管道系统中(谢才公式一)沿程水头损失在线计算器

🎯 工具用途
本工具用于快速计算圆管满流情况下的沿程水头损失，基于谢才公式。适用于给水排水、水利工程、市政管网等领域，帮助工程师确定管道沿程能量损失。用户输入平均流速、管长、谢才系数和管径（直径或半径），即可获得准确的沿程水头损失，并自动计算水力半径、流速水头、水力坡度、流量、雷诺数等扩展参数。

🏗️ 适用场景
• 给水工程：输水管道、供水管网的水力计算
• 排水工程：雨水管网、污水管道的沿程损失分析
• 水利工程：明渠、压力隧洞的均匀流计算
• 工业管道：冷却水、工艺水管路系统设计
• 教学科研：验证谢才公式的应用

🔧 使用步骤
1. 输入平均流速 v（米/秒）
2. 输入管长 L（米）
3. 输入谢才系数 C（可根据管道材质和粗糙度查表或计算）
4. 输入管径数值，选择单位（毫米或米）
5. 选择管径类型（直径 D 或半径 R）
6. 点击“计算”按钮，系统将自动输出沿程水头损失 h_f、水力半径、流速水头、水力坡度、流量、雷诺数等完整结果

⚠️ 注意事项
• 所有输入值必须为正数
• 谢才系数 C 与管道材质、内壁粗糙度及流态有关，常用公式有曼宁公式、巴甫洛夫斯基公式等，请根据实际情况取值
• 本工具适用于圆管满流、紊流粗糙区，水力半径 R = D/4（D 为直径）
• 流速水头 v²/(2g) 用于衡量动能，重力加速度 g 取 9.80665 m/s²
• 雷诺数计算基于水温20℃清水，运动粘度 ν=1e-6 m²/s，若流体不同请自行修正

💡 常见问题
问：谢才系数 C 如何确定？
答：C 可通过曼宁公式 C = (1/n)·R^(1/6) 计算，其中 n 为粗糙系数。也可根据经验表选取，例如新钢管 C≈130，旧铸铁管 C≈100。
问：水力半径 R 为什么等于 D/4？
答：对于圆管满流，过流面积 A = πD²/4，湿周 χ = πD，水力半径 R = A/χ = D/4。
问：为什么需要流速水头？
答：流速水头是动能对应的水头，与沿程水头损失之和构成总水头损失，常用于伯努利方程。
问：可以计算非圆形管道吗？
答：本工具针对圆形管道。非圆形截面需先计算水力半径，然后仍可使用谢才公式，但本工具暂未支持自动计算。