首先,我们来谈谈基本的水力学。大多数较短长度的涵洞是入口控制的,几乎所有的雨水沟都是出口控制的。所以对于雨水渠来说,流量受到管道出口条件和管道内部粗糙度的限制。确定雨下水道流量(Q)的主要方法是使用曼宁方程。“n”=粗糙系数。
曼宁的方程:

管道越光滑,摩擦力越小,流速就越高,因为“n”在方程的底部。现在我们已经建立了基础知识,让我们具体谈谈CMP(波纹金属管)。第一个CMP是环形铆接管,而目前的标准CMP是螺旋波纹带锁缝。
 |
 |
如上图所示,环形与螺旋形 |
CMP的“n”值低至0.011(12英寸),高至0.027(78英寸)。铆接环管的所有2- 2 / 3波纹为0.024,3x1和5x1波纹为0.027。
不同之处在于螺旋缠绕波纹的方向和角度。对于圆拱和管拱都是如此。它允许更好的流量,并已通过犹他州立大学在犹他州洛根的犹他州水研究实验室的测试验证-液压报告第279号。也就是说,随着“n”值的增大,螺旋角变小,管径变大。hell - cor从0.011开始,最终在78”处接近铆接管的相同值,上端为0.027。

你可以从下面看到粗糙度对流速的影响。曼宁的方程式可以简化为下面这个简单的公式,用n和直径的比值来比较两种不同的管道。

24”流量实例计算
|
螺旋 |
环形 |
曼宁CMP系数 |
0.015 |
0.024 |
CMP内径 |
24 |
24 |
螺旋与环空的流量增加百分比 |
160 |
许多行业仍然强制要求所有CMP使用如上所述的0.024和0.027的“n”值。事实并非如此,这不仅得到了犹他州立大学的证实,而且得到了FHWA (FHWA- ts -80-216)的证实。
所以,令人震惊的是,并不是所有的CMP波纹都是相同的,也没有相同的水力性能。当您的当地市政当局要求您只使用0.024或0.027时,请注意,有带有测试数据的活生生的文件表明,可以使用较小的n值,从范围的最低值0.011不等。在设计水力性能时,请记住这一点。不是所有的管道都是一样的。