管道阻力對揚程的影響有多大？ 

有些用戶經過測量，雖然蓄水池或水塔到水源水面的垂直距離還略小于水泵揚程，但還是提水量小或提不上水。其原因常是管道太長、水管彎道多，水流在管道中阻力損失過大。

一般情況下90度彎管比120度彎管阻力大，每一90度彎管揚程損失約0.5-1米，每20米管道的阻力可使揚程損失約1米。此外，有部分用戶還隨意更改水泵進、出管的管徑，這些對揚程也有一定的影響。那，管道阻力對揚程的影響究竟有多大呢？下面，我們來看下方表格。

你是否清楚管道水流產生水力損失的原因？

一、是管壁粗糙的阻滯作用。
二、是水流各流層間的相對運動。

三、是管件內水流局部急劇變化形成的漩渦。管路（網）水力損失由沿程和局部兩部分組成。在工程上，我們必須要計算知道它的數量多少，才能正確地選用水泵，確定所需要的水泵揚程。

管路沿程損失是發(fā)生在水流的全部流程上的摩擦阻力，它與管壁粗糙度、管長、管徑、流速等有關，根據水力學原理，可以建立它的關系式。

沿程損失與管壁粗糙度有關的沿程摩擦系數成正比關系，不同的管材其粗糙度不同，鑄鐵管比較粗糙，沿程摩擦系數就大些；塑料管比較光滑，沿程摩擦系數就小些。與管子長度成正比關系；與管徑成反比關系，就是說，當流量一定時，管徑小、流速快，則沿程損失大；還與流速的平方值成正比關系。當然計算比較繁瑣，簡單的方法可以估算。
　　

管路局部損失是水流在管道中流過底閥、閥門、彎頭、異徑管等配件過程中，由于局部裝置使流型變化；流速方向和大小都改變，而且在流動中出現(xiàn)漩渦，使水流互相碰撞、沖擊。這種局部阻力而引起的水力損失叫做局部損失。

局部損失的大小與流過管道配件處的水流速度平方值成正比，同時，也與配件的形狀和數量有關。配件斷面形狀變化大，數量多，則局部損失就愈大。

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當管路布置方案確定以后，一般都要經過計算方法求得管路損失揚程，然后確定水泵站的設計揚程，才能進行水泵選型。但是計算程序比較復雜，為了簡便起見，計算資料可以編制成表格，以便查表求得。另外，也可以進行粗略估算:損失揚程相當于實際地形揚水高度（測量得知）30%~50%，管徑小、管路短取大值;管徑大、管路長取小值。

可利用現(xiàn)有軟件, 計算出管路沿程損失和管路局部損失, 如義維開發(fā)的的選型軟件系統(tǒng), 以方便計算。

液體在直管中流動時的壓力損失

液體在直管中流動時的壓力損失是由液體流動時的摩擦引起的，稱之為沿程壓力損失，它主要取決于管路的長度、內徑、液體的流速和粘度等。液體的流態(tài)不同，沿程壓力損失也不同。液體在圓管中層流流動在液壓傳動中最為常見，因此，在設計液壓系統(tǒng)時，常希望管道中的液流保持層流流動的狀態(tài)。

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一、層流

層流時的壓力損失

在液壓傳動中，液體的流動狀態(tài)多數是層流流動，在這種狀態(tài)下液體流經直管的壓力損失可以通過理論計算求得。

圓管中的層流

(1)液體在流通截面上的速度分布規(guī)律。

如上圖所示，液體在直徑d的圓管中作層流運動，圓管水平放置，在管內取一段與管軸線重合的小圓柱體，設其半徑為r，長度為l。在這一小圓柱體上沿管軸方向的作用力有：左端壓力p1，右端壓力p2，圓柱面上的摩擦力為Ff。則其受力平衡方程式為：

由式(2-6)可知：

式中：μ為動力粘度。

因為速度增量du與半徑增量dr符號相反，則在式中加一負號。

另外，Δp＝p1- p2

把Δp、式(2-45)代入式(2-44)，則得:

對式積分得：

當r＝R時，u＝0，代入(2-47)式得：

則

由式可知管內流速u沿半徑方向按拋物線規(guī)律分布，最大流速在軸線上，其值為：

(2) 管路中的流量。

圖(b)所示拋物體體積，是液體單位時間內流過通流截面的體積即流量。為計算其體積，可在半徑為r處取一層厚度為dr的微小圓環(huán)面積，通過此環(huán)形面積的流量為：

對式積分，即可得流量q：

（3）平均流速。

設管內平均流速為υ

對比可得平均流速與最大流速的關系：

(4)沿程壓力損失。

層流狀態(tài)時，液體流經直管的沿程壓力損失可從式求得：

由式可看出，層流狀態(tài)時，液體流經直管的壓力損失與動力粘度、管長、流速成正比，與管徑平方成反比。

在實際計算壓力損失時，為了簡化計算，得μ=υdρ/Re，并把μ=υdρ/Re代入，且分子分母同乘以2g得:

式中：λ為沿程阻力系數。它的理論值為λ＝64/Re，而實際由于各種因素的影響，對光滑金屬管取λ＝75/Re，對橡膠管取λ＝80/Re。

紊流時的壓力損失層流流動中各質點有沿軸向的規(guī)則運動。而無橫向運動。       

紊流的重要特性之一是液體各質點不再是有規(guī)則的軸向運動，而是在運動過程中互相滲混和脈動。這種極不規(guī)則的運動，引起質點間的碰撞，并形成旋渦，使紊流能量損失比層流大得多。       

由于紊流流動現(xiàn)象的復雜性，完全用理論方法加以研究至今，尚未獲得令人滿意的成果，故仍用實驗的方法加以研究，再輔以理論解釋，因而紊流狀態(tài)下液體流動的壓力損失仍用式來計算，式中的λ值不僅與雷諾數Re有關，而且與管壁表面粗糙度有關。

二.局部

局部壓力損失

局部壓力損失是液體流經閥口、彎管、通流截面變化等所引起的壓力損失。液流通過這些地方時，由于液流方向和速度均發(fā)生變化，形成旋渦，使液體的質點間相互撞擊，從而產生較大的能量損耗。

突然擴大處的局部損失

局部壓力損失的計算式可以表達成如下算式：

式中：為局部阻力系數，其值僅在液流流經突然擴大的截面時可以用理論推導方法求得，其他情況均須通過實驗來確定；為液體的平均流速，一般情況下指局部阻力下游處的流速。   

管路系統(tǒng)的總壓力損失等于所有沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和，即：

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