150 m 管道损失 2.54 m 水头（每 100 m 1.69 m），占毛水头的 8.5%，剩余净水头 27.5 m。流速 1.91 m/s，处于常见的 1–3 m/s 范围内。把损失控制在 10% 以下的最小内径为 194 mm。
总水头损失
2.54m
占毛水头 8.5%
净水头
27.5m
毛水头 30 m
摩擦损失（Darcy）
2.07m
局部损失 0.46 m
流速
1.91m/s
速度水头 0.186 m
雷诺数
293,849
紊流
摩擦系数 f
0.0149
Colebrook · Swamee–Jain 0.0148
Hazen–Williams 校核
2.53m
C = 150 · Swamee–Jain 2.53 m
水轮机处功率
11.3kW
管道损失 1 kW
达到目标的最小管径
194mm
损失 ≤ 10%
水锤压力
12m
Michaud（缓慢关闭）· 波速 300 m/s，2L/a = 1 s
最大静压 + 水锤压力
4.1bar
管道压力等级要高于此值
管径方案
| 内径 Ø（mm） | 流速（m/s） | 水头损失（m） | 损失 % | 净水头（m） | 功率（kW） |
|---|---|---|---|---|---|
| 97 | 8.12 | 79.94 | 100% | 0 | 0 |
| 109 | 6.43 | 45.5 | 100% | 0 | 0 |
| 122 | 5.13 | 26.48 | 88.3% | 3.5 | 1.5 |
| 137 | 4.07 | 15.21 | 50.7% | 14.8 | 6.1 |
| 153 | 3.26 | 8.99 | 30% | 21 | 8.7 |
| 172 | 2.58 | 5.17 | 17.2% | 24.8 | 10.2 |
| 193 | 2.05 | 3 | 10% | 27 | 11.1 |
| 217 | 1.62 | 1.73 | 5.8% | 28.3 | 11.6 |
| 243 | 1.29 | 1.02 | 3.4% | 29 | 11.9 |
| 273 | 1.03 | 0.59 | 2% | 29.4 | 12.1 |
| 306 | 0.82 | 0.35 | 1.2% | 29.7 | 12.2 |
| 343 | 0.65 | 0.21 | 0.7% | 29.8 | 12.3 |
| 385 | 0.52 | 0.12 | 0.4% | 29.9 | 12.3 |
管材参考
| 材料 | 粗糙度 ε（mm） | Hazen–Williams C | 波速（m/s） | 你的管道损失（m） |
|---|---|---|---|---|
| HDPE / PE100 | 0.007 | 150 | 300 | 2.54 |
| PVC-U | 0.0015 | 150 | 400 | 2.5 |
| 玻璃钢（GRP） | 0.01 | 145 | 500 | 2.56 |
| 钢管，新焊接 | 0.045 | 130 | 1,100 | 2.76 |
| 钢管，旧 / 锈蚀 | 0.5 | 100 | 1,100 | 4.01 |
| 镀锌钢管 | 0.15 | 120 | 1,100 | 3.19 |
| 球墨铸铁管，水泥内衬 | 0.03 | 140 | 1,150 | 2.68 |
| 铸铁管，无内衬 | 0.26 | 100 | 1,100 | 3.5 |
| 混凝土管（光滑–一般） | 0.6 | 120 | 1,000 | 4.18 |
| 铆接钢管 | 2 | 95 | 1,000 | 5.78 |
- 粗糙度为新管的典型值。结垢、生物膜和腐蚀会让 ε 随时间增大，旧钢管的水头损失可能是新管的两倍。
- Hazen–Williams 是经验公式，只适用于常温下紊流状态的水。Darcy–Weisbach 配 Colebrook 才是基准方法。
- 水锤估算采用该材料的典型压力波速；实际波速取决于壁厚和管道等级。大型工程请做瞬变分析来设计水锤防护。