【正文】 原則，通常是在支管和總管(或管徑變化處)連接處拆開，管件(如異徑三通)應劃分在總管上，按總管直徑選取當量長度。 管道壓力降計算 概述(1) 管道壓力降為管道摩擦壓力降、靜壓力降以及速度壓力降之和。 b. 各支管流量之和等于主管流量，即 Vf＝Vf1＋Vf2＋Vf3十…… (—4) (2) 枝狀管路 從主管某處分出支管或支管上再分出支管而不匯合成為一根主管。 (1) 并聯(lián)管路 在主管某處分支，然后又匯合成為一根主管。 a. 通過各管段的流量不變，對于不可壓縮流體則有 Vf＝Vf1=Vf2=Vf3…… (—1) b. 整個管路的壓力降等于各管段壓力降之和，即 ⊿P＝⊿Pl+⊿P2+⊿P3＋…… (—2) 復雜管路 凡是有分支的管路，稱為復雜管路。 (1) 管徑不變的簡單管路，流體通過整個管路的流量不變。某些管道中流體允許壓力降范圍 —1序號管道種類及條件壓力降范圍kPa(100m管長)l蒸汽 P＝～IOMPa(表)46～230總管 P (表)12～35P ≥(表)23～46支管 P (表)23～46P ≥(表)23～69排氣管～122大型壓縮機 735kW進口～9出口～小型壓縮機進出口～23壓縮機循環(huán)管道及壓縮機出口管～123安全閥進口管(接管點至閥)最大取整定壓力的3%出口管最大取整定壓力的10%出口匯總管%4一般低壓下工藝氣體～235一般高壓工藝氣體～696塔頂出氣管127水總管238水支管189泵進口管最大取8出口管 34 m3／h35～13834～110 m3／h23～92110 m3／h12～46某些對管壁有腐蝕及磨蝕流體的流速 表1. 2. 2－2序 號介質條件管道材料最大允許流速 m／Sl燒堿液(濃度5％)碳鋼2濃硫酸(濃度80％)碳鋼3酚水(含酚1％)碳鋼4含酚蒸汽碳鋼5鹽水碳鋼管徑≥900襯水泥或瀝青鋼管管徑900襯水泥或瀝青鋼管 注：當管道為含鎳不銹鋼時，流速有時可提高到表中流速的10倍以上。 管徑計算 計算公式如下： (1. 2. 2－1)式中 d——管道內直徑，mm； Vf——流體體積流量，m3/h； u——流體平均流速，m/s； W——流體質量流量，kg/h； ρ——流體密度，kg/m3。 (2) 在允許壓力降范圍內，應采用經(jīng)濟管徑，—1。對用當量長度計算壓力降的各項計算中，最后結果所取的有效數(shù)字仍不超過小數(shù)后兩位。但對靜壓力降和其它壓力降不乘系數(shù)。此系數(shù)中未考慮由于流量增加而增加的壓力降，因此須再增加10％～20％。 計算方法 注意事項 安全系數(shù) 計算方法中未考慮安全系數(shù)，計算時應根據(jù)實際情況選用合理的數(shù)值。 牛頓型流體是流體剪應力與速度梯度成正比而粘度為其比例系數(shù)。在化工工藝專業(yè)已基本確定各有關主要設備的工作壓力的情況下，進行系統(tǒng)的水力計算。3． 核定 初選管徑后，應在已確定的工作條件及物料性質的基礎上，按不同流動情況的有關公式，準確地作出管道的水力計算，再進一步核定下述各項： 所計算出的管徑應符合工程設計規(guī)定； 滿足介質在管道輸送時，對流速的安全規(guī)定； 滿足噪聲控制的要求。該表中流速為推薦值。2． 管道內流體常用流速范圍和一般工程設計中的壓力降控制值 。 推薦的⊿。——介質的動力粘度，Pa。本規(guī)定介紹推薦的方法和數(shù)據(jù)是以經(jīng)驗值，即采用預定流速或預定管道壓力降值(設定壓力降控制值)來選擇管徑，可用于工程設計中的估算。管徑選擇與管道壓力降計算第一部分 管徑選擇1． 應用范圍和說明 本規(guī)定適用于化工生產(chǎn)裝置中的工藝和公用物料管道，不包括儲運系統(tǒng)的長距離輸送管道、非牛頓型流體及固體粒子氣流輸送管道。 對于給定的流量，管徑的大小與管道系統(tǒng)的一次投資費(材料和安裝)、操作費(動力消耗和維修)和折舊費等項有密切的關系，應根據(jù)這些費用作出經(jīng)濟比較，以選擇適當?shù)墓軓?，此外還應考慮安全流速及其它條件的限制。 當按預定介質流速來確定管徑時，采用下式以初選管徑： d= (—1) 或 d= (—2) 式中 d——管道的內徑，mm； W——管內介質的質量流量，kg／h； V0——管內介質的體積流量，m3／h； ρ——介質在工作條件下的密度，kg／m3； u——介質在管內的平均流速，m／s。 當按每100m計算管長的壓力降控制值(⊿Pf100)來選擇管徑時，采用下式以初定管徑： d＝ ⊿Pf100 – (—1) 或 d＝ ⊿Pf100 – (—2) 式中 181。s；⊿Pf100——100m計算管長的壓力降控制值，kPa。 本規(guī)定除注明外，壓力均為絕對壓力。表中管道的材質除注明外，一律為鋼。 －－2，該表中壓力降值為推薦值。第二部分 管道壓力降計算1 單相流(不可壓縮流體) 簡述 本規(guī)定適用于牛頓型單相流體在管道中流動壓力降的計算。根據(jù)化工工藝要求計算各主要設備之間的管道(包括管段、閥門、控制閥、流量計及管件等)的壓力降，使系統(tǒng)總壓力降控制在給定的工作壓力范圍內，在此基礎上確定管道尺寸、設備接管口尺寸、控制閥和流量計的允許壓力降，以及安全閥和爆破片的泄放壓力等。凡是氣體都是牛頓型流體，除由高分子等物質組成的液體和泥漿外，多數(shù)液體亦屬牛頓型流體。通常，對平均需要使用5～10年的鋼管，在摩擦系數(shù)中加20％～30％的安全系數(shù)，就可以適應其粗糙度條件的變化；超過5～10年，條件往往會保持穩(wěn)定，但也可能進一步惡化。的安全系數(shù)。 計算準確度 在工程計算中，計算結果取小數(shù)后兩位有效數(shù)字為宜。 管 徑 確定管徑的一般原則 (1) 應根據(jù)設計條件來確定管道直徑，需要時，可以有設計條件下壓力降15％～25％的富裕量，但以下情況除外： a. 有燃料油循環(huán)管路系統(tǒng)的排出管尺寸，應考慮一定的循環(huán)量； b. 泵、壓縮機和鼓風機的管道，應按工藝最大流量(在設備設計允許的流速下)來確定尺寸，而不能按機器的最大能力來確定管道尺寸； c. 間斷使用的管道(如開工旁路管道)尺寸，應按可能得到的壓差來確定。 (3) 某些對管壁有腐蝕及磨蝕的流體，由流速決定管徑，－2。——2查得管徑。 管路 簡單管路 凡是沒有分支的管路稱為簡單管路。 (2) 由不同管徑的管段組成的簡單管路，稱為串聯(lián)管路。復雜管路可視為由若干簡單管路組成。 a. 各支管壓力降相等，即 ⊿P＝⊿Pl＝⊿P2＝⊿P3…… (—3) 在計算壓力降時，只計算其中一根管子即可。 a. 主管流量等于各支管流量之和； b. 支管所需能量按耗能最大的支管計算； c. 對較復雜的枝狀管路，可在分支點處將其劃分為若干簡單管路，按一般的簡單管路分別計算。管道摩擦壓力降包括直管、管件和閥門等的壓力降，同時亦包括孔板、突然擴大、突然縮小以及接管口等產(chǎn)生的局部壓力降；靜壓力降是由于管道始端和終端標高差而產(chǎn)生的；速度壓力降是指管道始端和終端流體流速不等而產(chǎn)生的壓力降?？偣荛L度按最遠一臺設備計算。 雷諾數(shù)按下式計算： （－1）式中Re——雷諾數(shù)，無因次；u——流體平均流速，m／s；d——管道內直徑，mm；181。s；W——流體的質量流量，kg／h；Vf——流體的體積流量，m3／h；ρ——流體密度，kg／m3。絕對粗糙度表示管子內壁凸出部分的平均高度。如無縫鋼管，當流體是石油氣、飽和蒸汽以及干壓縮空氣等腐蝕性小的流體時，可選取絕對粗糙度ε＝；輸送水時，若為冷凝液(有空氣)則取ε＝；純水取ε＝；未處理水取ε＝～；對酸、堿等腐蝕性較大的流體，則可?。絣 mm或更大些。在湍流時，管壁粗糙度對流體流動的摩擦系數(shù)影響甚大?！?；—2查得。湍流區(qū)又可分為過渡區(qū)和完全湍流區(qū)。 確定管道內流體流動型態(tài)的準則是雷諾數(shù)(Re)。 b. 湍流 雷諾數(shù)Re≥4000，其摩擦壓力降幾乎與流速的平方成正比。因此，工程設計中管內的流體流型多處于湍流過渡區(qū)范圍內。c. 臨界區(qū) 2000Re4000，在計算中，當Re3000時，可按湍流來考慮，其摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)及管壁粗糙度均有關，當粗糙度一定時，摩擦系數(shù)隨雷諾數(shù)而變化。 λ＝64／Re (—2)式中 λ——摩擦系數(shù)，無因次。在較長的鋼管中，若輸送的是為水所飽和的濕氣體，如氫、二氧化碳、氮、氧及類似的流體。假設流體是在絕熱、不對外作功和等焓條件下流動，對不可壓縮流體密度是常數(shù)，則得： (1. 2. 4－3) (1. 2. 4－4)因此(1. 2. 4－5)或⊿P＝⊿PS+⊿PN+⊿Pf (1. 2. 4－6)式中⊿P—管道系統(tǒng)總壓力降，kPa；⊿PS—靜壓力降，kPa；⊿PN—速度壓力降，kPa；⊿Pf—摩擦壓力降，kPa；ZZ2—分別為管道系統(tǒng)始端、終端的標高，m；uu2—分別為管道系統(tǒng)始端、終端的流體流速，m／s；u—流體平均流速，m／s； P——流體密度，kg／m3； hf——管內摩擦損失的能量，J／kg； L、Le——分別為管道的長度和閥門、管件等的當量長度，m； D——管道內直徑，m?？捎僧斄块L度法表示，如式(，4—5)的最末項。式中⊿Pf—管道總摩擦壓力降，kPa；λ—摩擦系數(shù)，無因次；L—管道長度，m；D—管道內直徑，m；∑K—管件、閥門等阻力系數(shù)之和，無因次；u—流體平均流速，m／s；ρ—流體密度，kg／m3。層流