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所以你需要建造一个管道系统每分钟将500加仑的水从a点输送到B点?没问题，我会打电话给我在ACME Pipe4U的朋友，看看有什么打折的。会出什么问题呢?请继续读下去。
阅读这篇专栏文章不会让你成为管道系统专家，郑重声明，我也不是专家。然而，当我看到一个糟糕的管道系统设计时，我确实知道它。
在本专栏中，我希望对直接影响泵的最常见的管道系统问题有所启发。您可以检查、评估并将您的系统与这些现实问题进行比较。我的评论主要集中在用于泵送无粘性牛顿流体的非浆状应用中的水平离心泵。BETVICTOR体育官网
重要的事情先做
管道系统有什么重要的?管道系统的特性决定了泵在其性能曲线上的运行方式和位置。泵在其曲线上运行的位置将决定其使用寿命、可靠性和总运行成本。所有发生的问题都不可避免地会被错误地归咎于泵，但在98%的情况下，这不是泵的错。从技术上讲，你应该先设计管道系统，然后再找到合适的泵来匹配。泵和相关的系统，就像一场美满的婚姻，必须相互匹配。否则，这将是一个连续不断的充满戏剧性的问题，随之而来的是不必要的开支，最后是离婚。
管的大小
如果你需要以500加仑/分钟(gpm)的流速将水从a点泵到B点，且高度没有变化，那么管道的尺寸应该是多少?你的朋友在廉价管道商店有2.5英寸的管道在出售，所以你决定买你需要的东西。问题是，2.5英寸的管道在流速为500gpm时，每100英尺的管道(记住，你需要将水抽到1000英尺的距离)，摩擦损失约为163英尺(摩擦损失)。你最初在廉价管道上省下的钱将使你在初始泵的成本上付出高昂的代价(可能需要一个两级泵)，但更重要的是随着时间的推移，运行成本。它需要马力(hp)来运行泵，这直接转化为千瓦时(kWh)，当电费到期时，这看起来是一大笔钱。如果你决定使用6英寸的管道而不是2.5英寸的管道，那么你一开始会花更多的钱，但你的工作马力会从估计的280马力(BHP)大幅下降到不到10 BHP。
在这个例子中，我所描述的是一个看似极端和荒谬的情况，但我在现实世界中也见过类似的例子。我们从中得到的教训是，每个系统都有一个最佳的管道尺寸，与特定管道尺寸的初始成本相比，系统总成本在长期运行成本之间得到平衡。也许我之前提到的6英寸的管道会太贵，4英寸的管道会是更好的选择?
从扬程损失方面来看，5英寸管可能更好，但它是一个奇怪的尺寸，可能没有库存，甚至可能比6英寸管更贵。您和/或管道系统专业人员需要进行计算，以确定最正确的答案。
对于泵排出侧的非浆状应用，一般规则是最好保持液体速度低于10英尺/秒(3米/秒)，任何超过15英尺/秒(4.5米/秒)的都应该
受到质疑。
注:通常情况下，直接在泵排泄喷嘴处测量的速度将远远高于每秒10 - 15英尺，并且预计将在喷嘴下游加入更大的管道，以产生更低的速度和摩擦损失。
确定最佳管道尺寸和系统曲线的计算可以从简单到非常复杂，如果您对darsy - weisbach, Hazen-Williams和Bernoulli方程或雷诺兹数的估计/计算没有经验或不熟悉，您应该向专业人员寻求帮助。
总的思想是水头损失(管道摩擦)大致与流量的平方成正比。
- 以下是一些估算经验法则:
- 管子直径增加一倍，容量将增加四倍。
- 摩擦损失随容量比的平方而变化。
- 在给定尺寸的管道中，流量增加一倍将使水头损失增加四倍。
- 摩擦损失与管径比的五次方成反比。
- 当管径比增大到2.5次幂时，管道的容量也随之变化。
更具体地说，你需要使用Darcy-Weisbach方法;公式如式1所示。
式中，f为可变摩擦因子，取决于管内表面粗糙度。f是由CF Colebrook方程和Moody图推导出来的。L是管子的长度。D是管子的直径。V是管子中液体的平均速度。g是重力加速度。达西摩擦因子f没有单位。所有单位都是英尺或米，除了注意重力加速度是9.81米每秒平方(m/s)2)和32.2英尺每秒平方(英尺/秒2)。您还需要计算和补偿管道系统的使用年限。摩擦系数会随着年龄的变化而变化，特别是在原水取水系统中，你还需要考虑海洋生长和污染。
请注意，在您的方法中(未显示)使用Hazen-Williams方程对于36英寸以下的管道尺寸和仅用于环境温度的水也是可行的。
最后，请注意，仅根据泵法兰尺寸来选择管道尺寸通常不是一个好主意。我再次指出，在选择泵之前，应该首先设计系统。在大多数情况下，最佳的管道系统设计和最佳实践将要求不同的和更大的管道尺寸。自引水泵上的吸入线是个例外。