【文章內(nèi)容簡介】 ① 哈森—威廉式即Hazen—Williams式。 L——管道長度，m。 式(—25)s(℃時的數(shù)值)時，其值才準確。水的粘度隨溫度而變化，0℃s；100℃s。在0℃時可能使計算出的摩擦壓力降增大20%，100℃時可能減小20%。其它流體當粘度和水近似時，也可用此公式計算。 (4) 螺旋管 流體經(jīng)螺旋管的摩擦壓力降按下式計算： (—26) (—27) 式中 ⊿Pf——螺旋管摩擦壓力降，kPa；fc、λc——螺旋管摩擦系數(shù)，—4得出(λc＝4 fc)； K——螺旋管進、出口連接管口的阻力系數(shù)，—5查得；如果出口管 口直接與螺旋管相切連接，則滯流時K＝，湍流時K＝； u——流體平均流速，m／s； ρ——流體密度，kg／m3； Lc——螺旋管長度，m； D——螺旋管管子內(nèi)直徑，m； Dc——螺旋管直徑(以管中心為準)，m； H——螺距(以管中心為準)，m； n——螺旋管圈數(shù)。求fc步驟：：當Re(Re)c，(Re) c由曲線①而得：光滑管fc＝16B／Re；新鋼管fc＝／Re，B由曲線②而得。：當Re(Re)c，f由曲線③而得：光滑管fc＝c+f，c由曲線④而得；新鋼管fc＝E(c+f)，E由曲線⑤而得?！? 螺旋管摩擦系數(shù) 計算步驟及例題 計算步驟 (1) 已知管徑、流量求壓力降 a. 計算雷諾數(shù)以確定流型； b. 選擇管壁絕對粗糙度，計算相對粗糙度，—1得摩擦系數(shù)； c. 求單位管道長度的壓力降； d. 確定直管長度和管件及閥門等的當量長度； e. 分別求出⊿Pf、⊿PN和⊿PS得到管道的總壓力降。 (2) 已知允許壓力降、流量求管徑 a. 選定合理流速估算管徑； b. 計算雷諾數(shù)確定流型； c. 選擇管壁粗糙度查摩擦系數(shù)； d. 求單位管道長度的壓力降； e. 確定直管長度和管件及閥門等的當量長度； f. 分別求出⊿Pf、⊿P N和⊿PS，其和則為總壓力降； g. 得到總壓力降后，按額定負荷進行壓力降平衡計算和核算管徑。如計算的管徑與最初估算的管徑值不符，則按上述步驟重新計算，直至兩者基本符合，最后以105%負荷進行校核。 以上僅為管道計算的一般步驟，計算時應按實際情況確定計算步驟后再進行計算。 例題 例1：某液體反應器系統(tǒng)，由反應器經(jīng)一個控制閥和一個流量計孔板，將液體排入一個儲槽中，反應器中的壓力為540kPa，溫度為35℃，反應器中液體的密度為930kg／m3，104Pas，流經(jīng)控制閥時基本上沒有閃蒸，質(zhì)量流量為4900kg／h，管道為鋼管，求控制閥的允許壓力降。 解： ／s，則管徑為 選用內(nèi)直徑為33mm管(Ф38)，則實際流速為 雷諾數(shù) （湍流）摩擦系數(shù) 取管壁絕對粗糙度ε＝，則相對粗糙度ε／d＝／33＝，查圖—1，得摩擦系數(shù)λ＝≈ 單位管道長度的摩擦壓力降 當量長度(管件及閥門均為法蘭連接) 直管176m 90176。彎頭(曲率半徑為2倍，管內(nèi)徑15個) 15＝6m 三通(6個直通，兩個支流)6+2＝ 閘閥(4個全開)4＝ 總長度(以上合計)＝191m 因此，摩擦壓力降為： 反應器出口(銳邊) —5得K＝，又KV＝1，則 儲槽進口(銳邊)： —5得K＝1，又KV＝1，故⊿PN＝0 取孔板允許壓力降為35kPa ++35＝ 反應器和儲槽的壓差為 控制閥的允許壓力降(⊿PV)為以上壓差與以上各項摩擦壓力降之和的差值，即 計算 通常此值為25%~60%，故計算結(jié)果可以使用。例2：一并聯(lián)輸油管路，總體積流量10800m3／h，各支管的尺寸分別為L1＝1200m，L2＝1500m，L3＝800m；管道內(nèi)直徑d1＝600mm，d2＝500mm，d3＝800mm；s，密度為890kg／m3，管道材質(zhì)為鋼，求并聯(lián)管路的壓力降及各支管的流量。 解： 并聯(lián)管路各支管壓力降相等，即 ⊿Pl＝⊿P2＝⊿P3，即 則 又因 設管壁絕對粗糙度ε1＝ε2＝ε3，取鋼管ε＝ εl／dl＝／600＝104 ε2／d2＝／500＝4104 ε3／d3＝／800＝104 設流體在全湍流條件下流動，則又與Re無關(guān)，—1得： λ1＝，λ2＝，λ3＝由 ＝＝2057983：：＝1：： 校核λ值：—1得λ1＝，λ2＝，λ3＝，與原假設不符，應重新計算。第二次假設λ1＝，λ2＝，λ3＝則 ＝＝1935372：1061191：5075530＝1：：所以核校λ值：－1得λ1＝，λ2＝，λ3＝，與假設值符合，故Vf1＝2589m3/h；Vf2＝1209m3/h；Vf3＝6791m3/h可作為本題答案。并聯(lián)管路壓力降⊿P＝⊿Pl＝⊿P2＝⊿P3三根支管壓力降差別極微，即流量與實際流量略有差別，計算結(jié)果是正確的，可取⊿(或100kPa)。 管道計算表 用途 將計算結(jié)果填入表中，供各版次管道儀表流程圖(Pamp。ID)使用。 專業(yè)關(guān)系 (1) 化工工藝專業(yè)提供設備壓力降、系統(tǒng)允許壓力降以及有關(guān)物性數(shù)據(jù)等，管道及布置專業(yè)提供設備布置圖，設備專業(yè)提供設備總裝配圖以及自控專業(yè)提供流量計孔板壓差等。 (2) 不對外專業(yè)提出條件 編制時間 和各版Pamp。ID相適應，即每版Pamp。ID應有相應的管道計算表。 編制步驟及說明 (1) 填寫已有條件。 (2) 參照計算步驟逐項計算包括管道(直管、管件及閥門等)、控制閥、流量計孔板等的壓力降，使這些壓力降之和小于系統(tǒng)允許壓力降，將最終計算結(jié)果填入表中。管 道 計 算 表(單 相 流) 管道編號和類別自至物料名稱流量 m3／h分子量溫度 ℃壓力 kPa粘度 mPas壓縮系數(shù)密度 kg／m3真空度管道公稱直徑 mm表號或外徑壁厚流速 m／s雷諾數(shù)流導 cm3／s壓力降 kPa(100m)直管長度 m管件當量長度m彎頭90176。三 通大小頭閘 閥截止閥旋 塞止逆閥其 它總長度 m管道壓力降 kPa孔板壓力降 kPa控制閥壓力降 kPa設備壓力降 kPa始端標高 m終端標高 m靜壓力降 kPa設備接管口壓力降 kPa總壓力降 kPa壓力(始端) kPa壓力(終端) kPa版次或修改版 次日 期編 制校 核審 核 符號說明 A——管道截面積，m2； a——正方形、長方形、等邊三角形邊長，m； B——螺旋管阻力比，無因次； b——環(huán)形管寬度，m； C——浸潤周邊，m； C——光滑管附加阻力系數(shù)；CHW——HazenWilliams系數(shù)； D——管道內(nèi)直徑，m； Dc——螺旋管直徑，m； De——當量直徑，m； d——管道內(nèi)直徑，mm； E——新鋼管校正系數(shù)，無因次； f——摩擦系數(shù)，無因次； fC——螺旋管摩擦系數(shù)，無因次； g——重力加速度，／s2； H——螺距，m； hf——管內(nèi)摩擦損失的能量，J／kg； J——常數(shù)； K——阻力系數(shù)，無因次； KV——管件速度變化阻力系數(shù)，無因次： L——管道長度，m； LC——螺旋管長度，m； Le——管件當量長度，m； n——螺旋管圈數(shù)； P——壓力，kPa； Re——雷諾數(shù)，無因次；(Re)C——螺旋管臨界雷諾數(shù)； RH——水力半徑，m；u——流體平均流速，m／s；uu1——出口端、進口端流體流速，m／s； V——流體體積，m3； Vf——流體體積流量，m3／h； W——流體質(zhì)量流量，kg／h； Z——管道中液柱高度，m；ZZ1——管道出口端、進口端的標高，m； P——壓力降，kPa； Pf——摩擦壓力降，kPa； Pk——局部壓力降，kPa； PN——速度壓力降，kPa； PS——靜壓力降，kPa； PV——控制閥的允許壓力降； ε——管壁絕對粗糙度，mm； λ——摩擦系數(shù)； λC——螺旋管摩擦系數(shù)； λT——完全湍流下的摩擦系數(shù)； μ——流體粘度，mPas，Pas； ρ——流體密度，kg／m3； 壓力——本規(guī)定除注明外，均為絕對壓力。2 單相流(可壓縮流體) 簡 述 本規(guī)定適用于工程設計中單相可壓縮流體在管道中流動壓力降的一般計算，對某些流體在高壓下流動壓力降的經(jīng)驗計算式也作了簡單介紹。 可壓縮流體是指氣體、蒸汽和蒸氣等(以下簡稱氣體)，因其密度隨壓力和溫度的變化而差別很大，具有壓縮性和膨脹性。 可壓縮流體沿管道流動的顯著特點是沿程摩擦損失使壓力下降，從而使氣體密度減小，管內(nèi)氣體流速