什么是Hazen-Williams方程(the Hazen-Williams Equation)？
Hazen-Williams方程是一個公式，用于計算流體在流經管道時，由于與管道內表面、管道內徑的摩擦，環境壓力下降了多少，以及流體的流速。在過去，當流體流動為湍流時，工程師通常會采用這種流速降低法，因為它可以很好地近似計算速度...
Hazen-Williams方程是一個公式，用于計算流體在流經管道時，由于與管道內表面、管道內徑的摩擦，環境壓力下降了多少，以及流體的流速。在過去，當流體流動為湍流時，工程師通常會采用這種流速降低法，因為它可以很好地近似計算速度損失。這個公式相對簡單，但它的有效使用有幾個限制因素，個人電腦的出現使它在很大程度上已經過時。
Hazen-Williams方程可用于灌溉系統用于輸送流體的水管系統都有所謂的水頭損失，水頭損失是流體在與管壁和其他管道障礙物相互作用時，由于流體內部的摩擦而產生的高度、速度和壓力損失的總和，作為這些相互作用引起的湍流的一個副作用，水頭損失也基于現有的摩擦系數，該系數是根據所用管道材料的類型和流體流動的速度來計算的。摩擦系數可以在80到130之間或更多，這種變化性使得Hazen-Williams方程僅僅是一個粗略的計算對于壓降。工程師們接受使用Hazen-Williams方程計算體積流量的典型限制因素。這些因素包括流體必須具有的限制粘度至少為113厘斯托克，這是水在60華氏度（15.5攝氏度）的室溫下顯示的數值。管道直徑必須大于2英寸（5.08厘米），流速不能超過每秒10英尺（每秒3.05米）Hazen-Williams方程中通常使用兩個公式，一個基于經驗或實驗數據和英制單位，另一個使用標準國際單位。英制公式為hf=0.002083 L（100/C）1.85 x（gpm1.85/d4.8655），其中"hf"等于以英尺為單位的水頭損失，"L"表示以英尺為單位測量的管道長度，"C"是管道材料類型的摩擦系數。"Gpm"表示每分鐘加侖數，根據通過管道的測量加侖流量計算得出，"d"表示在管壁上發生堆積或腐蝕之前管道的初始內徑，公式中的值100表示無量綱Hazen-Williams系數。標準國際單位公式只是用公制單位計算水頭損失（也稱為摩擦壓降）的另一種方法。它表示為ΔP=1.1101 x 1010（Q/C）1.85 1/D4.87，其中"ΔP"是壓力降（單位：千帕/米），"Q"是流體的流速（單位：立方米/小時），"D"是管道內徑，"C"是無量綱的Hazen-Williams系數。雖然Hazen-Williams系數的標準為100是常規的，如果管道使用年限為10至15年，由于管道中的礦物質沉積和腐蝕增加了摩擦水平和湍流，通常可以用75代替在缺乏更精確的計算機計算的情況下，Hazen-Williams方程仍然適用于許多類型的液體流量系統。它可用于消防噴淋系統和灌溉系統，或建筑物或市政供水網絡。這是因為現在在公式中輸入的管道材料類型存在一些已確定的摩擦系數，例如130的黃銅和銅管，150的聚氯乙烯（PVC）管，120的鋼管，此外，每一個數值都有一定的余地，因為它是基于管道老化過程中管道內表面變形的近似值。如果需要更精確的數值來測量除水以外的其他物質的水頭損失或流體流動，則采用達西-韋斯巴赫方程，它使用了一個更精確的摩擦系數，從一個包含雷諾數的穆迪圖中計算出來。
Hazen-Williams方程可用于灌溉系統用于輸送流體的水管系統都有所謂的水頭損失，水頭損失是流體在與管壁和其他管道障礙物相互作用時，由于流體內部的摩擦而產生的高度、速度和壓力損失的總和，作為這些相互作用引起的湍流的一個副作用，水頭損失也基于現有的摩擦系數，該系數是根據所用管道材料的類型和流體流動的速度來計算的。摩擦系數可以在80到130之間或更多，這種變化性使得Hazen-Williams方程僅僅是一個粗略的計算對于壓降。工程師們接受使用Hazen-Williams方程計算體積流量的典型限制因素。這些因素包括流體必須具有的限制粘度至少為113厘斯托克，這是水在60華氏度（15.5攝氏度）的室溫下顯示的數值。管道直徑必須大于2英寸（5.08厘米），流速不能超過每秒10英尺（每秒3.05米）Hazen-Williams方程中通常使用兩個公式，一個基于經驗或實驗數據和英制單位，另一個使用標準國際單位。英制公式為hf=0.002083 L（100/C）1.85 x（gpm1.85/d4.8655），其中"hf"等于以英尺為單位的水頭損失，"L"表示以英尺為單位測量的管道長度，"C"是管道材料類型的摩擦系數。"Gpm"表示每分鐘加侖數，根據通過管道的測量加侖流量計算得出，"d"表示在管壁上發生堆積或腐蝕之前管道的初始內徑，公式中的值100表示無量綱Hazen-Williams系數。標準國際單位公式只是用公制單位計算水頭損失（也稱為摩擦壓降）的另一種方法。它表示為ΔP=1.1101 x 1010（Q/C）1.85 1/D4.87，其中"ΔP"是壓力降（單位：千帕/米），"Q"是流體的流速（單位：立方米/小時），"D"是管道內徑，"C"是無量綱的Hazen-Williams系數。雖然Hazen-Williams系數的標準為100是常規的，如果管道使用年限為10至15年，由于管道中的礦物質沉積和腐蝕增加了摩擦水平和湍流，通常可以用75代替在缺乏更精確的計算機計算的情況下，Hazen-Williams方程仍然適用于許多類型的液體流量系統。它可用于消防噴淋系統和灌溉系統，或建筑物或市政供水網絡。這是因為現在在公式中輸入的管道材料類型存在一些已確定的摩擦系數，例如130的黃銅和銅管，150的聚氯乙烯（PVC）管，120的鋼管，此外，每一個數值都有一定的余地，因為它是基于管道老化過程中管道內表面變形的近似值。如果需要更精確的數值來測量除水以外的其他物質的水頭損失或流體流動，則采用達西-韋斯巴赫方程，它使用了一個更精確的摩擦系數，從一個包含雷諾數的穆迪圖中計算出來。
- 發表于 2020-08-17 16:18
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