水泵沥青涂层铸铁管和钢管塑料管
前面已经指出,管道摩阻并不是一门精确的科学。一些研究文献给出了包括
制造公差和特定老化过程影响在内的管道摩擦阻力的可能变化。例如,美国水力
研究所估计,摩阻系数的变化,钢管可达-5至+10%,沥青涂层铸铁管道可达-5
至+5%。这导致一些设计师对管道设计采用更大的安全系数。
这些摩阻系数的变化并不起因于老化。由于老化而增加的摩阻损失,没有一
般的估计可以提供。管道的老化或直径或内壁粗糙度的变化受当地条件影响,对
此,管道设计师必须做出评估。
美国钢铁协会编制了钢管的手册,提供钢管内水流流动的资料。本手册是基
于系数C为140的哈森威廉姆斯管道摩阻公式。这对不暴露在含氧水中的新管是合
理的,且对抗腐蚀的涂覆钢管是可以接受的。本手册对于钢管的使用和安装确实
提供了很好的资料。
塑料管
大多数供水企业都在使用塑料管道。就成本而论,它在一些装置上可以显示
独特的优势。对于可能使钢管易于生锈的富氧水系统它有确定的优势。从这些管
道的主要制造商那里,可以获得塑料管材和管件的压力/温度等级。水系统使用的
热塑性塑料管道由管PVC(聚氯乙烯)40号和80号、CPVC(氯化聚氯乙烯)40号和80
号管和高密度聚乙烯(HDPE)制成。
塑料管道的水流阻力低于钢管。塑料管行业的标准采用系数C为150的哈森威
廉姆斯公式,计算管道摩阻。管件损失以当量管道长度计算。正在对管件进行仔
细研究。许多尖锐半径的配件可以生成大于同类钢管配件的附件损失。这项研究
详见在本章后面的“塑料管道配件”一节。
以下是水系统中比较常见的塑料管道类型。
PVC:聚氯乙烯管:ASTM(美国试验材料学会)D-1784类
12454-B类
CPVC:氯化聚氯乙烯管:ASTM(美国试验材料学会)D-1784类23447-B
HDPE:高密度聚乙烯管:ASTM(美国试验材料学会)3408
PVC和CPVC塑料管道
PVC管多年来一直是市政供水系统首选塑料管。装置运行温度升高时,
CPVC
提供了一个很好的管道材料。这类塑料管道的压力/温度的关系如表3.5所示。
水力冲击和环境温度是塑料管必须考虑的因素;相对于设计同等大小的钢
管,设计塑料管必须更为谨慎细心。
像其他类型的管道一样,查询管道摩阻表之前必须核对管道的内径。表3.6提
供了40号和80号的PVC、CPVC管的内径。40号PVC、CPVC管道的摩阻损失如
表3.7所示,80号PVC和CPVC管道在表3.8。表3.9提供了HDPE管的额定压力,
表3.10则是铸铁管道的额定压力。
HDPE(高密度聚乙烯)管
HDPE管已经发展为提供具有不同物理功能的塑料管道,并在市政供水等方面
广泛应用。ASTM(美国试验材料学会)3408给出各种HDPE管道在不同温度下的额
定压力,如表3.9所示。这适用于所有尺寸的管道,一个16”设计成SDR11(标准尺
寸比)管道与一个11/4"的用于建筑的SDR11管道的额定压力等级相同。