管徑計算（重力流/壓力流） 使用指南
按壓力流（Hazen-Williams）或重力流（Manning）兩類工況，由設計流量、水溫、管長與管材反算所需管徑，並推薦相鄰標準 DN 規格。
計算公式與原理
壓力流（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)；雷諾數 Re = V·D ÷ ν
由設計流量反算管徑，分兩類工況：壓力流按 Hazen-Williams 公式以流量、管長、粗糙係數 C 與允許水頭損失求直徑；重力流按 Manning 公式以流量、糙率 n 與底坡 S 求直徑。算出理論內徑後按標準 DN 序列向上取整，並給出流速與雷諾數用於複核流態。水溫用於查運動粘度以計算雷諾數。
使用步驟
- 填寫「流量 Q (L/s)」。
- 填寫「水溫 (°C)」。
- 填寫「管材（Hazen-Williams C 值）」。
- 填寫「C 值」。
- 填寫「管材（Manning n 值）」。
- 填寫「n 值」。
- 填寫「管長 L (m)」。
- 填寫「允許水頭損失 hf (m)」。
- 填寫「坡度 S (‰)」。
- 結果區會即時更新；可一鍵複製結果用於記錄或彙報。
典型使用場景
- 壓力管道選徑：給定流量與允許水頭損失，按 Hazen-Williams 反算內徑並選標準 DN。
- 重力流管道選徑：給定流量與底坡，按 Manning 公式求管徑，用於自流輸水與排水。
- 已有管道校核：算出流速與雷諾數，判斷是否落在經濟流速區間、流態是否合理。
算例參考
- 壓力流管道選徑（鑄鐵管）：流量 30 L/s、管長 500 m、水溫 20 ℃、舊鑄鐵管 C = 100、允許水頭損失 5 m：按 Hazen-Williams 算得理論內徑 ≈ 191 mm，向上取標準 DN200；對應管內流速 = 0.03 ÷ (π × 0.2²/4) ≈ 0.96 m/s，落在 0.6~1.5 m/s 經濟流速區間內，選徑合理。
注意事項
結果為按上述公式得到的理論估算值，實際表現受資料分佈、實現細節與執行環境影響，落地決策請以實測為準；本工具純前端執行，輸入不上傳伺服器。
- 壓力流與重力流怎麼選？
- 有泵加壓輸送選壓力流，按 Hazen-Williams 以允許水頭損失反算管徑；靠地形高差自流選重力流，按 Manning 以底坡反算管徑。兩者粗糙係數含義不同：前者用 C（越大越光滑），後者用 n（越小越光滑）。
- 粗糙係數怎麼取？
- 與管材和新舊程度有關：新鑄鐵管 C≈130、舊鑄鐵管 C≈100、PVC 約 140~150、混凝土管約 100~120；Manning 糙率 n 新管約 0.011~0.013、舊管可達 0.015 以上。工具按所選管材自動帶入。
- 為什麼推薦取相鄰標準 DN？
- 算得的理論內徑通常不是標準值，實際需按 DN 序列選取；選小會提高流速、增大水頭損失與噪聲，選大會增加投資，故給出相鄰標準規格並附流速供權衡。