异形管的阻力损失及并联管路的阻力系数

出水管上的异形管主要有扩散管和分岔管等。

（一）扩散管

通常，出水管的经济管径都大于水泵出口的直径。因此，出水管中常用扩散管。扩散管有突然扩散管和逐渐扩散管两类（图7-19）。不同形式和尺寸的扩散管的阻力系数有很大差异，在设计和选择时应该注意。

图7-19　扩散管

（a）突然扩散管；（b）圆锥形逐渐扩散管；（c）流线形逐渐扩散管

突然扩散管的局部损失系数很大，因此，在泵站的出水管中不宜采用。渐扩管的阻力系数与扩散角θ°有很大关系。若用h渐扩=来计算渐扩管的阻力损失，根据水力学试验，其阻力系数可用图7-20表示。由图可知，当扩散角θ=8°时，阻力系数最小（约为0.14）；当θ=45°时，ζ则增加到1，即相当于突然扩散时的阻力系数，当θ=60°～70°时，渐扩管的阻力系数将达到最大值（即ζ＞1.2）。因此，在设计渐扩管时，应特别注意扩散角的选择。

图7-20　渐扩管的阻力系数

（二）弯管

在排灌泵站中，出水管上的弯管是常见的。设计合理的出水管，一般都可以使弯管的角度小于90°。但是，设计不合理时，在同一管道上出现数个90°弯管也是可能的。例如有的泵站为了便于通行，往往在水泵出口处增加2个90°弯管（图7-21）。据有关资料介绍，这样的乙字形组合弯管的阻力系数相当于一个90°弯管的4倍。因此，在布置出水管时应特别注意。(www.xing528.com)

图7-21　出水管不合理的布置形式

1—进水管；2—水泵；3—乙字形弯管；4—出水管

上节已经介绍了不同形状和尺寸的弯管的阻力系数。在设计或选择必要的弯管时，也应选用阻力系数小的形式和尺寸。

（三）并联管路的连接方式

对于多机组、长管路的泵站，为了减少管路投资，常常采用管道并联的方式。在运行中，当灌溉或排水要求的流量小于设计标准年份所需要的流量时；可让并联系统中的部分机组运行，使管路中的流速显著下降，阻力损失大为减小，从而达到节能的目的。但是，由于并联管路的连接方式不同，所造成的能量损失也有很大差异。因此，选择并联方式应予以注意。例如图7-22所示的三台机组并联时，图（a）比图（b）的阻力损失大得多。以图中的1号机组为例，图（a）的阻力系数比图（b）约增大6.91，在流速为3m/s的情况下，阻力损失将增加3.1m。

为了合理地选择并联管路的连接方式，现将并联（合流）接管和分流叉管的阻力系数列入图7-23中。由图可知，图（c）的阻力系数是各种并联方式中最小的一种形式。因此，在布置管路时应注意连接方式。

图7-22　并联管路的两种连接方式

图7-23　合流和分流叉管的阻力系数