使用方法
- 输入“流量（升每秒）”，例如20。
- 输入“内径（mm）”，例如150，以及“管道长度（m）”，例如300。
- 输入管材的“粗糙系数 C”，例如铸铁填130。
- 读取“管道的水头损失（m）”“每100 m 的水头损失（m）”和“平均流速（m/s）”，然后查看计算过程。
Hazen-Williams 公式
水沿管壁流动时会因摩擦而损失压力。Hazen-Williams 公式给出湍流中管道内水的这种摩擦损失。美国环保署（EPA）的 EPANET 手册以美制单位给出该公式，水头损失以英尺计，流量以立方英尺每秒计。此处的公式是同一方程，以米和立方米每秒表示（EPANET 2 用户手册第3.1节，表3.1，英文）。
hL = K × L × q^1.852 ÷ (C^1.852 × d^4.871)
hL = 管道的水头损失，m
K = 国际单位制中为 10.67（美国环保署的美制形式为 4.727）
L = 管道长度，m
q = 流量，m³/s
d = 内径，m
C = 粗糙系数
v = q ÷ (π d² ÷ 4)，即平均流速，m/s- 流量的指数为1.852：流量加倍，损失变为3.61倍。
- 管径的指数为 −4.871：管径减半，损失约为原来的29倍。
- 手册指出，该公式只能用于水，且只用于湍流。
粗糙系数 C
C 取决于管材。随着管道老化，腐蚀和沉积物会使内壁变得粗糙，因此旧管道所需的 C 值比表中新管的数值更低。EPANET 手册给出了新管的这些数值（表3.2，英文）。
| 新管材料 | C |
|---|---|
| 铸铁 | 130至140 |
| 混凝土或混凝土衬里 | 120至140 |
| 镀锌铁 | 120 |
| 塑料 | 140至150 |
| 钢 | 140至150 |
| 陶土管 | 110 |
本计算器未包括的内容
- 弯头、三通、阀门和管件的局部损失。手册以速度水头上的损失系数处理它们；在短管中，它们可能占总损失的很大一部分。
- 水以外的液体，以及气体。该公式只适用于水。
- 水泵、沿管道的高程变化，以及出口所需的压力。
计算示例：20 L/s，150 mm 管径，300 m 长，C 为130
流量为0.02 m³/s，管径为0.15 m，因此过水面积为 π × 0.15² ÷ 4 = 0.01767 m²，平均流速为 0.02 ÷ 0.01767 = 1.13 m/s。水头损失为 10.67 × 300 × 0.02^1.852 ÷ (130^1.852 × 0.15^4.871) = 2.86 m，即每100 m 管道0.95 m。
| 项目 | 数值 |
|---|---|
| 过水面积 | 0.01767 m² |
| 平均流速 | 1.13 m/s |
| 300 m 的水头损失 | 2.86 m |
| 每100 m 的水头损失 | 0.95 m |
常见问题
钢管应使用多大的 C 值？
对于新钢管，EPA 手册给出的 C 值在140至150之间。对于有沉积物的旧管道，应取更低的数值，因为该表只针对新管。
为什么水头损失以米表示？
损失是摩擦所消耗的水柱高度，因此2.86 m 表示水损失的压力，相当于一个2.86 m 高的水柱所能产生的压力。
计算器是否包括弯头和阀门？
不包括。请另行计算弯头、三通和阀门的损失，因为在管件很多的短管中，它们可能占总损失的很大一部分。
可以用于油或空气吗？
不可以。EPA 手册指出，Hazen-Williams 公式只适用于水，本计算器遵循这一规定。其他液体和气体需要不同的公式，例如达西-魏斯巴赫公式。
我的数据会被发送到服务器吗？
不会。计算在您的浏览器中完成，您输入的内容不会被保存，也不会发送给我们，更不会用于其他用途。
资料来源
数据和文字最近核对于2026年11月10日星期二。