球墨铸铁管系统水力设计

有压球墨铸铁管输水系统的水力计算包括恒定流计算与非恒定流计算。其中，恒定流计算包含管道水头损失、水力坡降线及管道过流能力等内容；非恒定流计算即水力过渡过程计算，应结合启闭阀门、事故停泵、正常启泵、流量调节及压力调节等运行控制工况，经计算合理设置水锤防护方案。

正常运行工况下，压力管道顶部应有不少于2.0m的水柱压力。

恒定流计算

球墨铸铁管道的总水头损失，可按以下公式计算：

h_z=h_y+h_j

式中

h_z----管道总水头损失，m；

h_y----管道沿程水头损失，m；

h_j----管道局部水头损失，m。

管道沿程水头损失宜采用海曾-威廉公式或谢才公式进行计算。

1海曾-威廉公式：

i=h_y/L=10.67q^1.852/C_h^1.852d_j^4.87

式中

i----单位长度管道的水头损失（水力坡降），m/m；

L----管段长度，m；

q----设计流量，m³/s；

C_h----海曾-威廉系数；

d_j----计算内径，m，采用以下公式计算。

d_j=DE-2（e_nom+e_c）

式中     

d_j----计算内径，mm；

DE----插口外径，mm；

e_nom----公称壁厚，mm；

e_c----内衬厚度，mm。

2谢才公式：

i=h_y/L=v²/C²R

式中

v----管道断面水流平均速度，m/s；

C----谢才系数；      6

R----水力半径，m，对于有压圆管道，R=d_j/4.

其中，谢才系数C采用曼宁公式计算：

C=R^1/6/n

式中 

n----管道的粗糙系数，可参照下表取值。

                           球墨铸铁管阻力系数推荐值

管道的局部水头损失可按公式下式计算。

h_j=∑ζv²/2g

式中

ζ----管道系统局部水头损失系数；

g----工程所在地重力加速度，m/s²。

球墨管道水力坡降线及过流能力等其他恒定流计算均应结合管道水头损失及边界条件进行。

非恒定流计算

对于设计流速和运行压力较低且管道较短的简单有压重力流球墨铸铁管输水系统，水锤分析及防护设计可采用水锤经验计算公式或参照同类工程进行；对于管道较长的球墨铸铁管输水系统，水锤分析及防护设计应进行水力过渡过程数值模拟计算分析，确定水锤防护措施；对于重要的或复杂的长距离输水系统，还应进行对比分析计算，确定水锤防护措施。

有压球墨管输水系统经水锤计算分析采用水锤防护措施后，瞬态特性参数应满足下列要求：

1包括最不利工况下水锤压力的球墨管道设计压力不宜超过1.3至1.5倍管道工作压力。

2有压球墨铸铁管输水管道任何部位不应出现水流汽化、液柱分离现象。