PVC-U管和PE管的管徑一般小于630 mm,常用于短距離輸水和田間灌溉管道。普通焊接鋼管和球墨鑄鐵管的最大管徑比普通塑料管稍大,其承壓能力高，一般用于閘閥連接、首部工程和泵站的進(jìn)水和出水管道以及明鋪的灌溉輸水工程。玻璃鋼夾砂管、預(yù)應(yīng)力混凝土管、竹纏繞復(fù)合管的管徑大于等于315mm(其中預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的管徑最小為400 mm)，最大管徑可以達(dá)到3 000至4 000 mm,最大承壓能力在2.0MPa左右，因此主要用于長(zhǎng)距離輸水較大口徑的管道工程(見下表)。
密度和壁厚決定了管道單位長(zhǎng)度的重量，直接影響工程的投資和施工的便捷程度。 密度從高到低依次為：預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、鍍鋅焊接鋼管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼夾砂管、PVC-U、竹復(fù)合壓力管和PE管。預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、大口徑鍍鋅管焊接鋼管和球墨鑄鐵管需要借助專業(yè)機(jī)械吊裝。
在中高壓水灌溉工程中，硬聚氯乙烯PVC-U管材中涉及0.63、0.8、1.0、1.25、1.6、2.0、2.5MPa等7種壓力規(guī)格的管道。管道尺寸涵蓋dn20~dn1000的28種管徑。
在低壓輸水灌溉工程中，PVC-U管道涉及4種公稱壓力:0.2、0.25、0.32和0.4MPa。涵蓋dn75-dn315的12種管徑。硬聚氯乙烯PVC-U雙壁波紋管管徑有dn63~ dn1000等17種規(guī)格，硬聚氯乙烯PVC-U加筋管道有3種規(guī)格:dn150、dn225和dn315。PVC-U 管道密度介于1 350~ 1550 kg/m3之間，是PE管的1.40~1.69倍。
根據(jù)管道材料最小要求強(qiáng)度(MRS)的不同，可以分為PE63級(jí)(6.30~ 7.99 MPa) ，PE80級(jí)(8.0~9.99 MPa)和PE100級(jí)(10.0~ 11.19 MPa)管材。在給水用聚乙烯PE管材中涉及0.32 、0. 4、0.6、0.8、1.0、1.25和1.6 MPa等7個(gè)壓力等級(jí)，管道公稱外徑涵蓋dn16~ dn1000的29種管徑。密度于915~ 965 kg/m3 之間。
鋼管的管徑范圍廣泛，推薦選用的普通焊接鋼管的外徑為dn10.2~ dn2540之間，共有35種規(guī)格，其中低壓流體輸送用管端用螺紋連接的焊接鋼管公稱口徑的尺寸有:DN6~ DN150共14種規(guī)格。鋼管本身的密度為7850 kg/m3,在實(shí)際工程中需要在鋼管上增加鍍層用于防腐，鍍鋅管的密度隨著鍍層加厚而增加，修正系數(shù)介于1.006~1.225之間，其密度范圍為7897~9616kg/m3，是PE管道的8.18~10.51倍。
球墨鑄鐵管的公稱直徑介于dn40~dn2600之間，共30種規(guī)格，公稱壓力有：1.0、1.6、2.5和4.0MPa等4個(gè)壓力等級(jí)。其密度為7050kg/m3，比鋼管稍輕，是PE管的7.31~7.70倍。由于球墨鑄鐵管耐腐性差，一般管道內(nèi)外均需要設(shè)圖層。
玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管（玻璃鋼夾砂管）的公稱直徑介于dn100~dn4000之間，共30種規(guī)格，公稱壓力有0.1、0.25、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、2.0、2.5、3.2MPa等12種等級(jí)，其密度范圍為1700~2500kg/m3，是PE管的1.76~2.73倍。
預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的公稱直經(jīng)介于dn400~dn4000之間，共22種規(guī)格，公稱壓力有0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8和2.0MPa等9個(gè)壓力規(guī)格。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的公稱直徑介于dn400~dn3000之間，共17種規(guī)格，公稱壓力有0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa等6種壓力規(guī)格。
竹纏繞復(fù)合管的公稱內(nèi)徑介于dn150~ dn3000之間共23種尺寸，公稱壓力有0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6.MPa等8個(gè)壓力規(guī)格,其密度介于1 150~1 350kg/m3間，密度比PVC管小，比PE管略大,是PE管的1.19~1.48倍。
管道的力學(xué)性能直接關(guān)系到有壓條件下管道的工作狀態(tài)，由于玻璃鋼夾砂管和PCCP管的性能參數(shù)是多種材料協(xié)同工作的結(jié)果，在本節(jié)中只比較其他幾種管道的參數(shù)，見下表。
注:①為PE80級(jí)管材參數(shù)；②為牌號(hào)Q195，壁厚t＞16mm時(shí)的值；③為牌號(hào)Q195，外徑D>168.3mm時(shí)的值；④為離心球鐵管參數(shù)；⑤為長(zhǎng)期抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
從拉伸強(qiáng)度和彈性模量上講，PVC-U管和PE管的彈性模量基本相當(dāng)，竹纏繞復(fù)合管是塑料管道的2~3倍45 ，PE管的拉伸屈服應(yīng)力比二者都小。鍍鋅焊接鋼管和球墨鑄鐵管強(qiáng)度最高，其拉伸屈服強(qiáng)度在185 MPa以上，鋼管的彈性模量和球墨鑄鐵管相當(dāng)，在17 GPa以上，是塑料管道和竹纏繞復(fù)合管的67~244倍。
斷裂伸長(zhǎng)率是管道的韌性指標(biāo)。所有管道中，PE管道的斷裂伸長(zhǎng)率最大，表明PE管的韌性最好，除此之外其他管道的斷裂伸長(zhǎng)率下限介于10%~ 15%之間。
我們采用糙率系數(shù)n對(duì)不同管道的水力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比分析。在過(guò)流量、管道坡度一定的情況下，糙率系數(shù)n越大，相應(yīng)的管道直徑也越大。不同類型管道的糙率系數(shù)見下表。
在一般條件下，PVC-U管、PE管和玻璃鋼夾砂管的糙率系數(shù)較小，介于0.008~0.01之間，在設(shè)計(jì)中可能取較大值。鍍鋅鋼管和球墨鑄鐵管的糙率系數(shù)n在0.0105~0.014之間變化，當(dāng)在管內(nèi)設(shè)有聚氨酯內(nèi)襯時(shí)，管道的糙率系數(shù)n減小到0.0081左右。PCCP管的糙率系數(shù)n與制造工藝有直接關(guān)系，我國(guó)目前預(yù)應(yīng)力混凝土管糙率系數(shù)設(shè)計(jì)值的推薦范圍為0.0110~0.0115，糙率系數(shù)試驗(yàn)值的范圍為0.0095~0.0123 ,竹纏繞復(fù)合管道的糙率為0.011。
