流体力学计算
管路压降、管径反算、局部阻力、泵扬程和水箱排水估算
管道阻力与雷诺数计算适用场景
本工具基于 Darcy-Weisbach 公式估算管道沿程水头损失、压力损失、流速和雷诺数，适合给排水、冷却水、压缩空气和一般流体管路初步选型。
流体物性参数
• 流速 v = 4Q/(πD²)
• 雷诺数 Re = ρvD/μ
• 沿程阻力 hf = f(L/D)v²/(2g)
- •推荐经济流速：给水 1~3m/s，排水 0.6~1.5m/s
- ⚠流速 0.35m/s 偏低，可适当减小管径或检查流量是否正确
流体计算使用说明
本页工具适合工程初算和方案对比。管路压降采用 Darcy-Weisbach 公式，湍流摩擦系数采用 Haaland 近似。复杂管网、非牛顿流体、气体可压缩流动和泵曲线匹配应使用专业软件或厂家数据复核。
常见经验：给水管路经济流速通常取 1~3 m/s；吸入口和重力排水管路宜保守；局部阻力需要把弯头、阀门、入口、出口等全部折算到总 K 值。
管道压降计算里的管径填公称直径还是内径？
必须填实际内径。沿程损失 hf = λ·(L/D)·v²/(2g) 中，流速本身与 D² 成反比，代入后压降对内径的敏感度接近五次方量级 —— 用公称直径代替内径，误差可能达到几十个百分点。焊接钢管、无缝钢管、PE 管的内径都要按管材壁厚从公称直径扣减后填入。
雷诺数 2300 和 4000 这两个界限是怎么来的？
Re = ρvD/μ 是惯性力与黏性力的比值。圆管流动中 Re < 2300 时扰动会被黏性衰减，流动保持层流；Re > 4000 后扰动持续放大，流动为充分发展的湍流；两者之间是过渡区，流态对入口条件、管壁扰动很敏感，压降结果的不确定性明显增大。这是流体力学的通用判别界限，不是某本规范的强制条款。工程上如果算出的 Re 落在过渡区，应当把管径或流量调整开，避开这个区间。
湍流摩阻系数为什么不用 Colebrook 公式直接算？
Colebrook 方程是隐式的（λ 出现在等式两边），必须迭代求解。本页采用 Haaland 显式公式 1/√λ = −1.8·lg[(ε/(3.7D))^1.11 + 6.9/Re]，一步算出结果，在工程常用的 Re 与相对粗糙度范围内与 Colebrook 的偏差约 2 %，对方案阶段的管径与泵选型完全够用。需要更高精度时可用 Colebrook 迭代或专业管网软件复核。
经济流速到底取多少？
给水管路常取 1 ~ 3 m/s 这个量级，但这是工程惯例而不是标准强制值。流速取大，管径小、管材投资省，但压降和泵耗电大，还会带来噪声和冲蚀；流速取小则相反，且过低容易造成杂质沉积。真正的取值要综合管道投资、全生命周期电费、噪声限值和介质腐蚀性确定；泵吸入管、重力排水管应取得更保守。
算泵扬程时，沿程损失和局部损失从哪里来？
本计算器的「管道压降」标签页算沿程损失 hf，「局部阻力」标签页算局部损失 hj，把两者的水头损失（单位 m）分别填进「泵扬程」标签页即可。管路有多条支路时，要按最不利支路（阻力最大的那条）计算，否则该支路末端压力会不够。
泵选型只看扬程和功率就够了吗？
不够。本页算的是扬程与轴功率，还有两件事必须另外核：一是汽蚀余量，装置汽蚀余量 NPSHa 要大于泵的必需汽蚀余量 NPSHr 并留安全量，吸上、高温、低压工况下汽蚀常常先于扬程成为控制条件；二是工作点位置，泵的实际工作点是泵性能曲线与管路特性曲线的交点，扬程留得过多会把工作点推离高效区，白费电还增加汽蚀风险。
水箱排水时间为什么不能用「水量除以流量」？
因为孔口出流量 Q = Cd·A·√(2gh) 随液位 h 下降而不断减小，排水不是恒流量过程。正确做法是对 A_tank·dh = −Q·dt 积分，得到 t = 2·A_tank·(√h1 − √h2)/(Cd·A·√(2g))。另外两个常见错误：液位必须从孔口中心起算而不是箱底；如果孔口后面接了管道和阀门，实际排水会因管路阻力而更慢，要按管路系统重算。
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