【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ① 哈森—威廉式即Hazen—Williams式。 L——管道長(zhǎng)度，m。 式(—25)s(℃時(shí)的數(shù)值)時(shí)，其值才準(zhǔn)確。水的粘度隨溫度而變化，0℃s；100℃s。在0℃時(shí)可能使計(jì)算出的摩擦壓力降增大20%，100℃時(shí)可能減小20%。其它流體當(dāng)粘度和水近似時(shí)，也可用此公式計(jì)算。 (4) 螺旋管 流體經(jīng)螺旋管的摩擦壓力降按下式計(jì)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(jìn)、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(shí)K＝，湍流時(shí)K＝； u——流體平均流速，m／s； ρ——流體密度，kg／m3； Lc——螺旋管長(zhǎng)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(zhǔn))，m； H——螺距(以管中心為準(zhǔn))，m； n——螺旋管圈數(shù)。求fc步驟：：當(dāng)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(dāng)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。—4 螺旋管摩擦系數(shù) 計(jì)算步驟及例題 計(jì)算步驟 (1) 已知管徑、流量求壓力降 a. 計(jì)算雷諾數(shù)以確定流型； b. 選擇管壁絕對(duì)粗糙度，計(jì)算相對(duì)粗糙度，—1得摩擦系數(shù)； c. 求單位管道長(zhǎng)度的壓力降； d. 確定直管長(zhǎng)度和管件及閥門等的當(dāng)量長(zhǎng)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(jì)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(zhǎng)度的壓力降； e. 確定直管長(zhǎng)度和管件及閥門等的當(dāng)量長(zhǎng)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(fù)荷進(jìn)行壓力降平衡計(jì)算和核算管徑。如計(jì)算的管徑與最初估算的管徑值不符，則按上述步驟重新計(jì)算，直至兩者基本符合，最后以105%負(fù)荷進(jìn)行校核。 以上僅為管道計(jì)算的一般步驟，計(jì)算時(shí)應(yīng)按實(shí)際情況確定計(jì)算步驟后再進(jìn)行計(jì)算。 例題 例1：某液體反應(yīng)器系統(tǒng)，由反應(yīng)器經(jīng)一個(gè)控制閥和一個(gè)流量計(jì)孔板，將液體排入一個(gè)儲(chǔ)槽中，反應(yīng)器中的壓力為540kPa，溫度為35℃，反應(yīng)器中液體的密度為930kg／m3，104Pas，流經(jīng)控制閥時(shí)基本上沒(méi)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(shí)際流速為 雷諾數(shù) （湍流）摩擦系數(shù) 取管壁絕對(duì)粗糙度ε＝，則相對(duì)粗糙度ε／d＝／33＝，查圖—1，得摩擦系數(shù)λ＝≈ 單位管道長(zhǎng)度的摩擦壓力降 當(dāng)量長(zhǎng)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(gè)) 15＝6m 三通(6個(gè)直通，兩個(gè)支流)6+2＝ 閘閥(4個(gè)全開)4＝ 總長(zhǎng)度(以上合計(jì))＝191m 因此，摩擦壓力降為： 反應(yīng)器出口(銳邊) —5得K＝，又KV＝1，則 儲(chǔ)槽進(jìn)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(yīng)器和儲(chǔ)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(xiàng)摩擦壓力降之和的差值，即 計(jì)算 通常此值為25%~60%，故計(jì)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L(zhǎng)1＝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(shè)管壁絕對(duì)粗糙度ε1＝ε2＝ε3，取鋼管ε＝ εl／dl＝／600＝104 ε2／d2＝／500＝4104 ε3／d3＝／800＝104 設(shè)流體在全湍流條件下流動(dòng)，則又與Re無(wú)關(guān)，—1得： λ1＝，λ2＝，λ3＝由 ＝＝2057983：：＝1：： 校核λ值：—1得λ1＝，λ2＝，λ3＝，與原假設(shè)不符，應(yīng)重新計(jì)算。第二次假設(shè)λ1＝，λ2＝，λ3＝則 ＝＝1935372：1061191：5075530＝1：：所以核校λ值：－1得λ1＝，λ2＝，λ3＝，與假設(shè)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(shí)際流量略有差別，計(jì)算結(jié)果是正確的，可取⊿(或100kPa)。 管道計(jì)算表 用途 將計(jì)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(shè)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(shè)備布置圖，設(shè)備專業(yè)提供設(shè)備總裝配圖以及自控專業(yè)提供流量計(jì)孔板壓差等。 (2) 不對(duì)外專業(yè)提出條件 編制時(shí)間 和各版Pamp。ID相適應(yīng)，即每版Pamp。ID應(yīng)有相應(yīng)的管道計(jì)算表。 編制步驟及說(shuō)明 (1) 填寫已有條件。 (2) 參照計(jì)算步驟逐項(xiàng)計(jì)算包括管道(直管、管件及閥門等)、控制閥、流量計(jì)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(jì)算結(jié)果填入表中。管 道 計(jì) 算 表(單 相 流) 管道編號(hào)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(hào)或外徑壁厚流速 m／s雷諾數(shù)流導(dǎo) cm3／s壓力降 kPa(100m)直管長(zhǎng)度 m管件當(dāng)量長(zhǎng)度m彎頭90176。三 通大小頭閘 閥截止閥旋 塞止逆閥其 它總長(zhǎng)度 m管道壓力降 kPa孔板壓力降 kPa控制閥壓力降 kPa設(shè)備壓力降 kPa始端標(biāo)高 m終端標(biāo)高 m靜壓力降 kPa設(shè)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(hào)說(shuō)明 A——管道截面積，m2； a——正方形、長(zhǎng)方形、等邊三角形邊長(zhǎng)，m； B——螺旋管阻力比，無(wú)因次； b——環(huán)形管寬度，m； C——浸潤(rùn)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(dāng)量直徑，m； d——管道內(nèi)直徑，mm； E——新鋼管校正系數(shù)，無(wú)因次； f——摩擦系數(shù)，無(wú)因次； fC——螺旋管摩擦系數(shù)，無(wú)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(wú)因次； KV——管件速度變化阻力系數(shù)，無(wú)因次： L——管道長(zhǎng)度，m； LC——螺旋管長(zhǎng)度，m； Le——管件當(dāng)量長(zhǎng)度，m； n——螺旋管圈數(shù)； P——壓力，kPa； Re——雷諾數(shù)，無(wú)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(jìn)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(jìn)口端的標(biāo)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(duì)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(duì)壓力。2 單相流(可壓縮流體) 簡(jiǎn) 述 本規(guī)定適用于工程設(shè)計(jì)中單相可壓縮流體在管道中流動(dòng)壓力降的一般計(jì)算，對(duì)某些流體在高壓下流動(dòng)壓力降的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式也作了簡(jiǎn)單介紹。 可壓縮流體是指氣體、蒸汽和蒸氣等(以下簡(jiǎn)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(dòng)的顯著特點(diǎn)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