管径计算（重力流/压力流） 使用指南
按压力流（Hazen-Williams）或重力流（Manning）两类工况，由设计流量、水温、管长与管材反算所需管径，并推荐相邻标准 DN 规格。
计算公式与原理
压力流（Hazen-Williams）：D = [10.67·L·Q^1.852 ÷ (C^1.852·hf)]^(1/4.87)；重力流（Manning）：D = [Q·4·n·4^(2/3) ÷ (π·√S)]^(3/8)；流速 V = Q ÷ (πD²/4)；雷诺数 Re = V·D ÷ ν
由设计流量反算管径，分两类工况：压力流按 Hazen-Williams 公式以流量、管长、粗糙系数 C 与允许水头损失求直径；重力流按 Manning 公式以流量、糙率 n 与底坡 S 求直径。算出理论内径后按标准 DN 序列向上取整，并给出流速与雷诺数用于复核流态。水温用于查运动粘度以计算雷诺数。
使用步骤
- 填写「流量 Q (L/s)」。
- 填写「水温 (°C)」。
- 填写「管材（Hazen-Williams C 值）」。
- 填写「C 值」。
- 填写「管材（Manning n 值）」。
- 填写「n 值」。
- 填写「管长 L (m)」。
- 填写「允许水头损失 hf (m)」。
- 填写「坡度 S (‰)」。
- 结果区会即时更新；可一键复制结果用于记录或汇报。
典型使用场景
- 压力管道选径：给定流量与允许水头损失，按 Hazen-Williams 反算内径并选标准 DN。
- 重力流管道选径：给定流量与底坡，按 Manning 公式求管径，用于自流输水与排水。
- 已有管道校核：算出流速与雷诺数，判断是否落在经济流速区间、流态是否合理。
算例参考
- 压力流管道选径（铸铁管）：流量 30 L/s、管长 500 m、水温 20 ℃、旧铸铁管 C = 100、允许水头损失 5 m：按 Hazen-Williams 算得理论内径 ≈ 191 mm，向上取标准 DN200；对应管内流速 = 0.03 ÷ (π × 0.2²/4) ≈ 0.96 m/s，落在 0.6~1.5 m/s 经济流速区间内，选径合理。
注意事项
结果为按上述公式得到的理论估算值，实际表现受数据分布、实现细节与运行环境影响，落地决策请以实测为准；本工具纯前端运行，输入不上传服务器。
- 压力流与重力流怎么选？
- 有泵加压输送选压力流，按 Hazen-Williams 以允许水头损失反算管径；靠地形高差自流选重力流，按 Manning 以底坡反算管径。两者粗糙系数含义不同：前者用 C（越大越光滑），后者用 n（越小越光滑）。
- 粗糙系数怎么取？
- 与管材和新旧程度有关：新铸铁管 C≈130、旧铸铁管 C≈100、PVC 约 140~150、混凝土管约 100~120；Manning 糙率 n 新管约 0.011~0.013、旧管可达 0.015 以上。工具按所选管材自动带入。
- 为什么推荐取相邻标准 DN？
- 算得的理论内径通常不是标准值，实际需按 DN 序列选取；选小会提高流速、增大水头损失与噪声，选大会增加投资，故给出相邻标准规格并附流速供权衡。