赫兹-威廉方程式

✍ dations ◷ 2025-06-16 01:54:27 #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：

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

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

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

其中

摩擦水头损失之计算

原式：

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

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

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

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

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

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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