铜管压力损失
不同管径和流量下铜管压力损失的参考数据。
概述
Engineering ToolBox — 工程技术应用的设计与工程资源、工具和基础信息！
铜水管中的压力损失是管道系统设计中的首要考虑因素。本参考资料涵盖按 ASTM B88 制造的 K、L 和 M 型无缝铜管，它们因壁厚和服务等级而异。K 型壁最厚，适用于高压和地下应用；L 型是大多数家用配水的标准选择；M 型壁最薄，仅限于住宅和低压用途。
这些管道中的摩擦（主要）损失通常使用Hazen-Williams 方程估算，粗糙度系数为 C = 145，反映了新铜的光滑内表面。
关键公式
Hazen-Williams 压力损失（英制）
这给出每 100 ft 直管的摩擦压力损失（以 psi 为单位），其中 Q 以 gpm 为单位，D 为以英寸为单位的内径。
由流量计算流速
速度对于铜管道中的侵蚀控制和噪音预防至关重要。
变量
| 符号 | 说明 | 单位 |
|---|---|---|
| ΔP | 每 100 ft 的压力损失 | psi |
| Q | 体积流量 | gpm |
| C | Hazen-Williams 粗糙度系数 | — |
| D | 内径 | in |
| v | 流速 | ft/s |
| A | 横截面积 | in² |
计算器：流速
铜管中的流速
单位换算器
原始来源包含单位换算器部分。此迁移后的换算器将压力损失、水流量、管径和速度单位集中在一起，用于铜管选型。
铜 Tube 压力 Loss 单位 转换器
铜管尺寸 — ASTM B88
外径 (in) | (in) | (in) | (in) | |
|---|---|---|---|---|
| 3/8 | 0.5 | 0.402 | 0.43 | 0.45 |
| 1/2 | 0.625 | 0.527 | 0.545 | 0.569 |
| 3/4 | 0.875 | 0.745 | 0.785 | 0.811 |
| 1 | 1.125 | 0.995 | 1.025 | 1.055 |
| 1-1/4 | 1.375 | 1.245 | 1.265 | 1.291 |
| 1-1/2 | 1.625 | 1.481 | 1.505 | 1.541 |
| 2 | 2.125 | 1.959 | 2.009 | 2.049 |
| 2-1/2 | 2.625 | 2.435 | 2.495 | 2.527 |
| 3 | 3.125 | 2.907 | 2.981 | 3.017 |
| 4 | 4.125 | 3.859 | 3.933 | 3.981 |
来源: ASTM B88
压力损失参考 — L 型铜（每 100 ft 的 psi）
流量速率 (gpm) | 1/2" (ID 0.545 in) (psi/100ft) | 3/4" (ID 0.785 in) (psi/100ft) | 1" (ID 1.025 in) (psi/100ft) | 1-1/4" (ID 1.265 in) (psi/100ft) | 1-1/2" (ID 1.505 in) (psi/100ft) | 2" (ID 2.009 in) (psi/100ft) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | 0.7 | 0.2 | — | — | — |
| 2 | 10.1 | 2.4 | 0.8 | 0.3 | — | — |
| 3 | 20.7 | 5 | 1.5 | 0.6 | 0.3 | — |
| 4 | 34.3 | 8.4 | 2.6 | 1 | 0.5 | — |
| 5 | 51 | 12.6 | 3.8 | 1.5 | 0.8 | 0.2 |
| 8 | — | 29.3 | 8.9 | 3.5 | 1.8 | 0.5 |
| 10 | — | 44 | 13.4 | 5.3 | 2.7 | 0.8 |
| 15 | — | — | 27.8 | 11 | 5.6 | 1.6 |
| 20 | — | — | 46.5 | 18.4 | 9.3 | 2.7 |
| 25 | — | — | — | 27.6 | 14 | 4.1 |
| 30 | — | — | — | 38.6 | 19.5 | 5.7 |
来源: engineeringtoolbox.com
压力损失参考 — K、L 和 M 型
原始来源以图像表格形式保留了 K、L 和 M 型铜管的压力损失数据。下方交互式表格使用 C = 145 的 Hazen-Williams 关系式和上面列出的 ASTM B88 内径表示相同的比较。K 型内径最小，因此压力损失最高；在相同公称尺寸和流量下，M 型内径最大，压力损失最低。
流量 (gpm) | (psi/100 ft) | (psi/100 ft) | (psi/100 ft) | |
|---|---|---|---|---|
| 1/2 | 1 | 3.57 | 3.04 | 2.45 |
| 1/2 | 2 | 12.86 | 10.95 | 8.84 |
| 1/2 | 3 | 27.2 | 23.17 | 18.7 |
| 3/4 | 3 | 6.35 | 4.91 | 4.19 |
| 3/4 | 5 | 16.32 | 12.61 | 10.77 |
| 3/4 | 8 | 39.04 | 30.18 | 25.79 |
| 1 | 5 | 4.41 | 3.81 | 3.32 |
| 1 | 10 | 15.88 | 13.72 | 11.94 |
| 1 | 20 | 57.2 | 49.41 | 43 |
| 1-1/2 | 20 | 10.08 | 9.31 | 8.29 |
| 1-1/2 | 30 | 21.32 | 19.69 | 17.54 |
| 2 | 30 | 6.5 | 5.74 | 5.21 |
| 2 | 50 | 16.72 | 14.77 | 13.4 |
| 3 | 100 | 8.2 | 7.25 | 6.84 |
| 4 | 200 | 6.55 | 5.97 | 5.62 |
来源: engineeringtoolbox.com
铜管 K、L 和 M 型的压力损失
压力损失参考 — L 型铜 — 速度比较
L 型铜的摩擦损失与流量
速度指南
限制水流速度可防止侵蚀-腐蚀、减少噪音并延长管道使用寿命。
| 用途 | 最大速度 |
|---|---|
| 冷水 | 8 ft/s (2.4 m/s) |
| 最高 140°F（60°C）的热水 | 5 ft/s (1.5 m/s) |
| 140°F（60°C）以上的热水 | 2–3 ft/s (0.6–0.9 m/s) |
超过这些限度会加速铜的点蚀，尤其是在溶解氧侵蚀性增强的高温下。
管件和阀门
原始来源指出，铜管管件和阀门中的压力损失可以表示为等效管长。在实际选型中，在应用压力损失表或计算器之前，将弯头、三通、变径、阀门、过滤器和流量计的等效长度添加到实测直管长度上。
以 pdf 文件下载图表：ASTM B88 铜管中的压力损失 — K 型。
下载并打印来源图：ASTM B88 铜管中的压力损失 — K 型。当系统包含许多管件时，还应交叉核对配套来源参考铜管 — 管件和阀门中的压力损失以等效管长表示。
还原的原始源表
以下表格还原自原始来源页面，以保留完整的参考数据。
原始源图
以下原始来源图像予以保留，以免丢失视觉参考资料。当图像包含图表或表格数据时，其提取值已呈现在页面的表格、计算器或交互式图表中；其余图像保留为视觉来源参考。
工程要点
- Hazen-Williams 局限性。 该方程是适用于常温水和湍流的经验关联式。不适用于粘性流体、气体或超出典型家用管道范围的极端温度。
- 粗糙度系数 C = 145 适用于新的、清洁的铜。随着时间的推移，侵蚀性水中的矿物水垢或脱锌会降低 C，增加损失。一些设计师使用 C = 130–140 作为保守的长期值。
- 管件和阀门会增加显著的局部损失。等效长度法是标准方法：每个管件被赋予一段等效直管长度。典型值范围从 90° 弯头的 0.5 ft 到闸阀的 10+ ft，取决于尺寸。
- 型号选择很重要。 对于相同公称尺寸，K、L 和 M 型的内径不同。L 型的内径比 K 型大约 3%；M 型比 K 型大约 5%。在相同流量下，这些差异会使压力损失值变化几个百分点。
- 海拔和温度修正。 水的密度和粘度随温度和海拔变化。对于 5,000 ft 以上或温度与 60°F 显著不同的精确工作，请对基础 Hazen-Williams 结果应用修正系数。
参考资料
- 原始来源 — Engineering ToolBox：铜管中的压力损失
- ASTM B88 — Seamless Copper Water Tubes
- Hazen-Williams equation with C = 145 for copper tubing