局部水頭損失計算器
輸入局部損失係數 K 與流速 v，依 h_L = K·v²÷(2g) 算出彎頭、閥門、束縮等管件造成的局部（次要）水頭損失。
輸入資料
計算結果
重點速覽：水在管道中流動時，除了沿管壁摩擦造成的『沿程損失』外，只要流動方向或斷面發生改變——例如經過彎頭、閥門、三通、束縮、擴大、進出口——都會產生渦流、分離與二次流，額外消耗能量，這部分稱為『局部損失』或『次要損失（minor loss）』。局部損失以『速度水頭』為基準表示：h_L = K × v² ÷ (2g)，其中 h_L 是局部水頭損失（m）、K 是局部損失係數（無因次）、v 是配件處的管內平均流速（m/s）、g 是重力加速度（9.81 m/s²）。逐項解釋。v²/(2g) 是『速度水頭』，代表單位重量流體的動能高度；局部損失被表達成速度水頭的 K 倍，非常直觀——K 就是『這個配件會損失掉幾個速度水頭』。K 值由配件的幾何形狀決定，由實驗率定：銳緣入口約 0.5、圓滑入口約 0.05、突然擴大（排入大水池）約 1.0、90° 標準彎頭約 0.9、45° 彎頭約 0.4、全開閘閥約 0.2、全開球閥約 10、標準三通（分流）約 1.0 等。舉例，管路入口 K = 0.5、流速 v = 2 m/s：h_L = 0.5 × 2²/(2×9.81) = 0.5 × 4/19.62 = 0.5 × 0.2039 ≈ 0.10194 m（約 10.2 cm 水頭）。若管路有多個配件，可把各 K 相加（ΣK）再乘同一速度水頭，或逐一計算相加。用途：其一，計算灌溉、供水管路中彎頭閥門的能量損失，配合沿程損失求總損失與泵揚程；其二，管網水力分析；其三，閥門節流、束縮裝置的壓降估算。使用局部損失與本工具要注意幾點：一是 K 對應的『v』通常指配件下游（或較小管徑側）的流速，突擴／突縮須確認 K 以哪個斷面流速為基準；二是 K 值隨配件型式、開度、雷諾數略有差異，宜查對應手冊；三是『當量長度法』是另一種等效表達（把配件換算成等長直管），與 K 法擇一使用；四是短管路中局部損失可能超過沿程損失、不可忽略（故『次要』僅是名稱）；五是單位一致（v 用 m/s）。總之，局部水頭損失由 h_L = K·v²/2g 求得，K 是配件損失係數，與沿程損失相加構成管路總水頭損失。
計算公式
局部（次要）損失：h_L = K × v² ÷ (2g)，g = 9.81。
K 局部損失係數(無因次)、v 流速(m/s)。
多配件可用 ΣK 乘同一速度水頭；再與沿程損失相加。
$$h_L = K\,\dfrac{v^2}{2g}$$使用說明
- 填入配件的局部損失係數 K（入口約 0.5、90°彎頭約 0.9）。
- 填入配件處的管內流速 v（m/s）。
- 系統依 h_L = K·v²/2g 算出局部水頭損失。
流速 v=2 m/s（速度水頭 v²/2g≈0.2039 m）下各配件局部損失
| 配件 | 損失係數 K | 局部損失 h_L (m) |
|---|---|---|
| 圓滑入口 | 0.05 | 0.0102 |
| 銳緣入口 | 0.50 | 0.1019 |
| 45° 彎頭 | 0.40 | 0.0815 |
| 90° 標準彎頭 | 0.90 | 0.1835 |
| 突然擴大(排入水池) | 1.00 | 0.2039 |
同一流速下損失正比於 K：K 愈大的配件損失愈多。v=2 m/s 時一個速度水頭約 0.204 m，K 值即『損失幾個速度水頭』。
理財情境案例
灌溉管入口局部損失
灌溉幹管由水池銳緣入口取水，入口 K = 0.5，管內流速 v = 2 m/s。
h_L = 0.5 × 2²/(2×9.81) ≈ 0.102 m。
若改用圓滑喇叭口入口（K≈0.05），損失降到約 0.010 m，僅為原本的十分之一。
多配件累計損失
一段管路含 1 個入口(0.5)、2 個 90°彎頭(各 0.9)、1 個全開閘閥(0.2)，v=2 m/s。
ΣK = 0.5 + 0.9×2 + 0.2 = 2.5；h_L = 2.5 × 0.2039 ≈ 0.510 m。
把各配件 K 相加再乘速度水頭，即得管路總局部損失，再與沿程損失相加求總損失。
常見問題
為什麼叫『次要』損失？可以忽略嗎？
『次要（minor）』是相對於沿管壁摩擦的『沿程（major）損失』而言的歷史名稱，但這不代表它一定小、可忽略。在『長管路』中沿程損失累積很大，局部損失佔比小，確實可能次要；但在『短管路、配件密集』的系統（如泵站、機房管路、工業裝置）中，彎頭、閥門眾多，局部損失可能『超過』沿程損失，絕不能忽略。因此是否可略要看管路長度與配件數量，一般工程計算都應同時計入沿程與局部兩部分，取兩者之和為總水頭損失。
常見配件的 K 值大概是多少？
常見參考值（近似，隨型式與開度而變）：圓滑喇叭口入口約 0.05、齊平銳緣入口約 0.5、突出（內插）入口約 0.8~1.0；管路出口（排入大水池）約 1.0；90° 標準彎頭約 0.9、90° 長半徑彎頭約 0.6、45° 彎頭約 0.4；全開閘閥約 0.15~0.2、全開球閥約 10、全開角閥約 5、旋啟式止回閥約 2；標準三通直通約 0.4、分流約 1.0。這些多來自實驗手冊（如 Crane TP-410、各泵浦與管件廠商資料），設計時應查對應規格。
K 值對應的流速要用哪個？
多數 K 值對應『配件處的管內平均流速』，通常取『較小管徑側』或下游流速，因為速度水頭以該處為基準。特別要留意斷面變化的配件：突然擴大（如管接大池）的 K 常以『擴大前的較高流速』為基準、值約等於 1（相當於損失一個上游速度水頭）；突然縮小則以『縮小後的較高流速』為基準。查表時務必確認該 K 是配哪個斷面的流速定義的，代入對應的 v，否則會算錯。混淆基準流速是局部損失計算最常見的錯誤。
K 法和當量長度法有什麼不同？
兩者都是估算局部損失的方法。K 法（損失係數法）直接把局部損失表為 h_L=K·v²/2g，K 由配件幾何決定；當量長度法則把每個配件『換算成一段等效直管長度 Le』，使該直管的沿程損失等於該配件的局部損失，再把所有 Le 加進總管長一起用達西公式算。兩者關係為 K = f·(Le/D)。K 法概念清晰、不依賴摩擦係數，較常用；當量長度法便於把局部與沿程合併成一次計算，常見於某些設計手冊。兩法擇一即可，不要重複計入。
怎麼減少局部損失？
因為 h_L=K·v²/2g，減少局部損失有兩個方向：一是『降低 K』——選用低阻配件，例如把銳緣入口改成圓滑喇叭口（K 從 0.5 降到 0.05）、用長半徑彎頭取代標準彎頭、避免不必要的急轉與突變斷面、選全通徑閥門；二是『降低流速 v』——因損失與 v² 成正比，適度加大管徑讓流速下降，能同時大幅降低局部與沿程損失（但管徑加大會增加造價，需權衡）。實務上先檢視高 K 且高流速的關鍵配件優先改善，投資報酬最高。
相關工具
參考資料
內容審核：香港計算器科學團隊。h_L=K·v²/2g，短管路局部損失不可忽略，須與沿程損失相加。