8.3 管道水力计算

流经管道的水总是伴随着摩擦造成压力水头损失。摩擦水头损失的大小取决于：

管道尺寸（长度和内径）

管道类型（PVC、铝、钢等）

流经管道的水量

流速

当设计灌溉管道干管或支管时，管道尺寸是根据每秒5英尺的最大水流速度来选择的。如果流速过高，可能会超过管道的额定压力，如突然关闭阀门，造成水锤。对于农业灌溉设计，通过确保流速不超过5英尺/秒来避免水锤问题。

附录B 中的摩擦损失表在尺寸栏中有一条虚线，表示速度为 5 ft/s。使用该表时，需要保持在该线上方，以确保管道流速在安全速度以下，从而最大限度地减少摩擦损失，并减少水锤可能造成的问题。见第8.4节。

帮助提示–支管管道设计

在可能的情况下，支管中允许的摩擦损失不应超过喷头工作压力的10%。因此，在50 psi的标称压力下工作的洒水器将限制沿支管的压力损失为5 psi或更小。将摩擦损失保持在这个范围内将改善系统的均匀性，进而提高系统性能。

使用5英尺/秒规则最初选择支管管道尺寸通常会导致在该公差范围内的支管管道的摩擦损失。如果超出范围，则应为支管部分选择较大的管道尺寸。见例8.5 中的支管摩擦损失计算。

管道摩擦损失

管道摩擦损失是根据管道的特性、管道直径和管道中的流量计算的。最常用的公式是公式8.3 中说明的Hazen-Williams公式。

摩擦系数（C系数）

该系数因所用管道材料的类型而异。管道内壁越光滑，C系数越高。

有用的提示-钢管的摩擦损失

对于农业灌溉系统，由于成本较低，旧钢管比新钢管更常用。如果使用新钢管，应使用附录表B.2（老化钢管的摩擦损失）计算摩擦损失。新钢管一般使用几十年，而且会老化。因此，建议在系统设计时采用旧钢管的摩擦损失，以保证摩擦损失得到补偿。

附件和局部水头损失

计算干管摩擦损失时，必须考虑管道长度和附件损失。局部水头损失可拟合成沿程摩擦水头损失，由当量直管长度确定。附录表B.9 给出了钢附件的等效长度，附录表B.10 给出了塑料附件的等效长度。

有用提示-其他配件的摩擦损失

如果未准确计算管件损失，则应将20%的附件局部杂项损失添加到管道摩擦水头损失计算中。请记住，系统中的总摩擦损失不应超过工作压力的10%。

支管摩擦水头损失

在例8.5中，通过计算每个管段的损失来确定支管摩擦损失。如果管道尺寸相同，可使用系数确定支管摩擦损失。一般摩擦损失（公式8.3）假设所有的水都被输送到管道末端。如果喷头出口出水量相同且间距一致，则可以使用一个系数来计算支管摩擦损失。系数F（1）适用于从第一个喷水装置是喷头间距的全长开始的支管。系数（F 1/2）适用于第一个喷水装置上以一半间距开始的支管。