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流孔板的经验公式(6)计算值 ξ = 0.019 相近。 据此推断, 对于管道接口为直角边缘缩径的局部阻力系
数可采用节流孔板的经验公式, 对于圆弧边缘缩径可采用钢管焊缝的经验公式。
表 1 管道接口局部阻力系数 ξ 的试验值与经验公式计算值比较
经验公式值 ξ
接口类型 相对凸起高度 δ∕D 试验值 ξ
节流孔板 突缩突扩 钢管焊缝
热熔对接卷边 0.034 0.086 0.190 0.108 0.085
承插口保护环 0.006 0.022 0.019 0.014 0.007
图 9 不同类型管道缩径形变件的局部阻力系数 ξ 变化规律
5 结论
本文提出了当量粗糙度已知和未知两种条件下管道接口局部阻力系数的检测方法, 对聚乙烯管热
熔对接卷边和球墨铸铁聚乙烯复合管承插口保护环两种典型商用管道接口的局部阻力系数进行检测分
析, 得出如下结论:
(1)管道接口缩径的局部阻力作用显著。 聚乙烯管的当量粗糙度 Δ 约为 0.008 mm, DN150 聚乙烯
管热熔对接卷边的凸起高度 δ 约 4.36 mm, 单个接口的局部阻力系数 ξ≈0.086, 折算当量管长为 0.75 m。
球墨铸铁聚乙烯复合管的当量粗糙度 Δ 未知, DN300 球墨铸铁聚乙烯复合管承插接口保护环的凸起高
度 δ 约 1.93 mm, 单个接口的局部阻力系数 ξ≈0.022, 折算当量管长为 0.51 m。
(2)管道接口缩径的局部阻力系数 ξ 与相对凸起高度 δ∕D 和缩径断面的边缘形状有关。 单个接口
的局部阻力系数 ξ 随相对凸起高度 δ∕D 减小而减小。 δ∕D 相同时, 缩径断面为直角边缘(如承插口保护
环)的局部阻力系数较大, 可采用节流孔板的经验公式计算; 缩径断面为圆弧边缘(如热熔对接卷边)
的局部阻力系数较小, 可采用钢管焊缝的经验公式计算。
由于样本数量的有限性, 试验结论尚需在工程实践中进一步验证和完善。 试验没有考虑相邻接口
局部阻力的影响, 其间距阈值不仅与相对间距 l ∕D 有关, 也应与相对凸起高度 δ∕D 有关, 后续将通过
cr
数值模拟等方式进一步研究。
参 考 文 献:
[ 1 ] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 埋地塑料给水管道工程技术规程: CJJ 101—2016[S]. 北京: 中国建
筑工业出版社, 2016.
[ 2 ] KAMAND F Z. Hydraulic friction factors for pipe flow[J]. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 1988,
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