赫兹-威廉方程式

✍ dations ◷ 2025-04-02 09:50:34 #赫兹-威廉方程式

赫兹-威廉方程式(英语:Hazen-Williams Equation)又称作海生–威廉公式是一个水力学经验公式,计算不可压缩流于压力管渠之水头损失、流速;该公式应用于给水工程之输水、配水工程、管网设计,且只能用于水流。以公元1905年发表者Allen Hazen与Gardner Stewart Williams命名。

赫兹-威廉方程式之管流流速公式:

V = K C R 0.63 S 0.54 {displaystyle V=KCR^{0.63}S^{0.54}} 与湿周之比值,常以 表示, R = A P {displaystyle R={frac {A}{P}}} 表示, S f = h f l {displaystyle S_{f}={frac {h_{f}}{l}}}

聚氯乙烯塑胶硬直管(PVCP)

若使用 C=100 之 赫兹-威廉方程式图解法,当 C 不为100时可依以下式子转换

Q = Q 100 ( C 100 ) ; D = D 100 ( C 100 ) 0.83 ; S = S 100 ( C 100 ) 1.85 {displaystyle Q=Q_{100}left({frac {C}{100}}right);D=D_{100}left({frac {C}{100}}right)^{0.83};S=S_{100}left({frac {C}{100}}right)^{1.85}}

其中

摩擦水头损失之计算

原式:

V = 0.84935 C R 0.63 S 0.54 {displaystyle V=0.84935cdot Ccdot R^{0.63}cdot S^{0.54}}

因为 Q = V A ; R = D 4 {displaystyle Q=VA;R={frac {D}{4}}} ,由方程式移向、取S倒数次方:

S = 10.66 Q 1.85 C 1.83 D 4.87 {displaystyle S={frac {10.66cdot Q^{1.85}}{C^{1.83}cdot D^{4.87}}}}

又因为 S f = h f l {displaystyle S_{f}={frac {h_{f}}{l}}} ,得到:

h f = 10.66 L Q 1.85 C 1.83 D 4.87 {displaystyle h_{f}={frac {10.66cdot Lcdot Q^{1.85}}{C^{1.83}cdot D^{4.87}}}}

其中

水头损失(英语:head loss)包含

一般而言,水头损失=摩擦损失

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