第六节　变管径多口出流管道水头损失计算

一、概念

多口出流管道在输水过程中，其流量沿程不断减少，为节省管材，降低工程投资，可将管道分成不同管径的管段，串联成变管径管道，管径自上而下减小，见图5-7。

二、水头损失计算方法

变径多口出水管水头损失等于各变径管段水头损失之和。

为了应用多口系数法计算各变径管段水头损失，将任意管段至全管末端想象成与计算管段相同直径的多出水口管，并称之为虚拟多口管。任意变径管段水头损失等于该虚拟多口出流管与计算管段末端以下虚拟多口管水头损失之差。

【计算示例5-6】

有一PVC等间距出水口支管，总长L＝100m，每个出水口流量qa＝500L/h，管道进口段和出水口间距均为5m，自下而上分为3段，长度分别为：L1＝30m，L2＝30m，L3＝40m，内径分别为D1＝25mm，D2＝35mm，D3＝40mm。试求各管段水头损失和支管水头损失。

解：引进式（5-24）计算各虚拟管道沿程水头损失。各虚拟管段出水口数：＝20；。查表5-2，m＝1.77，f＝0.948×105；查表5-4，x＝1各管段相应的多口系数分别为F19＝0.388；F11＝0.408；F5＝0.467。取局部水头损失加大系数k＝1.05。

（1）计算管段1水头损失。引用式（5-24）直接计算管段1水头损失。因为1，则：

引用式（5-27）直接计算管段1水头损失：

（2）计算管段2水头损失。按式（5-38），并引用式（5-24）计算管段2水头损失：

或按式（5-38），并引用式（5-27）计算管段2水头损失：

（3）同理计算管段3水头损失：

（4）计算支管水头损失。当按式（5-24）计算时：

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

当按式（5-27）计算时：

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

由上面计算示例可知，采用多口管道水头损失采用通用多口系数法［式（5-24）］和全等距多口系数法［式（5-27）］建立的全等距多口管水头损失计算公式计算结果，相差极小，这对于喷微灌工程设计是可以忽略的。因此，喷微灌工程设计时设计者可以按照自己的习惯和方便选择其中任一种方法。