用表4要把查得的流速和阻力打一个折扣，就得到钢管的阻力了

使用表4计算钢管应乘校正系数如表7

钢管水力计算的校正系数 表7

例 Dg100的钢管,管内流量39.6吨/时，计算流速和每米阻力

解 由表4查得Dg100铸铁管内水流流速为1.4米/秒，由表7查得换算Dg100钢管的流速校正系数为0.85所以Dg100钢管的流速为：1.4ⅹ0.85=1.2米/秒。

再从表4查得Dg100铸铁管内水的流量为39.6吨/时每米的阻力为44.2毫米，由表7换算Dg100的鋼管阻力校正系数为0.75所以Dg100钢管每米的阻力为：44.2ⅹ.75=33.2毫米。

小管径钢管的阻力怎样计算

表4所列的铸铁管最小管径为Dg75，不能用于计算室内生活用水的小口径钢管小管径钢管的阻力计算如表8(第十五题介绍的有关管道阻力的规律对表8仍然适用)。

铸铁管水力计算表(表4)对于其它的管材和流动物资的阻力计算由没有用处

管道的阻力是和管子里流什么物资有关的，其中也包括温度的关系表4是铸铁管在流水时的阻力，昰根据水温为10℃时得出来的如果水温低了，阻力还要加大水温高了，阻力就会减小但一般都不考虑，所以用表4计算钢管的阻力是┅种粗略估算。同样利用表4，可以估算其它管材和流动别种物质管道的阻力杂实际使用上，准确程度也够用

第一、输水管道。是用混凝土或钢筋混凝土管道时同样可以利用表4估算阻力。至于管壁很光滑的管道如塑料管、钢管等可用表4查出阻力后，再按表9系数校正

非铸铁管道的阻力校正系数 表9

光滑管(塑料管、钢管)

混凝土管及钢筋混凝土管

第二、输水以外的其他物质的管道。根据以上的方法算出阻力再乘流动物质的比重，即为实际阻力(不包括粘性比水大很多的流体如机油等)。

例1 Dg100塑料管输送比重为1.2的硫酸，当流量为32.4米3/时(不能说荿32.4吨/时)求流速和每米阻力？

解 由表4查得流速为1.2米/秒阻力每米为29.9毫米水柱。由表9查知阻力应城0.7校正系数，然后再乘硫酸的比重1.2，则嘚阻力为：29.9ⅹ0.7ⅹ1.2=25.1毫米水柱/米

注意，我们下面讨论水泵时都是指抽升水说的，水泵样本上的扬程也是指水柱如果抽升的物质，它的比偅比水大就要按比重进行折算。对于地形扬程和设备扬程也同样要乘上该物质的比重进行折算

例2 长100米Dg150的塑料管，输送比重为1.2的硫酸鋶量为30升/秒，局部阻力已折合成沿程阻力包括在100米长度之内，地形扬程10米设备扬程5米，求硫酸泵总扬程水柱高

解 查表4流量为30升/秒(即108米3/时)，流速为1.7米/秒每米阻力为37.7毫米，再查表9得塑料管的阻力校正系数为0.7再乘上比重1.2则为：

输送硫酸时管道的地形扬程及设备扬程折合荿水柱高=(10+5)ⅹ1.2=18米水柱

硫酸管道系统的阻力按3米酸柱估计，折合成水柱高=3ⅹ1.2=3.6米水柱

所以选硫酸泵时就要把总扬程算成24.8米水柱。

蒸汽管的流量囷阻力怎样计算

蒸汽和水的最大差别是：1米3的水在任何压力和管径有关系吗下，基本是1吨重但是1米3蒸汽的重量却是随压力和管径有关系吗的大小变化的。所以同样的管道同样的流速，每小时流的蒸汽重量在不同压力和管径有关系吗下是不相同的。这样计算流量和阻力的方法也就复杂了。表10为估算蒸汽管流量和阻力之用。

第一、表10列出的蒸汽管是无缝钢管无缝钢管的真正内径，是由外径扣除壁厚计算出来的例如，32ⅹ3.5的钢管其真正的内径是32-(2ⅹ3.5)=25毫米。

第二、表10列出的蒸汽管道是在六种压力和管径有关系吗下的流量和阻力，其鋶速范围为20米/秒到40米/秒在不同的蒸汽压力和管径有关系吗下，虽然是同样流速而流量和阻力却是不同的例如，在6公斤/厘米2表压下的32ⅹ3.5管道其流速在20米/秒时流量为0.13吨/时但在9公斤/厘米2表压时，流速仍在20米/秒时而流量却为0.18吨/时两种压力和管径有关系吗下的阻力也分别为97和135毫米水柱/米。

第三、在压力和管径有关系吗相同的条件下管道里蒸汽的流量、阻力与流速的关系和水的流量、阻力与流速的关系是一样嘚，即在同一管道中：

例如89ⅹ4的蒸汽管道在6公斤/厘米2表压下，当流速在20米/秒时的流量为1.34吨/时阻力为22毫米水柱/米。则流速在40米/秒时的流量和阻力可以计算为：

计算结果与表10所列基本相符

两条蒸汽管道的流速相等，管径不同时其流量的变化的倍数，自然也是两条管径的岼方比的关系(见第五题)例如，由32ⅹ3.5钢管(实际内径为25毫米)的流量0.13吨/时可以算出57ⅹ3.5钢管(真正内径为50毫米)的流量是 时，计算结果和表10所列基夲相符

第四、同样管径和同样流速的蒸汽管，在不同的压力和管径有关系吗下其流量和阻力的变化规律如下式：

高压流量=[高压(表压)+1]÷[低压(表压)+1]ⅹ低压流量

高压阻力=[高压(表压)+1]÷[低压(表压)+1]ⅹ低压阻力

例： 32ⅹ3.5蒸汽管道在表压6公斤/厘米2，流速20米/秒时其流量为0.13吨/时，阻力为97毫米沝柱/米求表压在9公斤/厘米2，流速在20米/秒时的流量和阻力

得 表压9公斤/厘米2时的流量= 时

表压9公斤/厘米2时的阻力=

计算结果与表10所列基本相符。

第五、怎样利用表10估计管径

例： 在一条蒸汽管道内有6公斤/厘米2表压的蒸汽，流量为2吨/时输送50米远，允许压力和管径有关系吗降低0.5公斤/厘米2时选择管径。

解 假定蒸汽管道内的局部阻力占沿程阻力的100%则可按50米的一倍，即用100米管长来计算每米允许的压力和管径有关系吗降也就是每米管字所允许的阻力大小。管道总共压力和管径有关系吗降低0.5公斤/厘米2=5米水柱=5000毫米水柱则得 管道每米允许阻力= =50毫米水柱

查表10，表压6公斤/厘米2一栏得：89ⅹ4管道在流速32米/秒时流量为2.14吨/时，阻力为56毫米水柱/米这与本题要求的很接近，所以选89ⅹ4的管径。

第二十⑨题 无缝钢管的管壁厚度是怎样定出来的

无缝钢管的壁厚可用下式计算：

｛1.5ⅹ工作压力和管径有关系吗(表压)ⅹ公称通径(毫米)｝/｛200ⅹ钢材尣许拉力(公斤/毫米)｝

实际壁厚(毫米)=理论壁厚+附加厚度

式中 1.5ⅹ工作压力和管径有关系吗，为管道出厂前的试验压力和管径有关系吗钢管通過蒸汽，在高温下工作钢材的允许拉力(亦称允许应力)，比一般温度下的允许拉力要小如10号钢可取10公斤/毫米2，其它优质钢也大致是这个數字

例 蒸汽在表压12公斤/厘米2时，求Dg50钢管理论壁厚

实际上，2公斤/厘米2的低压管也不能采用壁厚0.45 毫米因为还要考虑管道加工的误差和在使用过程中的腐蚀以及安全等因素。这样实际壁厚就要比理论壁厚多一个附加厚度。附加厚度至少2-3毫米这时有经验决定的。如表10中Dg50嘚钢管壁厚为3.5毫米(55ⅹ3.5无缝钢管)，说明除理论壁厚(约0.5毫米)外附加厚度为3毫米。

由于标10的管壁厚度是由使用经验得处的不是由理论计算出來的。因此在特殊情况下，可以略为降低附加管壁的厚度

计算管壁的公式，同样也适用于大钢管和加工的钢管

混凝土排水管道的流量和流速怎样计算？

排水管道中的雨污水一般是在没有压力和管径有关系吗的情况下，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徝叫做充满度。例如Dg200的管道，管中水深140毫米占管径的70%，即充满度为

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個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列絀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

例 200毫米管径的混凝土排水管道，在5‰坡度和0.7充满度时求管内水流的流量和流速？

解 (1)查满流时的流量和流速

由表11查出200毫米管径的混凝土排水管在5‰坡喥时，流量为22升/秒流速为0.7米/秒。

(2)计算70%充满度时排水管道的流量和流速。

由表12查70%充满度的流量为满流的83%,所以70%充满度的流量为： 。

再查70%充满度时的流速为满流的112%,所以70%充满度的流速为： 。

从表12看出在充满度90%时，其流量比满流时的流量还大又在60%到90%的充满度时，其流速都仳满流时的流速还大这是因为排水管道满流时，周围管壁的阻力增大所以，流速降低因而单位流量相应地减少了。

什么叫作水泵的總扬程

我们结合第二十二题的计算结果说明如下：

如图1，水泵（这里先不管水泵的型号只要进口的尺寸和图1表示的相同就行），把水從吸水井里抽出来送到沉淀井去的过程中做了哪些工作呢？

第一、要把水头提高到2.3+2.7+8.5=13.5米的高度这个高度是由于地形的高差引起的，我们叫它为地形扬程

第二、要克服所有管道中的阻力。即第二十二题例1所算得的6.7米(从水泵出水管Dg500ⅹ250异径管起到沉淀池进口止，管道的总阻仂)和例2所算得的2.1米(从水泵的吸水管底阀起到出水管上异径管Dg50ⅹ250止管道的总阻力)，共计8.8米接近于9米。这9米的阻力实际上也是指把水提高9米的意思(参考第十一题)，我们叫它为阻力扬程

第三、当水流进沉淀池之前，在管道出口处还要有一个压力和管径有关系吗的要求因為，当水流到Dg250管道出口的时候上面两部分扬程所给的压力和管径有关系吗已经消耗光了，为了让水流出来需要有一定的压力和管径有关系吗所以，要额外加上2—5米水头另外，当管道的末端直接接到某种设备上时还要有一个设备工作压力和管径有关系吗的要求。我们鈳以把管道末端这些额外要求的压力和管径有关系吗概括叫做设备扬程

水泵的总扬程=地形扬程+阻力扬程+设备扬程

如果，我们把管道出口處的设备扬程取为2米代入上式，则：

水泵的总扬程=13.5+9+2=24.5米 即水泵必须把水从吸水井的水面上抬高24.5米则每小时才能留出400吨水来。

从上面讨论鈳以看出地形扬程和设备扬程是不随管道流量的变化而变化，但阻力扬程则随流量变化而变化的如果，流量大于800吨/时阻力扬程就会仳9米大。如果流量比800吨/时小，则阻力扬程就会变得比9米小

什么叫作水泵的吸水扬程？

如图1当水泵把井水从吸水底阀经吸水管抽上来，到水泵的进水口的时候这一段抽升高程叫作吸水扬程，它包括两部分工作第一、要把井水从水面提高到与水泵进水口平齐2.3米的高度，这叫作吸水地形扬程；跌入、要克服在流动过程中所产生的阻力1.2米这叫作吸水阻力扬程。

吸水扬程=吸水地形扬程+吸水阻力扬程=2.3+1.2=3.5米

吸水揚程中的阻力扬程也是随流量的变化而变化的特别是，当吸水管中流速比较大的时候阻力扬程变化就大。如果上例在管道上不用Dg300ⅹ250异徑管而用Dg250管子那么，流速就会变成2.3米/秒而阻力将是 (见第十五题)，这样阻力就增加了1.3米吸水扬程也就变成2.3+2.5=4.8米。一般说吸水扬程就低，水力条件越好因此，水泵的吸水扬程还有一个最大值的限制

应注意，在吸水阻力扬程中吸水管的底阀带滤网所占用的比例最大。咜在1.2米阻力中约占0.8米所以不用底阀可以减小吸水扬程，节省电费

水泵的型号怎样表示法？

把常用的两种水泵型号的表示方法举例说奣如下：

4—表示水泵进口直径的吋数(吋为英吋，1英吋=25毫米)所以这台水泵的进口为4吋，即4ⅹ25=100毫米；

BA—泵型式的代表字母这种泵的结构特點是悬臂式的，即水泵是从泵座上伸悬出来的；

12—代表水泵的水力特点表示水泵的比转数是120(12是由比转数120除以10得来得)。

犹如4BA-6型水泵，它與4BA-12型水泵的不同点就在于比转数4BA-12型水泵的比转数是120，4BA-6型水泵的比转数是60其余进口直径大小和结构特点完全一样。

什么是比转数这是┅个从理论上研究水泵的特性得出来的数字，一般在设计中不用它所以我们不再介绍。简单说比转数又称比速。比转数是指一个水泵嘚假想叶轮的转动数字用它来表示水泵特性的一个综合性能的参数。比转数是当流量0.075米3/时扬程高1米(有效功率相当于1马力)所具有的转动數，叫做比转数反之，流量小扬程高的水泵它的比转数就小。也就是比转数越小，水泵的扬程越高4BA-6型水泵的扬程就比4BA-12型水泵的扬程高，所以配套的电机功率也要高就水泵的叶轮形状来说，比转数越小它的形状就越扁。

这是4BA-12型水泵的新型号4表示水泵进口直径的吋数，它把中间BA两个字母精简成B(由于臂字拼音的第一个字母是B所以用B代表旧型号的BA，把旋壁构造的特点直接反映出来了)35指这种泵在效率最高点时的扬程约为35米(实际为34.6米，参考表14的数据)旧型号的12是从比转数来的，这对一般选泵的人来说没有什么意义，可以省去新型號把泵的扬程35米包括进去，因此从泵的型号上看，可以知道泵的流量(见第三十五题)和扬程这对选泵是很方便的。不过扬程的数字比較繁琐，记泵的型号也有些不方便

10—表示水泵进口直径的吋数，这台水泵的进口是10吋即250毫米；

Sh—表示水泵的结构特点，Sh是“双”字拼喑的头两个字母说明这台水泵的叶轮是“双面”都进水的；

9—表示比转数为90(90除以10得9)；

A—表示把10Sh-9A型号水泵换了小一号的叶轮。

同样12Sh-13型水泵，12吋(300毫米)表示泵的进口直径它是比转数130的双吸泵(双面吸水泵)。如果这种水泵改用小一号的叶轮就表示为12Sh-13A。

代表叶轮改小的字母在BA型沝泵也一样通用如果有两种较小的叶轮，还可以分别用A及B表示例如，6BA-8、6BA-8A及6BA-8B三种型号水泵差别之时叶轮大小不同其它构造完全一样，即6BA-8A型的叶轮比6BA-8型的小一号6BA-8B型的叶轮比6BA-8型的小两号。叶轮小扬程就低，因此配套电机的功率也相应的小了。

水泵的性能包括哪些项目

水泵的全部性能可以从水泵样本中查到。主要项目有流量、总扬程、效率、转速、配套功率和最大吸水扬程等

表13是10Sh-13型水泵的工作性能表。表中每行数据都是配套的例如，流量为360吨/时总扬程为27米，效率为80%这是一套。又如流量为480吨/时，总扬程为23.5米效率为86%，这又是┅套从表13可以看出水泵的性能，当流量加大时扬程就变小，所以在最大流量576吨/时它的总扬程只有19米。

10Sh-13型水泵是不是只能供给这三個流量呢？不是水泵的流量可以在一个相当大的范围内变化，流量变化的时候扬程也就跟着变化。这种变化的相互关系可以画成一條曲线，在水泵样本上可以查到这种曲线这种曲线是根据水泵试验的结果画成的(在试验水泵的时候，同时测量水泵的流量和压力和管径囿关系吗)如图2所示：

图2 10Sh-13型水泵流量和扬程关系图

从曲线上任何一点都可以找到一套流量和扬程。例如再画有“×”记号点上，流量是500噸/时，总扬程是23米从曲线可以看出10Sh-13型水泵的流量可在100吨/时到600吨/时范围内变化，总扬程可在28米到16米范围内变化曲线上画有两处破折线符號的地方，是表13中360吨/时到576吨/时两个流量和扬程应注意，在这个范围内水泵的效率比较好(在80－86%之间)，水泵的使用也合理特别是流量恰恏是486吨/时，达到最高效率86%更好所以，如果水泵的流量经常在486吨/时扬程在23.5米左右的话，它的使用效率是恰到好处

在水泵铭牌上，都标囿水泵的主要性能其中，流量和扬程只标出曲线上效率最高的一套数据例如，在10Sh-13型水泵的铭牌上只标出流量486吨/时和扬程23.5米。

表13最大吸水扬程为额6米这就是要求吸水扬程不要超过6米。如果吸水扬程超过6米图2的流量和扬程的关系就不能保持，流量就要降低如超过太哆，水泵甚至抽不出水来但是，有一些水泵的最大吸水扬程还是有变化的流量越大，最大吸水扬程就越小从表14中可看到这种例子。┅般水泵的最大吸水扬程都在5—6米以下因此，再选择吸水管的大小和决定水泵安装高度时就要特别注意。

此外应注意水泵样本上的朂大吸水扬程还有两个限制条件：第一、安装水泵的地点不能比海面高出200米。第二、水的温度不能超过20℃如果超出了这些限制，最大吸沝扬程还要减少减小的数值在一些书上有计算的方法。例如在比海面高出450米的地方安装水泵，水温为30℃可以算出它的最大吸水扬程偠比水泵样本上允许的数值减少大约0.6米。所以表13的10Sh-13型水泵的最大吸水扬程就要降为：6－0.6=5.4米。因此再选择水泵位置的高度和吸水管径的夶小时，应注意这个问题如果，使吸水扬程比最大允许吸水扬程低一些那就会满足这个要求，不必再去计算吸水扬程的改正数

表14及表15列出常用的BA型水泵和Sh型水泵的性能，供参考

怎样从水泵型号，估计出水泵的流量

水泵的流量，可以从水泵的进水口的大小估计出来如果把进水口当作一根管子，按流速2.5米/秒算出管子的流量那就是水泵的大直流量。

例1 4BA-12型水泵的流量大致是多少

解 水泵进口直径=4ⅹ25=100毫米

Dg100管子在流速为1.0米/秒时的流量是30吨/时，当流速为2.5米/秒时则流量为2.5ⅹ30=75吨/时，所以4BA-12型水泵的大致流量是75吨/时

例2 12Sh-13型水泵的流量大致是多少？

Dg300管子在流速为1.0米/秒时流量为 吨/时，Dg300管子在流速为2.5米/秒时流量为 吨/时，所以12Sh-13型水泵的大致流量是675吨/时

这样，算得的流量一般都在水泵樣本中列出的流量范围内至于个别出现的情况，可能是水泵效益最高点的流量

从上面的计算可以看出，无论是BA型水泵或者是Sh型水泵呮要水泵型号的头一个数字相同(即进水口直径的大小相同)，不管它的比转数大小它的流量大致是一样的。例如4BA-8型水泵和4BA-12型水泵的流量夶致一样。6BA-8型水泵和6Sh-9A型水泵的流量也大致是一样的

选择水泵要根据两个条件，一个是水泵抽水的流量另一个是水泵供水的总扬程。表16沝泵快速选型是帮助我们在知道流量和扬程后，可以选出水泵型号例如，流量为100吨/时扬程为25米的水泵，在表中找到有4BA-18、4BA-12A和4BA-12三种都能鼡的型号(从流量50－150吨/时一栏往下数与扬程21－30米一行相交的一格)。但是究竟哪一种最好呢？我们还要进一步结合生产的要求和水泵的特點来定

在举例以前，我们先要搞清楚流量和水泵供水的总扬程的来源流量是根据生产工艺的要求提出来的，这比较好办但是，水泵供水的总扬程怎样提出来这就比较复杂。我们知道总扬程包括地形扬程、阻力扬程和设备扬程三部分其中，地形扬程是由水泵所在地點(从水泵的出水口算起)和最高供水点之间的高差决定的阻力扬程是由管道和水泵的吸水管和出水管产生的。

管道的阻力可以由管道的布置、管径和流量计算出来怎么计算水泵的吸水管和出水管的阻力呢？举例说明如下：

例 如图1管道系统布置两台水泵从吸水井向沉淀池供水，高差13.5米每台水泵流量是400吨/时，应该选用什么型号的水泵

解 地形扬程为13.5米，管道阻力为6.7米(见第二十二题例1计算结果)假定水泵有關管道阻力为3米(见第二十三题)，管道最末端假定有2米水头(见第三十一题)则：

查表16，在流量为400吨/时扬程为25.2米的水泵有三种型号，即10Sh-13A、10Sh-13和10Sh-9A但是究竟哪一种能用，这要进一步查水泵样本才能知道

从水泵样本中可以查出10Sh-13A型水泵的性能曲线，在流量为400吨/时的扬程只有21米所以鈈能用10Sh-13A型水泵。又查10Sh-13型水泵的性能曲线在流量为400吨/时的扬程为25.1米(可参考表15数据)，10Sh-13型水泵但如对水泵能力需要留有余地并考虑意外情况，就应该选用10Sh-9A型水泵

水泵型号选定之后，再选水泵的吸水管和出水管并可以按实际情况核算水泵管道系统的阻力，以及对上面(假定水泵有关管道阻力)估计的3米阻力进行比较。

最后校核水泵最大吸水扬程，是不是符合要求按图1及第二十二题例2算得的吸水管阻力1.2米核算，则得吸水扬程为2.3+1.2=3.5米由于10Sh-13和10Sh-9A型水泵的最大吸水扬程都是4.5米，比3.5米大所以，这两种型号水泵都能满足要求

以上例得出水泵选型的步驟如下：

第一步、估计水泵的总扬程。

水泵总扬程=地形扬程+管道阻力扬程+水泵管道阻力扬程(3米)+设备扬程

根据总扬程和流量查表16选型得出幾个肯恩格用的水泵型号后，再查表14及表15或水泵样本落实究竟哪一种是最和用的水泵型号。

第三步、设计水泵的管道核算管道的阻力。

吸水管口径可按照比水泵进口达50─100毫米考虑。出水管口径可按照比出水管至少达50毫米考虑。如果计算出来的阻力比原来假定的稍小可以认为合适。

第四步、校核水泵最大吸水扬程是否满足要求。

在吸水管已经比水泵进口加大的条件下如吸水扬程仍然大于最大吸沝扬程时，就应该把水泵安装位置降低减小水泵的吸水地形扬程。

从上面的步骤看实际上第二步已经把水泵型号选定了，第三和第四兩不只是为了核实可以省略。

再作设备计划的时候管线还未定，怎样选水泵

在这种情况下，我们当然无法计算管道的阻力但根据鉯上讨论过的问题，仍然可以把水泵型号选出来步骤如下：

第一步、从声场哦年工艺的要求，找到流量和水泵的地形扬程和供水距离

苐二步、根据流量和第十七题的方法，选择管道和管道每米长的阻力

第三步、粗估水泵的总扬程。

水泵总扬程=地形扬程+｛(1.2ⅹ管长ⅹ每米阻力)／1000｝+3+设备扬程

式中1.2是考虑了管道的局部阻力占沿程阻力20%来的(参考第二十二题)如管道比较短而复杂的情况，可能比1.2略高如管道比较長，比较简单时可改用1.1；3米是水泵的管道损失。

例 水泵最高的供水点比抽水的水位高出13.5米无特殊压力和管径有关系吗要求，最远距离為1600米干管流量为800吨/时，用两台泵同时供水每台流量为400吨/时，选水泵型号

解 从表4-2查得800吨/时，流量应该用Dg500管道每米阻力为3.5毫米水柱。設备扬程(即末端压力和管径有关系吗)取2米

从计算可以看出，再作设备计划是虽然没有详细的管道布置，但估算的总扬程和第二十六题唎子的结果相符因此，最后选出的水泵也应该是10Sh-13或者10Sh-9A型号的水泵

离心式水泵为什么能吸水？

首先从吸水管的真空度讲起。离心式水泵(BA型和Sh型水泵都是离心式水泵)在吸水管上往往要装一个真空表真空表的刻度从0到760毫米(最大的真空度)水银柱。这也象用水柱高表示压力和管径有关系吗一样

760毫米水银柱的压力和管径有关系吗，也可以换算成水柱的压力和管径有关系吗水银比水重13.6倍，所以760毫米水银柱相当於760ⅹ13.6=10300毫米=10.3米水柱高这说明吸水管里的空气抽光后，管里的水会在垂直方向上升到比水面高出约10米的高度这个高度也就使水面处受到约1公斤/厘米2的压力和管径有关系吗。如果没有抽光例如，真空表的读数为380毫米水银柱高这说明了吸水管里的水上升380ⅹ13.6=5170毫米≈5米水柱高，楿当于0.5公斤/厘米2的压力和管径有关系吗这个压力和管径有关系吗是由地球上的大气产生的，所以叫作大气压力和管径有关系吗1大气压仂和管径有关系吗合1公斤/厘米2的压力和管径有关系吗。当吸水管里的空气被抽光吸水管里就没有压力和管径有关系吗了，所以外面的大氣就要把水向管子里压一直压到10米的高度，才使吸水管里的压力和管径有关系吗和管子外的压力和管径有关系吗平衡起来

吸水管里的沝上升10米，是指海面附近的大气压力和管径有关系吗说的在比海面高得很多的地点，空气就显著地稀薄了大气压力和管径有关系吗就達不到1公斤/厘米2，因此当吸水管里的空气被抽光后，水也不能上升到10米高出海面700米的地方设置离心泵，在吸水管里的空气被抽光后吸水管里的水只能上升9.5米高(由试验得出的)。

此外当水的温度较高的时候，水面上会产生较多的蒸汽因此也就产生一定的蒸汽压力和管徑有关系吗。当吸水管内的空气抽光后这个蒸汽压力和管径有关系吗会抵消一部分大气压力和管径有关系吗，因此水的上升高度就要降低一些例如，水温在60℃时蒸汽压力和管径有关系吗要抵消2米水柱的压力和管径有关系吗，因此当吸水管里的空气抽光后，吸水管里嘚水只能上升10―2=8米高

这些就是第三十四题的例子中最大吸水扬程需要校正的道理。

水泵开动前首先要把吸水管内的空气抽光，使水上升进入水泵内水泵开动后，水从叶轮中心被旋转的力量甩到叶轮边因此，在叶轮中心形成部分真空这样，水就能源源不断地从吸水管内自动上升进入水泵因为它是部分真空，所以吸水管里的水就不能上升到10米的高度。各种水泵形成真空的能力也不一样水泵有一個最大吸水扬程的限制，原因也就在这里

水泵的吸水管的真空度，可从真空表上读出来它表示总的吸水扬程(地形扬程和阻力扬程)。真涳表上的读数应该比水泵的最大吸水扬程相当的真空度要小。否则就反映了水泵的吸水管道没有设计好。

光滑万头的长度(即弯曲部分)怎样定怎样计算？

光滑弯头包括冷弯或者加热完成的钢管弯头管道里流水通过弯头时，产生局部阻力这个阻力和管件的弯曲半径与管径的比值有着密切关系。比值越小转弯就越急，阻力也就越大但当这个比值大于3以后，阻力就比较小了然而，过分加大比值也會使弯头过长，安装不便同时对阻力的减少并不显著，因此一般把光滑弯头的弯曲半径规定为公称通径的3.5到5倍。冷弯管自的弯曲半径臸少应该是弯头的公称通径的4倍热弯管自的弯曲半径至少应该是弯头的公称通径的3.5倍。

计算弯头长度的时候不待要知道弯曲半径和管徑，而且还要知道弯曲的角度如图3：

因为，圆的整个圆周长度所对的角度是360度它与弯头长度(弯曲部分)所对的角度(弯曲角)是成正比例关系的。如公式：

弯头长度∶弯曲角=圆周长∶360度

则 弯头长度=3.14ⅹ(2ⅹ弯曲半径)ⅹ［弯曲角(度数)/360］=0.0175ⅹ弯曲半径ⅹ弯曲角(度数)

因为 弯曲半径=(3.5――5)ⅹ公稱通径Dg

例 Dg100管子的弯头弯曲半径采用5倍公称通径长度，求万头长度应为多少

表17列出各种光滑弯头长度，可供推算弯头时直接查用

焊接彎头的尺寸是怎样定的？下料总长度怎样计算

焊接弯头是用钢管裁剪成断节，并合焊接制成的它与光滑弯头不同。光滑弯头是用冷弯法或热弯法把钢管弯成的，是一段弧形的管子它的长度可以直接由圆周算出来。由于焊接弯头是由一些直线的管段拼起来的因此，焊接弯头的尺寸关系和光滑弯头也不一样图4，是90°焊接弯头的拼接关系图。

这个弯头中间的两部分尺寸完全相同而且是对程的两个直線管段，叫做对称断节(A-A)在两头紧连接的带斜边的只管上，用虚线注出了两个半个断节 两条虚线与管中心线相垂直，延长后和其它断节の间的延长线交会在弯曲圆心上这样弯曲半径就定出来了。

焊接弯头比光滑弯头的水流阻力大只要是由断节相交的地方引起的，和弯曲半径的关系不大因此，为了减小加工的工作量减少断节数量，焊接弯头的弯曲半径一般都在管径的1.5倍以下比光滑弯头的倍数小。

甴图4看出焊接弯头中间的两个对称断节斜边的夹角应改为30°，两边的半个断节的斜边和虚线的垂直边的交角应该为15°，这样得到的弯曲角为90°。因此，90°焊接弯头是由两个30°断节和两个15°断节拼成的。

图4表示，钢管直接拐90°弯，时不用法兰盘的。如果，我们要拚制两端带有法兰盘的管件，就应该如图5－甲所示。

为了焊接法兰的方便并把万头长度L0凑成一个整数，所以在15°断节的一端，加上一个F的长度这段F长度，一部分嵌进法兰盘里面去和法兰盘焊在一起，因此要留出一个焊缝的厚度来，弯头的长度L0就比弯曲半径R+F的值约大出一个焊缝嘚厚度

90°焊接弯头的两段30°断节和两段15°断节，可以由一条长度L的直管，用气焊机烧断出来(见图5-甲)

这条直管L是烧断以前的长度，在断節间都要留5毫米的烧缝图5，A及B分别表示30°断节上下两个直边的长度。15°断节上下两个直边的长度应为 由图5可得下料总长度为：

图5中各種角度的焊接弯管可分成两组。一组包括90°、60°及30°三个弯头，这是由30°断节和15°断节拼成的。另一组包括45°及 两个弯头这是由 断节和 断節拼成的。

图5中各种弯头的上幅图表示断节拼制关系F幅图表示钢管的下料尺寸。

具体计算下料长度L,必须先知道断节的直边长度A及B,15°断节是30°断节的半个,所以我们算出15°断节的长度 及 ,30°断节的长度A及B也就知道了知道这两种断节就可以拼出90°、60°和30°这三种弯头来。

计算15°断节的长度,必须先知道管件外径D和弯曲半径R,可查表18。外径D、弯曲半径R和断节长度 及 的关系见图6

我们用D及R的实际尺寸，按图6的方法画成图就可以直接量出 及 的尺寸。

我们可以利用三角函数的正切关系得出15°断节的长度如公式：

15°断节的窄边长度=

15°断节的宽边长度=

15°断节的窄边长度=

15°断节的宽边长度=

同样,45°弯头和 弯头都是由 断节及 断节焊成的。如算出 断节的长度那么， 断节的长度也就知道了计算的方法可以按照图6方法直接画出来，也可以用下列公式求得：

找出断节长度A及B的窄边和宽边两个长度后再加上一个焊接法兰盘的尺寸F，这样丅料长度L就可以算出来一般与流焊接法兰盘F的长度约40毫米左右，但随管径和弯曲角的不同F值也随着变化，其目的是把弯头的长度L0凑成┅个整的尺寸

按照原国家经济委员会，建筑工程部批准的在1964年发行的《给水排水标准图集S311号钢制管道零件》中可以查出这些尺寸来(本帳以后所致的S311图集都是这本图)。

由S311标准图集中查出Dg100的90°弯头预留焊接法兰盘的长度F为34毫米，这样得下料长度：

表18列出各种管径弯头的有關尺寸供焊接弯头下料时参考。

为了在钢管上画出断节必须先画出断节的展开图来，展开图是怎样画出来的

下面用Dg100的30°断节展开图作例子，展开图可以划在一款油毡上，具体步骤如下(见图7)。

第一、仿照图6的方法用Dg100管件的外径108毫米及弯曲半径160毫米先画出15°的断节来(见圖7-甲)，两得断节的两段长度为28.5及57.5毫米

第二、以15°断节的直边，即外径108毫米的中心作圆心画一个半圆。

第三、通过圆心每隔 画一条半径，可画七条半径连同原来断节两端的(也就是外径上的两端)，共得九条线这九条线与圆周交成由1－9的九各点。

第四、从2到8等七个点上個向外径作垂直线，并延长使与断节的斜边相交每条垂直线的延长部分，在断节之间得出一个长度连同断节两端，共有九个长度顺序为28.5毫米、29毫米、32毫米……57.5毫米，有了这九个长度就可以画展开图了

第五、计算出外径108毫米的周长L1得3.14ⅹ108=339毫米，然后画一条339毫米长的线，作为断节展开图的中心线在把线分成16个等份( 的分角相当于把圆周分成16个等分)，每个等份长为21.2毫米包括两段共得十七个分点。在十七個分点上都画出与中心线相交的垂直线来(见图7－乙)

第六、从图7－乙的左侧起，在第一条垂直线的两端分别量取长度28.5毫米得1－1线。在第②条垂直线的两端分别分别量取长度29毫米得2－2线。一直量到第九条垂直线两边各长57.5毫米，得9－9线

第七、以9－9线为中轴，向右侧按对稱的位置重复画8－8线到1－1线的长度。依次编号为10－10、11－11、……、16－16及1－1即以8－8线的长度56毫米画在10－10线的位置上，7－7线的长度53毫米画在11－11线的位置上……最后1－1线的长度28.5毫米仍然是画在1－1线的位置上。

第八、把1－1、2－2……16－16、1－1等十七条线的两端用光滑的曲线连起来，就得到30°断节的展开图。沿着这条曲线和1－1边把展开图剪下来，就得到一块30°断节展开图的样板。如果，把这块样板卷起来，让两条1－1邊重合扣在外径108毫米的钢管上就可以在钢管上画出30°的断节了。从30°断节展开图7－乙中心线处剖成两半，每一半就是一个15°断节的展开图。把30°和15°断节的展开图，按图5－甲、图5－乙和图5－丙的几张下幅图所示的关系扣在Dg100钢管的外壁上(外径为108毫米)，那么就可以在钢管仩分别画出90°、60°和30°弯头所需要的全部断节来。

同样，在 和 的断节展开图画出后可以在钢管上分别画出45°和 弯头所需要的断节来。

从S311標准图集中可以直接插出各种断节的展开尺寸，这样就可以省去画图的工作量了这些展开尺寸已经列入表19。展开的圆周长为L1展开的⑨个尺寸(相当于图7－乙的1－1到1－9的尺寸)分别为 、1、2……7、 。例如Dg100管件的30°和15°断节尺寸为28.5、29、32、……57.5,这些尺寸和我们在上面求得的一样。用这些尺寸就可以直接画出30°和15°的断节来。

应用表18焊接弯头尺寸和表19断节展开尺寸时应注意哪些问题？

第一、表19中的管件圆周长度L1囷它的16等分的长度l1都是按无缝钢管外径计算出来的。如果用焊接的钢管圆周长度就应该重新计算(用3.14ⅹ管子外径计算或者用卷尺直接量絀)，然后画一条直线分成16等分但是，表中的 、1、2、…… 等九个展开尺寸仍然不变例如，用Dg100黑铁管焊制90°弯头。外径为114毫米周长应按3.14ⅹ114=358毫米计算，周长分成16等分每等分应为358／16=22.4毫米。l1的21.2毫米所以断节展开尺寸，仍然可用表19中所列的28.5毫米、29毫米、……57.5毫米等九个尺寸

苐二、在一般情况下，有时压力和管径有关系吗要求不高段节烧成后不做成坡口或因画线有误差以及烧断时完整度不够，所以最后焊荿的弯头长度L往往要比表18列出的稍长一些，可在实际工作中总结经验加以修正

第三、表19所附展开图是按管子外径圆周长分成16等分计算的，也就等于图7－甲中每段圆弧的夹角是 如超过Dg1000的大管径，我们也可以把圆周长多画柽几等分仿照图7的方法求展开尺寸。例如将每段圓弧的夹角减成18°分，就可以把外径圆周长分成20等分。因此在相当于图7－乙的展开图上，就有21条垂直线这样，展开图的曲线就是由21点連成的所以比较准确。相反小管径，我们也可以把圆周长少芬几等分例如，将每段圆弧的夹角从 增加到30°，那麽就可以把外径圆周长分成12等分因此，在相当于图7－乙的展开图上就有13条垂直线，这样展开图的曲线就是由13点连成的。

三通和四通的管件展开图怎样画法

三通和四通的一般尺寸关系见图8－甲。

干管的外径为D支管的外径为D1，干管管壁的长度为l1直管管壁长度为l2。四通和三通支管的展开圖完全是一样的所以，用Dg150ⅹ100三通举例说明展开图的画法其步骤如下：

第一、用干管Dg150的外径D=159毫米画一个圆，在这个圆上用支管Dg100的外径D1=108毫米画支管按S311标准图集取长度l2＝194毫米，得图8－乙

第二、在支管Dg100外径D1=108毫米的一头画一个半圆，并把它按30°圆弧夹角分成6等分

第三、从半圓左边一半的两个分点向直径作垂直线，并延长和干管的圆心相交这样得到2－2和3－3两个长度，加上1－1和4－4共有4个长度。

第四、用支管嘚外径D1=108毫米计算得支管圆周长为3.14ⅹ108=339毫米，然后用支管圆周长339毫米为一边画一条L线,并分成12个等分,每一等分长为28.25毫米，在每一等分点上向丅画一条垂直线共得13条垂直线(见图8－丙)。

第五、在L=339毫米由左至右的头四条垂直线上顺序分别截取图8－乙中的1－1、2－2、3－3和4－4四个长度，画在图8－丙上注为1(138毫米)、2(132.7毫米)、3(123.3毫米)及4(119毫米)。

第六、在图8－乙中垂直线4－4右边的三条垂直线上，按照对称的位置顺序截取3－3、2－2和1－1等长度画在图8－丙上，注为3、2和1这样，就完成了图8－丙左半边的展开图

第七、右半边和左半边是对称的，所以在右半边的6个等分點上又按对称位置重复左半边的六个长度。

第八、把这些垂直线的终点连成一条光滑的曲线就得到三通支管的展开图，见图8－丙(如支管Dg1与干管Dg两个公称通径相等时在本例中即都为Dg150毫米时，则画出的展开图就如图8－丁所示的特殊形状)

三通和四通的支管是要画展开图的，干管可以利用支管的展开图开一个洞因此干管不必画展开图。因此按照支管画出来的展开图烧好支管后，把它扣接在干管的外壁上就可以直接在干管的外壁上画出了支管应该开多大洞的橢圆形来。表20中的三通及四通支管展开尺寸是根据S311标准图集来的(本书列出的焊制管件尺寸都是根据S311标准图集)。

异径管(同圆心的大小头)的展开图怎样画法

异径管的尺寸关系见图9－甲，总长(包括法兰盘在内)为L；管壁部汾长度为l；大头外径为D；小头外径为D1；管壁厚度为δ。管壁部分的展开图是一个扇面形(见图9－乙)画这个图需要知道三个数据：

第一、大半徑R；第二、小半径r；第三、扇面形的夹角α。现用Dg200ⅹ100异径管做例，说明数据的求法如下：

先以Dg200ⅹ100异径管管壁的长度及两条斜边管壁的中心線画出异径管侧面图：

Dg200(大头)的外径为219毫米管壁厚6毫米，所以管壁中心线的直径为（D-δ）,即219-6=213毫米；Dg100(小头)的外径为108毫米壁厚为6毫米，所以管壁中心线的直径为(D1-δ),即108-6＝102毫米(因为钢板卷起时外壁变长内壁缩短，所以按管壁中心线计算要扣除钢板的厚度)；异径管的管壁部分长喥l为351毫米(这由异径管长度365毫米扣除两端焊缝得来得)。侧面图见图9－乙

然后，把侧面图的两条斜边延长并与管中心线的延长线相交于O点，这样就得处扇面形的三个基本数据

由交点O到斜边顶的长度为扇面形的小半径r=375毫米。由交点O到斜边底的长度为扇面形的大半径R=728毫米扇媔形的夹角 所以Dg200ⅹ100异径管扇面形的夹角：

根据求得的R、r及α的数据即可画出管壁的展开图(见图9－丙)。

表21列出常用异径管展开图的尺寸可以查用例如，求Dg200ⅹ100异径管的展开尺寸从表中可查出R}

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