管徑選擇與管道壓力降計(jì)算2014最新版

1、管徑選擇與管道壓力降計(jì)算第一部分 管徑選擇1 應(yīng)用范圍和說(shuō)明1.0.1 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(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的長(zhǎng)距離輸送管道、非牛頓型流體及固體粒子氣流輸送管道。1.0.2 對(duì)于給定的流量，管徑的大小與管道系統(tǒng)的一次投資費(fèi)(材料和安裝)、操作費(fèi)(動(dòng)力消耗和維修)和折舊費(fèi)等項(xiàng)有密切的關(guān)系，應(yīng)根據(jù)這些費(fèi)用作出經(jīng)濟(jì)比較，以選擇適當(dāng)?shù)墓軓剑送膺€應(yīng)考慮安全流速及其它條件的限制。本規(guī)定介紹推薦的方法和數(shù)據(jù)是以經(jīng)驗(yàn)值，即采用預(yù)定流速或預(yù)定管道壓力降值(設(shè)定壓力降控制值)來(lái)選擇管徑，可用于工程設(shè)計(jì)中的估算。1.0.3 當(dāng)按預(yù)定介質(zhì)流速來(lái)確定管徑時(shí)，采用下式以初選管徑： d=18.8

2、1W0.5 u-0.5 -0.5 (1.0.31) 或 d=18.81V00.5 u-0.5 (1.0.32) 式中 d管道的內(nèi)徑，mm； W管內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量流量，kgh； V0管內(nèi)介質(zhì)的體積流量，m3h； 介質(zhì)在工作條件下的密度，kgm3； u介質(zhì)在管內(nèi)的平均流速，ms。預(yù)定介質(zhì)流速的推薦值見(jiàn)表2.0.1。1.0.4 當(dāng)按每100m計(jì)算管長(zhǎng)的壓力降控制值(Pf100)來(lái)選擇管徑時(shí)，采用下式以初定管徑： d18.16W0.38 -0.207 0.033 Pf100 0.207 (1.0.41) 或 d18.16V00.38 0.173 0.033 Pf100 0.207 (1.0.42) 式中

3、介質(zhì)的動(dòng)力粘度，Pas；Pf100100m計(jì)算管長(zhǎng)的壓力降控制值，kPa。 推薦的Pf100值見(jiàn)表2.0.2。1.0.5 本規(guī)定除注明外，壓力均為絕對(duì)壓力。2 管道內(nèi)流體常用流速范圍和一般工程設(shè)計(jì)中的壓力降控制值2.0.1 管道內(nèi)各種介質(zhì)常用流速范圍見(jiàn)表2.0.1。表中管道的材質(zhì)除注明外，一律為鋼。該表中流速為推薦值。2.0.2 管道壓力降控制值見(jiàn)表2.0.21和表2.0.22，該表中壓力降值為推薦值。3 核定3.0.1 初選管徑后，應(yīng)在已確定的工作條件及物料性質(zhì)的基礎(chǔ)上，按不同流動(dòng)情況的有關(guān)公式，準(zhǔn)確地作出管道的水力計(jì)算，再進(jìn)一步核定下述各項(xiàng)：3.0.2 所計(jì)算出的管徑應(yīng)符合工程設(shè)計(jì)規(guī)定；3

4、.0.3 滿足介質(zhì)在管道輸送時(shí)，對(duì)流速的安全規(guī)定；3.0.4 滿足噪聲控制的要求。第二部分 管道壓力降計(jì)算1 單相流(不可壓縮流體)1.1 簡(jiǎn)述1.1.1 本規(guī)定適用于牛頓型單相流體在管道中流動(dòng)壓力降的計(jì)算。在化工工藝專業(yè)已基本確定各有關(guān)主要設(shè)備的工作壓力的情況下，進(jìn)行系統(tǒng)的水力計(jì)算。根據(jù)化工工藝要求計(jì)算各主要設(shè)備之間的管道(包括管段、閥門(mén)、控制閥、流量計(jì)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(nèi)，在此基礎(chǔ)上確定管道尺寸、設(shè)備接管口尺寸、控制閥和流量計(jì)的允許壓力降，以及安全閥和爆破片的泄放壓力等。1.1.2 牛頓型流體是流體剪應(yīng)力與速度梯度成正比而粘度為其比例系數(shù)。凡是氣體都

5、是牛頓型流體，除由高分子等物質(zhì)組成的液體和泥漿外，多數(shù)液體亦屬牛頓型流體。1.2 計(jì)算方法1.2.1 注意事項(xiàng)1.2.1.1 安全系數(shù) 計(jì)算方法中未考慮安全系數(shù)，計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用合理的數(shù)值。通常，對(duì)平均需要使用510年的鋼管，在摩擦系數(shù)中加2030的安全系數(shù)，就可以適應(yīng)其粗糙度條件的變化；超過(guò)510年，條件往往會(huì)保持穩(wěn)定，但也可能進(jìn)一步惡化。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1020。的安全系數(shù)。規(guī)定中對(duì)摩擦壓力降計(jì)算結(jié)果按1.15倍系數(shù)來(lái)確定系統(tǒng)的摩擦壓力降，但對(duì)靜壓力降和其它壓力降不乘系數(shù)。1.2.1.2 計(jì)算準(zhǔn)確度 在工程計(jì)算中，計(jì)算結(jié)果取小數(shù)后兩位有效數(shù)字為

6、宜。對(duì)用當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算壓力降的各項(xiàng)計(jì)算中，最后結(jié)果所取的有效數(shù)字仍不超過(guò)小數(shù)后兩位。1.2.2 管 徑1.2.2.1 確定管徑的一般原則 (1) 應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)條件來(lái)確定管道直徑，需要時(shí)，可以有設(shè)計(jì)條件下壓力降1525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(yīng)考慮一定的循環(huán)量； b. 泵、壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的管道，應(yīng)按工藝最大流量(在設(shè)備設(shè)計(jì)允許的流速下)來(lái)確定尺寸，而不能按機(jī)器的最大能力來(lái)確定管道尺寸； c. 間斷使用的管道(如開(kāi)工旁路管道)尺寸，應(yīng)按可能得到的壓差來(lái)確定。 (2) 在允許壓力降范圍內(nèi)，應(yīng)采用經(jīng)濟(jì)管徑，某些管道中流體允許壓力降范圍見(jiàn)表1.2.21。 (3)

7、某些對(duì)管壁有腐蝕及磨蝕的流體，由流速?zèng)Q定管徑，其流速見(jiàn)表1.2.22。1.2.2.2 管徑計(jì)算 計(jì)算公式如下： (1. 2. 21)式中 d管道內(nèi)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(zhì)量流量，kg/h； 流體密度，kg/m3。通常可由圖1.2.21或圖1.2.22查得管徑。某些管道中流體允許壓力降范圍 表1.2.21序號(hào)管道種類及條件壓力降范圍kPa(100m管長(zhǎng))l蒸汽 P6.4IOMPa(表)46230總管 P 3.5MPa(表)1235P 3.5MPa(表)2346支管 P735kW進(jìn)口1.89出口4.66.9小型壓縮機(jī)進(jìn)出口2.323壓縮機(jī)循環(huán)管

8、道及壓縮機(jī)出口管0.23123安全閥進(jìn)口管(接管點(diǎn)至閥)最大取整定壓力的3%出口管最大取整定壓力的10%出口匯總管最大取整定壓力的7.5%4一般低壓下工藝氣體2.3235一般高壓工藝氣體2.3696塔頂出氣管127水總管238水支管189泵進(jìn)口管最大取8出口管110 m3h1246某些對(duì)管壁有腐蝕及磨蝕流體的流速 表1. 2. 22序 號(hào)介質(zhì)條件管道材料最大允許流速 mSl燒堿液(濃度5)碳鋼1.222濃硫酸(濃度80)碳鋼1.223酚水(含酚1)碳鋼0.9l4含酚蒸汽碳鋼18.005鹽水碳鋼1.83管徑900襯水泥或?yàn)r青鋼管4.60管徑900襯水泥或?yàn)r青鋼管6.00 注：當(dāng)管道為含鎳不銹鋼時(shí)

9、，流速有時(shí)可提高到表中流速的10倍以上。1.2.3 管路1.2.3.1 簡(jiǎn)單管路 凡是沒(méi)有分支的管路稱為簡(jiǎn)單管路。 (1) 管徑不變的簡(jiǎn)單管路，流體通過(guò)整個(gè)管路的流量不變。 (2) 由不同管徑的管段組成的簡(jiǎn)單管路，稱為串聯(lián)管路。 a. 通過(guò)各管段的流量不變，對(duì)于不可壓縮流體則有 VfVf1=Vf2=Vf3 (1.2.31) b. 整個(gè)管路的壓力降等于各管段壓力降之和，即 PPl+P2+P3 (1.2.32)1.2.3.2 復(fù)雜管路 凡是有分支的管路，稱為復(fù)雜管路。復(fù)雜管路可視為由若干簡(jiǎn)單管路組成。 (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. 各支管壓力降相等，即 PPlP

10、2P3 (1.2.33) 在計(jì)算壓力降時(shí)，只計(jì)算其中一根管子即可。 b. 各支管流量之和等于主管流量，即 VfVf1Vf2Vf3十 (1.2.34) (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。 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(jì)算； c. 對(duì)較復(fù)雜的枝狀管路，可在分支點(diǎn)處將其劃分為若干簡(jiǎn)單管路，按一般的簡(jiǎn)單管路分別計(jì)算。1.2.4 管道壓力降計(jì)算1.2.4.1 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。管道摩擦壓力降包括直管、管件和閥門(mén)等的壓力降，同時(shí)亦包括孔板、突然擴(kuò)大、突然縮小以及接管口等產(chǎn)生

11、的局部壓力降；靜壓力降是由于管道始端和終端標(biāo)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。(2) 對(duì)復(fù)雜管路分段計(jì)算的原則，通常是在支管和總管(或管徑變化處)連接處拆開(kāi)，管件(如異徑三通)應(yīng)劃分在總管上，按總管直徑選取當(dāng)量長(zhǎng)度。總管長(zhǎng)度按最遠(yuǎn)一臺(tái)設(shè)備計(jì)算。(3) 對(duì)因結(jié)垢而實(shí)際管徑減小的管道，應(yīng)按實(shí)際管徑進(jìn)行計(jì)算。 雷諾數(shù)按下式計(jì)算： （1.2.41）式中Re雷諾數(shù)，無(wú)因次；u流體平均流速，ms；d管道內(nèi)直徑，mm；流體粘度，mPas；W流體的質(zhì)量流量，kgh；Vf流體的體積流量，m3h；流體密度，kgm3。(4) 管壁粗糙度管壁粗糙度通常是指絕對(duì)粗糙度()和相對(duì)粗糙度

12、(d)。絕對(duì)粗糙度表示管子內(nèi)壁凸出部分的平均高度。在選用時(shí)，應(yīng)考慮到流體對(duì)管壁的腐蝕、磨蝕、結(jié)垢以及使用情況等因素。如無(wú)縫鋼管，當(dāng)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(shí)，可選取絕對(duì)粗糙度o.2mm；輸送水時(shí)，若為冷凝液(有空氣)則取0.5mm；純水取0.2mm；未處理水取0.30.5mm；對(duì)酸、堿等腐蝕性較大的流體，則可取l mm或更大些。對(duì)相同絕對(duì)粗糙度的管道，直徑愈小，對(duì)摩擦系數(shù)影響程度愈大，因此用和d的比值d來(lái)表示管壁粗糙度，稱為相對(duì)粗糙度。在湍流時(shí)，管壁粗糙度對(duì)流體流動(dòng)的摩擦系數(shù)影響甚大。摩擦系數(shù)()與雷諾數(shù)(Re)及管壁相對(duì)粗糙度(d)的關(guān)系見(jiàn)圖1.2.41所示；在完

13、全湍流情況下，清潔新管的管徑(d)占絕對(duì)粗糙度()的關(guān)系見(jiàn)圖1.2.42所示。某些工業(yè)管道的絕對(duì)粗糙度見(jiàn)表1.2.41；相對(duì)粗糙度由圖1.2.42查得。某些工業(yè)管道的絕對(duì)粗糙度 表1. 2.41序 號(hào)管 道 類 別絕對(duì)粗糙度(c) mm1234567金屬管無(wú)縫黃銅管、銅管及鉛管新的無(wú)縫鋼管或鍍鋅鐵管新的鑄鐵管具有輕度腐蝕的無(wú)縫鋼管具有顯著腐蝕的無(wú)縫鋼管舊的鑄鐵管鋼板制管0.010.050.10.20.250.420.20.30.5以上0.85以上0.338910111213非金屬管干凈玻璃管橡皮軟管木管道陶土排水管接頭平整的水泥管石棉水泥管0.00150.010.010.030.251.250

14、.456.00.330.030.8(5) 流動(dòng)型態(tài) 流體在管道中流動(dòng)的型態(tài)分為層流和湍流兩種流型，層流與湍流間有一段不穩(wěn)定的臨界區(qū)。湍流區(qū)又可分為過(guò)渡區(qū)和完全湍流區(qū)。工業(yè)生產(chǎn)中流體流型大多屬于過(guò)渡區(qū)，見(jiàn)圖1.2.41所示。 確定管道內(nèi)流體流動(dòng)型態(tài)的準(zhǔn)則是雷諾數(shù)(Re)。a. 層流 雷諾數(shù)Re104。因此，工程設(shè)計(jì)中管內(nèi)的流體流型多處于湍流過(guò)渡區(qū)范圍內(nèi)。(b) 完全湍流區(qū) 在圖1.2.41中，M-N線上部范圍內(nèi)，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)無(wú)關(guān)而僅隨管壁粗糙度變化。c. 臨界區(qū) 2000Re3000時(shí)，可按湍流來(lái)考慮，其摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)及管壁粗糙度均有關(guān)，當(dāng)粗糙度一定時(shí)，摩擦系數(shù)隨雷諾數(shù)而變化。(6) 摩擦

15、系數(shù) a. 層流 層流時(shí)摩擦系數(shù)用式(1.2.42)計(jì)算或查圖1.2.4l。 64Re (1.2.42)式中 摩擦系數(shù)，無(wú)因次。b. 過(guò)渡流和完全湍流，見(jiàn)圖1.2.41所示。在較長(zhǎng)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，應(yīng)考慮到腐蝕而將查圖所得摩擦系數(shù)乘以1.2。(7) 壓力降在管道系統(tǒng)中，計(jì)算流體壓力降的理論基礎(chǔ)是能量平衡方程。假設(shè)流體是在絕熱、不對(duì)外作功和等焓條件下流動(dòng)，對(duì)不可壓縮流體密度是常數(shù)，則得： (1. 2. 43) (1. 2. 44)因此(1. 2. 45)或PPS+PN+Pf (1. 2. 46)式中P管道系統(tǒng)總壓力降，kPa；PS靜壓力降

16、，kPa；PN速度壓力降，kPa；Pf摩擦壓力降，kPa；Z1、Z2分別為管道系統(tǒng)始端、終端的標(biāo)高，m；u1、u2分別為管道系統(tǒng)始端、終端的流體流速，ms；u流體平均流速，ms； P流體密度，kgm3； hf管內(nèi)摩擦損失的能量，Jkg； L、Le分別為管道的長(zhǎng)度和閥門(mén)、管件等的當(dāng)量長(zhǎng)度，m； D管道內(nèi)直徑，m。1.2.4.2 壓力降計(jì)算 (1) 圓形截面管 a. 摩擦壓力降 由于流體和管道管件等內(nèi)壁摩擦產(chǎn)生的壓力降稱為摩擦力壓降。摩擦壓力降都是正值.正值表示壓力下降。可由當(dāng)量長(zhǎng)度法表示，如式(1.2，45)的最末項(xiàng)。亦可以阻力系數(shù)法表示，即 (1.2.47)此式稱為范寧(Fanning)方程式

17、，為圓截面管道摩擦壓力降計(jì)算的通式，對(duì)層流和湍流兩種流動(dòng)型態(tài)均適用。式中Pf管道總摩擦壓力降，kPa；摩擦系數(shù)，無(wú)因次；L管道長(zhǎng)度，m；D管道內(nèi)直徑，m；K管件、閥門(mén)等阻力系數(shù)之和，無(wú)因次；u流體平均流速，ms；流體密度，kgm3。通常，將直管摩擦壓力降和管件、閥門(mén)等的局部壓力降分開(kāi)計(jì)算，對(duì)直管段用以下公式計(jì)算。層流 (1.2.48)（b）湍流（1. 2. 49）式中 d管道內(nèi)直徑，mm； W流體質(zhì)量流量，kgh； Vf流體體積流量，m3h； 流體粘度，mPas。 其余符號(hào)意義同前。 b. 靜壓力降 由于管道出口端和進(jìn)口端標(biāo)高不同而產(chǎn)生的壓力降稱為靜壓力降。靜壓力降可以是正值或負(fù)值，正值表示出

18、口端標(biāo)高大于進(jìn)口端標(biāo)高，負(fù)值則相反。其計(jì)算式為： （1. 2. 410）式中PS靜壓力降，kPa；Z2、Z1管道出口端、進(jìn)口端的標(biāo)高，m；流體密度，kgm3； g重力加速度，9.81ms2 c. 速度壓力降 由于管道或系統(tǒng)的進(jìn)、出口端截面不等使流體流速變化所產(chǎn)生的壓差稱速度壓力降。速度壓力降可以是正值，亦可以是負(fù)值。其計(jì)算式為： （1. 2. 411）PN速度壓力降，kPa；u2、u1出口端、進(jìn)口端流體流速，ms；流體密度，kgm3。 d. 閥門(mén)、管件等的局部壓力降 流體經(jīng)管件、閥門(mén)等產(chǎn)生的局部壓力降，通常采用當(dāng)量長(zhǎng)度法和阻力系數(shù)法計(jì)算，分述如下： (a) 當(dāng)量長(zhǎng)度法 將管件和閥門(mén)等折算為相當(dāng)

19、的直管長(zhǎng)度，此直管長(zhǎng)度稱為管件和閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度。計(jì)算管道壓力降時(shí)，將當(dāng)量長(zhǎng)度加到直管長(zhǎng)度中一并計(jì)算，所得壓力降即該管道的總摩擦壓力降。常用管件和閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度見(jiàn)表1.2.42和表1.2.43。 表1.2.42和表1.2.43的使用說(shuō)明為： 表中所列常用閥門(mén)和管件的當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算式，是以新的清潔鋼管絕對(duì)粗糙度0.046mm，流體流型為完全湍流條件下求得的，計(jì)算中選用時(shí)應(yīng)根據(jù)管道具體條件予以調(diào)整。 按條件計(jì)算，可由圖1.2.41查得摩擦系數(shù)(T)(完全湍流摩擦系數(shù))，亦可采用1.2.44中數(shù)據(jù)。Le=d /T續(xù)表1.2.43圖中： d內(nèi)直徑或表示內(nèi)直徑長(zhǎng)度； r曲率半徑；角度。新的清潔鋼管在完全湍流

20、下的摩擦系數(shù)(由圖1. 2.41查得) 表1.2.44公稱直徑(DN)mm1520253240506580100125150200250300400450600摩擦系數(shù)(T)0.0270.0250.0230.0220.02l0.0190.0180.0170.0160.0150.0140.0130.012 (b) 阻力系數(shù)法 管件或閥門(mén)的局部壓力降按下式計(jì)算，式中有關(guān)符號(hào)見(jiàn)圖1.2.43所示。 (1.2.412) 式中 PK流體經(jīng)管件或閥門(mén)的壓力降，kPa； K阻力系數(shù)，無(wú)因次。其余符號(hào)意義同前。逐漸縮小的異徑管當(dāng)45時(shí) (1.2.413) 當(dāng)45180時(shí) (1.2.414)逐漸擴(kuò)大的異徑管當(dāng)4

21、5時(shí) (1.2.415) 當(dāng)4560m時(shí)，按等溫流動(dòng)公式計(jì)算；L60m)在計(jì)算Pf時(shí)，應(yīng)分段計(jì)算密度，然后分別求得各段的Pf，最后得到Pf的總和才較正確。 (2) 可壓縮流體壓力降計(jì)算的理論基礎(chǔ)是能量平衡方程及理想氣體狀態(tài)方程，理想氣體狀態(tài)方程為： PVWRTM (2.2.22) 或 P=C(等溫流動(dòng)) (2.2.23) 對(duì)絕熱流動(dòng)，式(2.2.23)應(yīng)變化為： Pk=C (2.2.24) 上述各式中 P管道系統(tǒng)總壓力降，kPa； Pf、PS、PN分別為管道的摩擦壓力降，靜壓力降和速度壓力降，kPa； P氣體壓力，kPa； V氣體體積，m3； W氣體質(zhì)量，kg； M氣體分子量； R氣體常數(shù)，8

22、.314kJ(kmolK)； 氣體密度，kgm3； C常數(shù)； k氣體絕熱指數(shù) k=CpCV (2.2.25) Cp、CV分別為氣體的定壓比熱和定容比熱，kJ(kgK)。 (3) 絕熱指數(shù)(k) 絕熱指數(shù)(k)值由氣體的分子結(jié)構(gòu)而定，部分物料的絕熱指數(shù)見(jiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)安全閥的設(shè)置和選用(HGT 20570.295)表16.0.2所列。 一般單原子氣體(He、Ar、Hg等)k1.66，雙原子氣體(O2、H2、N2、CO和空氣等)k=1.40。(4) 臨界流動(dòng) 當(dāng)氣體流速達(dá)到聲速時(shí)，稱為臨界流動(dòng)。 a. 聲速 聲速即臨界流速，是可壓縮流體在管道出口處可能達(dá)到的最大速度。通常，當(dāng)系統(tǒng)的出口壓力等于或小于入口

23、絕對(duì)壓力的一半時(shí)，將達(dá)到聲速。達(dá)到 聲速后系統(tǒng)壓力降不再增加，即使將流體排入較達(dá)到聲速之處壓力更低的設(shè)備中(如大氣)，流速仍不會(huì)改變。對(duì)于系統(tǒng)條件是由中壓到高壓范圍排入大氣(或真空)時(shí)，應(yīng)判斷氣體狀態(tài)是否達(dá)到聲速，否則計(jì)算出的壓力降可能有誤。 氣體的聲速按以下公式計(jì)算： 絕熱流動(dòng) (2.2.26)等溫流動(dòng) (2.2.27)式中 uc氣體的聲速，ms； k氣體的絕熱指數(shù)； R氣體常數(shù)，8.314kJ(kmolK)； T氣體的絕對(duì)溫度，K； M氣體的分子量。 b. 臨界流動(dòng)判別。通?？捎孟率脚袆e氣體是否處于臨界流動(dòng)狀態(tài)，下式成立時(shí)，即達(dá)到臨界流動(dòng)。 (2.2.28) c. 臨界質(zhì)量流速 (2.2.

24、29)式中 P1、P2分別為管道上、下游氣體的壓力，kPa； G1、G2分別為氣體的質(zhì)量流速和臨界質(zhì)量流速，kg(m2s)； T1、T2分別為管道上、下游氣體溫度，K； Gcni參數(shù)，見(jiàn)式(2.2.214)，kg(m2s)； G氣體的質(zhì)量流速，kg(m2s)。 其余符號(hào)意義同前。(5) 管道中氣體的流速應(yīng)控制在低于聲速的范圍內(nèi)。2.2.2.3 管道壓力降計(jì)算 (1) 摩擦壓力降 a. 等溫流動(dòng) 當(dāng)氣體與外界有熱交換，能使氣體溫度很快地按近于周圍介質(zhì)的溫度來(lái)流動(dòng)，如煤氣、天然氣等長(zhǎng)管道就屬于等溫流動(dòng)。 等溫流動(dòng)計(jì)算式如下： (2.2.210)式中 Pf管道摩擦壓力降，kPa； g重力加速度，9.

25、81ms2； 摩擦系數(shù)，無(wú)因次； L管道長(zhǎng)度，m； WG氣體質(zhì)量流量，kgh； d管道內(nèi)直徑，mm； m氣體平均密度，kgm： (2.2.211) 1、2-分別為管道上、下游氣體密度，kgm3。 b. 絕熱流動(dòng) (a) 假設(shè)條件 對(duì)絕熱流動(dòng)，當(dāng)管道較長(zhǎng)時(shí)(L60m)，仍可按等溫流動(dòng)計(jì)算，誤差一般不超過(guò)5，在工程計(jì)算中是允許的。對(duì)短管可用以下方法進(jìn)行計(jì)算，但應(yīng)符合下列假設(shè)條件： 在計(jì)算范圍內(nèi)氣體的絕熱指數(shù)是常數(shù)； 在勻截面水平管中的流動(dòng)； 質(zhì)量流速在整個(gè)管內(nèi)橫截面上是均勻分布的； 摩擦系數(shù)是常數(shù)。(6) 計(jì)算步驟可壓縮流體絕熱流動(dòng)的管道壓力降計(jì)算輔助圖見(jiàn)圖2.2.2所示。 計(jì)算上游的質(zhì)量流速G1

26、WGA(G1G，G1即圖2.2.2中G) (2.2.212) 計(jì)算質(zhì)量流量 (2.2.213) 計(jì)算參數(shù)(Gcni) (2.2.214) 假設(shè)N值，然后進(jìn)行核算 (2.2.215) 計(jì)算下游壓力(P2)，根據(jù)N和G1Gcni值，由圖2.2.2查得P2P1值，即可求得下游壓力(P2)。式中 G氣體的質(zhì)量流速，kg(m2s)； G1上游條件下氣體的質(zhì)量流速，kg(m2s)； WG氣體的質(zhì)量流量，kgs； W氣體的質(zhì)量，kg； A管道截面積，m2； P1氣體上游壓力，kPa； d管道內(nèi)直徑，mm； M氣體分子量； T1氣體上游溫度，K； Gcni無(wú)實(shí)際意義，是為使用圖2.2.2方便而引入的一個(gè)參數(shù)，

27、kg(m2s)； N速度頭數(shù)； 摩擦系數(shù)； L管道長(zhǎng)度，m； D管道內(nèi)直徑，m。 c. 高壓下的流動(dòng) 當(dāng)壓力降大于進(jìn)口壓力的40時(shí)，用等溫流動(dòng)和絕熱流動(dòng)計(jì)算式均可能有較大誤差，在這種情況下，可采用以下的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：(a) 巴布科克式 (巴布科克式即Babcock式) (2.2.216) 式中 Pf摩擦壓力降，kPa； WG氣體的質(zhì)量流量，kgh； L管道長(zhǎng)度，m； m氣體平均密度，kgm3； d管道內(nèi)直徑，mm。 本式用于蒸汽管的計(jì)算，在壓力等于或小于3450kPa情況下結(jié)果較好，但當(dāng)管徑小于100mm時(shí)，計(jì)算結(jié)果可能偏高。 (b) 韋默思式 (韋默思式即Weymouth式) (2.2.

28、217)式中 VG氣體體積流量，m3(標(biāo))s，(標(biāo))標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)； d管道內(nèi)直徑，mm； P1、P2分別為管道上、下游壓力，kPa； 氣體相對(duì)密度。氣體密度與相同溫度、壓力下的空氣密度之比； L管道長(zhǎng)度，km； T氣體絕對(duì)溫度，K。 本式用于在3104240kPa壓力、管道直徑大于150mm的穩(wěn)定流動(dòng)情況下，計(jì)算天然氣管道壓力降的結(jié)果較好。對(duì)相對(duì)密度接近0.6，常溫，流速為4.59.0ms，直徑為500mm600mm的氣體管道也適用。 (c) 潘漢德式 (潘漢德式即Panhandle式) (2.2.218) 式中 E流動(dòng)效率系數(shù)； L管道長(zhǎng)度，km。 對(duì)于沒(méi)有管道附件、閥門(mén)的水平新管，取E1. 00；工作條件較好，取E0.95；工作條件一般，取E0.92； 工作條件較差，取E0.