第六節　變管徑多口出流管道水頭損失計算

一、概念

多口出流管道在輸水過程中，其流量沿程不斷減少，為節省管材，降低工程投資，可將管道分成不同管徑的管段，串聯成變管徑管道，管徑自上而下減小，見圖5-7。

二、水頭損失計算方法

變徑多口出水管水頭損失等于各變徑管段水頭損失之和。

為了應用多口系數法計算各變徑管段水頭損失，將任意管段至全管末端想象成與計算管段相同直徑的多出水口管，并稱之為虛擬多口管。任意變徑管段水頭損失等于該虛擬多口出流管與計算管段末端以下虛擬多口管水頭損失之差。

【計算示例5-6】

有一PVC等間距出水口支管，總長L＝100m，每個出水口流量qa＝500L/h，管道進口段和出水口間距均為5m，自下而上分為3段，長度分別為：L1＝30m，L2＝30m，L3＝40m，內徑分別為D1＝25mm，D2＝35mm，D3＝40mm。試求各管段水頭損失和支管水頭損失。

解：引進式（5-24）計算各虛擬管道沿程水頭損失。各虛擬管段出水口數：＝20；。查表5-2，m＝1.77，f＝0.948×105；查表5-4，x＝1各管段相應的多口系數分別為F19＝0.388；F11＝0.408；F5＝0.467。取局部水頭損失加大系數k＝1.05。

（1）計算管段1水頭損失。引用式（5-24）直接計算管段1水頭損失。因為1，則：

引用式（5-27）直接計算管段1水頭損失：

（2）計算管段2水頭損失。按式（5-38），并引用式（5-24）計算管段2水頭損失：

或按式（5-38），并引用式（5-27）計算管段2水頭損失：

（3）同理計算管段3水頭損失：

（4）計算支管水頭損失。當按式（5-24）計算時：

ΔH支＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝1.263＋1.715＋3.459＝6.437m

當按式（5-27）計算時：

ΔH支＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝1.259＋1.708＋3.450＝6.417m

由上面計算示例可知，采用多口管道水頭損失采用通用多口系數法［式（5-24）］和全等距多口系數法［式（5-27）］建立的全等距多口管水頭損失計算公式計算結果，相差極小，這對于噴微灌工程設計是可以忽略的。因此，噴微灌工程設計時設計者可以按照自己的習慣和方便選擇其中任一種方法。