管径选择与管道压力降计算-单相流(可压缩流体)

1、第三十二条 建筑结构。园舍建筑根据其功能及防御各类重大意外灾害要求，在建筑结构设计上应根据相应抗震设防规范要求确定。各种建筑材料必须符合国家质量规范要求和设计要求。第三十三条 建筑防火。建筑防火应符合建筑设计防火规范（GB 50016）的相关规定。第三十四条 室内净高。指楼、地面至结构梁底间的垂直距离。当室内顶棚或风道（管道）低于梁时，净高计至顶棚或风道（管道）底。净高依据教师和幼儿活动时所需要的空气量及各类用房使用面积确定。第三十五条 无障碍设施。为保障幼儿行走安全，避免发生绊倒摔伤，幼儿园的入口、道路、门厅、走廊和厕所等，应按照无障碍设施设计标准（DGJ08-103）的规定设计。第三十六条

2、 门厅及走廊。一、幼儿园的门厅除集散功能外，还具有晨检、滞留、小憩、传递信息、展示等功能。严寒和风沙大的地区，门厅的北向出入口宜设置门斗。二、走廊宽度主要根据交通联系、人流量、防火安全疏散和其他使用功能考虑。第三十七条 楼梯、电梯。楼梯的设计，要充分考虑到幼儿行为活动的特点和安全防护要求，楼梯踏步高度及宽度、楼梯井宽度、楼梯扶手、垂直栏杆间净距、楼梯间自然采光等必须符合规定，螺旋形楼梯、扇形踏步，由于踏面宽度不等，易造成踏空，危害幼儿的行走安全，严禁使用。在楼梯入口处应设置上下楼梯相互礼让、靠右行走等指示和警示标志，以避免人流集中疏散时发生事故。对于楼梯设置的数量和总宽度应按防火规范的要求确定

3、。第三十八条 屋面。屋面的防水、隔热和保温必须精心设计和施工，以防止屋面雨水渗漏、夏季屋顶太阳辐射热过强而造成室温过高、冬季因屋顶传热过快而造成室温过低的现象，保证有关用房的正常使用。第三十九条 防护栏杆。幼儿园的防护栏杆应透空，不应采用封闭栏板。幼儿的生性好动、喜爱攀登，自我保护和自我约束能力较弱，安全防护栏杆的高度必须符合规定，其构造应采用不可攀登形式。第四十条 楼地面。活动室、寝室、音体活动室、兴趣活动室的楼地面应采用木质的软柔性楼地面，可用木质是指用木地板、地毯或、PVC等材料作为楼地面的面层的楼地面。门厅、走道、楼梯应做防滑楼地面，要有较高的耐磨性，并便于清洁。餐厅、厨房、卫生间等用

4、房的楼地面应能防水、防滑，易于冲洗和排水。第四十一条 门窗。门窗必须达到条文中规定的安全性、适用性和经济性的要求，有直接采光的窗玻璃不得使用彩色，以利于幼儿的身体发育和对自然的真实感觉。第四十二条 室内装修。幼儿园建筑内装修应确保幼儿的身心健康和活动安全，符合卫生、环保、防火的要求。第四十三条 室外装修。建筑外装修应适合幼儿的审美情趣和心理特点，应符合安全、环保、节能、美观的要求。第四十四条 卫生间。为有利于环境卫生、方便使用，宜尽可能采用室内水冲式厕所，并分班设置。干旱缺水地区不具备采用水冲式厕所条件的可设置旱厕，但应确保幼儿的安全，严禁直接在粪池上加盖板设置蹲位，防止发生坠落事故。第四十五

5、条 室内环境。室内环境的好坏，直接影响幼儿身心健康。因此，要处理好幼儿用房的朝向、采光、照明、通风、换气等方面的要求。幼儿用房应有良好的自然通风和冬春季的换气设施，以保证室内空气质量。第四十六条 采暖与通风。室内的采暖、降温设施要因地制宜地设置，有利于调控室内的适宜温度。日照时间长、寒冷和严寒地区的具备技术条件的地区宜应利用太阳能供暖。采用壁炉、火墙采暖的，必须确保排烟管道畅通、无泄漏，防止发生一氧化碳中毒，并应安装一氧化碳报警装置。第四十七条 照明及电器设施。室内照明设计决定于不同功能用房对照度的要求，现行国家标准建筑照明设计标准（GB 50034）中做了具体规定。幼儿的好奇心较强，自我保护

6、意识较弱，为防止发生触电事故，幼儿用房的电源插座离地面高度必须符合规定。厨房、洗衣房、开水房的动力电源应与照明电源分开敷设和控制，不得混用。第四十八条 主要用房固定设备配置。各地可根据不同用房使用功能的需要，结合室内装修在质地、色彩、形式上取得统一协调的效果，设置有关的固定设施。盲生学习均靠手指触摸，保持室内有适宜的温度是十分重要的，故规定寒冷和严寒地区的特殊教育学校，宜设取暖设备，散热片暗装，以及保护安全的暖气罩。第四十九条 厨房。厨房的设计及面积分配必须满足“三分开、一方便”的原则，即：生熟食品分开；副食品与调味品的贮藏分开；烹饪间与烧火间分开(使用燃气灶具可不分开；炊事员流水操作比较方便

7、。第五十条 保健及观察室。保健及观察室装修标准和设施配置应符合托儿所、幼儿园卫生保健管理办法和当地卫生部门的规定和要求。房间的长宽尺寸应满足布置药橱和常用诊疗设备的要求，一旦幼儿发生身体的伤害或危急病症，在未送医院之前，可在学校进行相应的紧急治疗。第五十一条 室外附属设施。为保证幼儿的身心安全，应加强幼儿园安全设施的建设和管理，室外附属设施应符合规定的要求。附表2全日制幼儿园各类用房使用面积及建筑面积指标汇总表 单位：间、用房名称每间使用面积必备指标选配指标一级指标二级指标6班6班9班12班6班9班12班间数面积间数面积间数面积间数面积间数面积间数面积间数面积一、 活动室及辅助用房使用面积小计

8、630102815121976408080活动室456270606360954012720寝室456270546324948612648卫生间15230690914512180衣帽及教具储藏室965498112108音体活动室160112011401160兴趣活动室4028031204160140280280建筑面积小计90017132520329367133133二、 办公及辅助用房使用面积小计6519525931882101120办公室3075115150图书资料室202530会议室202530教具制作兼陈列室202530保健及观察室152025302.1.1 本规定适用于工程设计中单相可

9、压缩流体在管道中流动压力降的一般计算，对某些流体在高压下流动压力降的经验计算式也作了简单介绍。2.1.2 可压缩流体是指气体、蒸汽和蒸气等(以下简称气体 ，因其密度随压力和温度的变化而差别很大，具有压缩性和膨胀性。可压缩流体沿管道流动的显著特点是沿程摩擦损失使压力下降，从而使气体密度减小，管内气体流速增加。压力降越大，这些参数的变化也越大。2.2 计算方法2.2.1 注意事项2.2.1.1 压力较低，压力降较小的气体管道，按等温流动一般计算式或不可压缩流体流动公式计算，计算时密度用平均密度；对高压气体首先要分析气体是否处于临界流动。2.2.1.2 一般气体管道，当管道长度L60m时，按等温流动

10、公式计算；L60m在计算P f 时，应分段计算密度，然后分别求得各段的P f ，最后得到P f 的总和才较正确。(2 可压缩流体压力降计算的理论基础是能量平衡方程及理想气体状态方程，理想气体状态方程为：PV WRT M (2.2.22 或 P =C(等温流动 (2.2.23 对绝热流动，式(2.2.23 应变化为：P k =C (2.2.24 上述各式中P 管道系统总压力降，kPa ；P f 、P S 、P N 分别为管道的摩擦压力降，静压力降和速度压力降，kPa ； P 气体压力，kPa ；V 气体体积，m 3；W 气体质量，kg ；M 气体分子量；R 气体常数，8.314kJ (kmolK

11、 ；气体密度，kg m 3；C 常数；k 气体绝热指数k=Cp C V (2.2.25 C p 、C V 分别为气体的定压比热和定容比热，kJ (kgK 。(3 绝热指数(k绝热指数(k值由气体的分子结构而定，部分物料的绝热指数见行业标准安全阀的设置和选用(HGT 20570.295 表16.0.2所列。一般单原子气体(He、Ar 、Hg 等k 1.66，双原子气体(O2、H 2、N 2、CO 和空气等k=1.40。(4 临界流动当气体流速达到声速时，称为临界流动。a. 声速 声速即临界流速，是可压缩流体在管道出口处可能达到的最大速度。通常，当系统的出口压力等于或小于入口绝对压力的一半时，将达

12、到声速。达到 声速后系统压力降不再增加，即使将流体排入较达到声速之处压力更低的设备中(如大气 ，流速仍不会改变。对于系统条件是由中压到高压范围排入大气(或真空 时，应判断气体状态是否达到声速，否则计算出的压力降可能有误。 气体的声速按以下公式计算：103k R T u c =M (2.2.26 绝热流动3RT u c =M (2.2.27 等温流动式中u c 气体的声速，m s ；k 气体的绝热指数；R 气体常数，8.314kJ (kmolK ；T 气体的绝对温度，K ；M 气体的分子量。b. 临界流动判别。通常可用下式判别气体是否处于临界流动状态，下式成立时，即达到临界流动。P 2P 10.

13、 605T 2G G cni T 1k (2.2.28c. 临界质量流速1M 1 (2.2.29 G C =11P式中P 1、P 2分别为管道上、下游气体的压力，kPa ；G 1、G 2分别为气体的质量流速和临界质量流速，kg (m2s ； T 1、T 2分别为管道上、下游气体温度，K ；G cni 参数，见式(2.2.214 ，kg (m2s ；G 气体的质量流速，kg (m2s 。其余符号意义同前。(5 管道中气体的流速应控制在低于声速的范围内。2.2.2.3 管道压力降计算(1 摩擦压力降a. 等温流动当气体与外界有热交换，能使气体温度很快地按近于周围介质的温度来流动，如煤气、天然气等长

14、管道就属于等温流动。等温流动计算式如下：LW G 2P f =6. 2610g 5d m (2.2.210 3式中P f 管道摩擦压力降，kPa ；g 重力加速度，9.81m s 2；摩擦系数，无因次；L 管道长度，m ；W G 气体质量流量，kg h ；d 管道内直径，mm ；m 气体平均密度，kg m ：m =(1-23+2 (2.2.2111、2-分别为管道上、下游气体密度，kg m3。b. 绝热流动(a 假设条件对绝热流动，当管道较长时(L60m，仍可按等温流动计算，误差一般不超过5，在工程计算中是允许的。对短管可用以下方法进行计算，但应符合下列假设条件： 在计算范围内气体的绝热指数是

15、常数； 在匀截面水平管中的流动； 质量流速在整个管内横截面上是均匀分布的； 摩擦系数是常数。(6 计算步骤可压缩流体绝热流动的管道压力降计算辅助图见图2.2.2所示。 计算上游的质量流速G 1W G A(G1G ，G 1即图2.2.2中G (2.2.212 计算质量流量W G =1. 87610-2P 1d 2 计算参数(Gcni G cni =6. 638P1M G T 1G cni (2.2.213 M T 1 (2.2.214 假设N 值，然后进行核算N =LD (2.2.215 计算下游压力(P2 ，根据N 和G 1G cni 值，由图2.2.2查得P 2P 1值，即可求得下游压力(P

16、2 。式中G 气体的质量流速，kg (m2s ；G 1上游条件下气体的质量流速，kg (m2s ；W G 气体的质量流量，kg s ；W 气体的质量，kg ；A 管道截面积，m 2；P 1气体上游压力，kPa ；d 管道内直径，mm ；M 气体分子量；T 1气体上游温度，K ；G cni 无实际意义，是为使用图2.2.2方便而引入的一个参数，kg (m2s ； N 速度头数；摩擦系数；L 管道长度，m ；D 管道内直径，m 。c. 高压下的流动当压力降大于进口压力的40时，用等温流动和绝热流动计算式均可能有较大误差，在这种情况下，可采用以下的经验公式进行计算：(a 巴布科克式 (巴布科克式即B

17、abcock 式第三十二条 建筑结构。园舍建筑根据其功能及防御各类重大意外灾害要求，在建筑结构设计上应根据相应抗震设防规范要求确定。各种建筑材料必须符合国家质量规范要求和设计要求。第三十三条 建筑防火。建筑防火应符合建筑设计防火规范（GB 50016）的相关规定。第三十四条 室内净高。指楼、地面至结构梁底间的垂直距离。当室内顶棚或风道（管道）低于梁时，净高计至顶棚或风道（管道）底。净高依据教师和幼儿活动时所需要的空气量及各类用房使用面积确定。第三十五条 无障碍设施。为保障幼儿行走安全，避免发生绊倒摔伤，幼儿园的入口、道路、门厅、走廊和厕所等，应按照无障碍设施设计标准（DGJ08-103）的规定

18、设计。第三十六条 门厅及走廊。一、幼儿园的门厅除集散功能外，还具有晨检、滞留、小憩、传递信息、展示等功能。严寒和风沙大的地区，门厅的北向出入口宜设置门斗。二、走廊宽度主要根据交通联系、人流量、防火安全疏散和其他使用功能考虑。第三十七条 楼梯、电梯。楼梯的设计，要充分考虑到幼儿行为活动的特点和安全防护要求，楼梯踏步高度及宽度、楼梯井宽度、楼梯扶手、垂直栏杆间净距、楼梯间自然采光等必须符合规定，螺旋形楼梯、扇形踏步，由于踏面宽度不等，易造成踏空，危害幼儿的行走安全，严禁使用。在楼梯入口处应设置上下楼梯相互礼让、靠右行走等指示和警示标志，以避免人流集中疏散时发生事故。对于楼梯设置的数量和总宽度应按防

19、火规范的要求确定。第三十八条 屋面。屋面的防水、隔热和保温必须精心设计和施工，以防止屋面雨水渗漏、夏季屋顶太阳辐射热过强而造成室温过高、冬季因屋顶传热过快而造成室温过低的现象，保证有关用房的正常使用。第三十九条 防护栏杆。幼儿园的防护栏杆应透空，不应采用封闭栏板。幼儿的生性好动、喜爱攀登，自我保护和自我约束能力较弱，安全防护栏杆的高度必须符合规定，其构造应采用不可攀登形式。第四十条 楼地面。活动室、寝室、音体活动室、兴趣活动室的楼地面应采用木质的软柔性楼地面，可用木质是指用木地板、地毯或、PVC等材料作为楼地面的面层的楼地面。门厅、走道、楼梯应做防滑楼地面，要有较高的耐磨性，并便于清洁。餐厅、

20、厨房、卫生间等用房的楼地面应能防水、防滑，易于冲洗和排水。第四十一条 门窗。门窗必须达到条文中规定的安全性、适用性和经济性的要求，有直接采光的窗玻璃不得使用彩色，以利于幼儿的身体发育和对自然的真实感觉。第四十二条 室内装修。幼儿园建筑内装修应确保幼儿的身心健康和活动安全，符合卫生、环保、防火的要求。第四十三条 室外装修。建筑外装修应适合幼儿的审美情趣和心理特点，应符合安全、环保、节能、美观的要求。第四十四条 卫生间。为有利于环境卫生、方便使用，宜尽可能采用室内水冲式厕所，并分班设置。干旱缺水地区不具备采用水冲式厕所条件的可设置旱厕，但应确保幼儿的安全，严禁直接在粪池上加盖板设置蹲位，防止发生坠

21、落事故。第四十五条 室内环境。室内环境的好坏，直接影响幼儿身心健康。因此，要处理好幼儿用房的朝向、采光、照明、通风、换气等方面的要求。幼儿用房应有良好的自然通风和冬春季的换气设施，以保证室内空气质量。第四十六条 采暖与通风。室内的采暖、降温设施要因地制宜地设置，有利于调控室内的适宜温度。日照时间长、寒冷和严寒地区的具备技术条件的地区宜应利用太阳能供暖。采用壁炉、火墙采暖的，必须确保排烟管道畅通、无泄漏，防止发生一氧化碳中毒，并应安装一氧化碳报警装置。第四十七条 照明及电器设施。室内照明设计决定于不同功能用房对照度的要求，现行国家标准建筑照明设计标准（GB 50034）中做了具体规定。幼儿的好奇

22、心较强，自我保护意识较弱，为防止发生触电事故，幼儿用房的电源插座离地面高度必须符合规定。厨房、洗衣房、开水房的动力电源应与照明电源分开敷设和控制，不得混用。第四十八条 主要用房固定设备配置。各地可根据不同用房使用功能的需要，结合室内装修在质地、色彩、形式上取得统一协调的效果，设置有关的固定设施。盲生学习均靠手指触摸，保持室内有适宜的温度是十分重要的，故规定寒冷和严寒地区的特殊教育学校，宜设取暖设备，散热片暗装，以及保护安全的暖气罩。第四十九条 厨房。厨房的设计及面积分配必须满足“三分开、一方便”的原则，即：生熟食品分开；副食品与调味品的贮藏分开；烹饪间与烧火间分开(使用燃气灶具可不分开；炊事员

23、流水操作比较方便。第五十条 保健及观察室。保健及观察室装修标准和设施配置应符合托儿所、幼儿园卫生保健管理办法和当地卫生部门的规定和要求。房间的长宽尺寸应满足布置药橱和常用诊疗设备的要求，一旦幼儿发生身体的伤害或危急病症，在未送医院之前，可在学校进行相应的紧急治疗。第五十一条 室外附属设施。为保证幼儿的身心安全，应加强幼儿园安全设施的建设和管理，室外附属设施应符合规定的要求。附表2全日制幼儿园各类用房使用面积及建筑面积指标汇总表 单位：间、用房名称每间使用面积必备指标选配指标一级指标二级指标6班6班9班12班6班9班12班间数面积间数面积间数面积间数面积间数面积间数面积间数面积一、 活动室及辅助

24、用房使用面积小计630102815121976408080活动室456270606360954012720寝室456270546324948612648卫生间15230690914512180衣帽及教具储藏室965498112108音体活动室160112011401160兴趣活动室4028031204160140280280建筑面积小计90017132520329367133133二、 办公及辅助用房使用面积小计6519525931882101120办公室3075115150图书资料室202530会议室202530教具制作兼陈列室202530保健及观察室152025302.1.1 本规定适用于

25、工程设计中单相可压缩流体在管道中流动压力降的一般计算，对某些流体在高压下流动压力降的经验计算式也作了简单介绍。2.1.2 可压缩流体是指气体、蒸汽和蒸气等(以下简称气体 ，因其密度随压力和温度的变化而差别很大，具有压缩性和膨胀性。可压缩流体沿管道流动的显著特点是沿程摩擦损失使压力下降，从而使气体密度减小，管内气体流速增加。压力降越大，这些参数的变化也越大。2.2 计算方法2.2.1 注意事项2.2.1.1 压力较低，压力降较小的气体管道，按等温流动一般计算式或不可压缩流体流动公式计算，计算时密度用平均密度；对高压气体首先要分析气体是否处于临界流动。2.2.1.2 一般气体管道，当管道长度L60

26、m时，按等温流动公式计算；L60m在计算P f 时，应分段计算密度，然后分别求得各段的P f ，最后得到P f 的总和才较正确。(2 可压缩流体压力降计算的理论基础是能量平衡方程及理想气体状态方程，理想气体状态方程为：PV WRT M (2.2.22 或 P =C(等温流动 (2.2.23 对绝热流动，式(2.2.23 应变化为：P k =C (2.2.24 上述各式中P 管道系统总压力降，kPa ；P f 、P S 、P N 分别为管道的摩擦压力降，静压力降和速度压力降，kPa ； P 气体压力，kPa ；V 气体体积，m 3；W 气体质量，kg ；M 气体分子量；R 气体常数，8.314k

27、J (kmolK ；气体密度，kg m 3；C 常数；k 气体绝热指数k=Cp C V (2.2.25 C p 、C V 分别为气体的定压比热和定容比热，kJ (kgK 。(3 绝热指数(k绝热指数(k值由气体的分子结构而定，部分物料的绝热指数见行业标准安全阀的设置和选用(HGT 20570.295 表16.0.2所列。一般单原子气体(He、Ar 、Hg 等k 1.66，双原子气体(O2、H 2、N 2、CO 和空气等k=1.40。(4 临界流动当气体流速达到声速时，称为临界流动。a. 声速 声速即临界流速，是可压缩流体在管道出口处可能达到的最大速度。通常，当系统的出口压力等于或小于入口绝对压

28、力的一半时，将达到声速。达到 声速后系统压力降不再增加，即使将流体排入较达到声速之处压力更低的设备中(如大气 ，流速仍不会改变。对于系统条件是由中压到高压范围排入大气(或真空 时，应判断气体状态是否达到声速，否则计算出的压力降可能有误。 气体的声速按以下公式计算：103k R T u c =M (2.2.26 绝热流动3RT u c =M (2.2.27 等温流动式中u c 气体的声速，m s ；k 气体的绝热指数；R 气体常数，8.314kJ (kmolK ；T 气体的绝对温度，K ；M 气体的分子量。b. 临界流动判别。通常可用下式判别气体是否处于临界流动状态，下式成立时，即达到临界流动。

29、P 2P 10. 605T 2G G cni T 1k (2.2.28c. 临界质量流速1M 1 (2.2.29 G C =11P式中P 1、P 2分别为管道上、下游气体的压力，kPa ；G 1、G 2分别为气体的质量流速和临界质量流速，kg (m2s ； T 1、T 2分别为管道上、下游气体温度，K ；G cni 参数，见式(2.2.214 ，kg (m2s ；G 气体的质量流速，kg (m2s 。其余符号意义同前。(5 管道中气体的流速应控制在低于声速的范围内。2.2.2.3 管道压力降计算(1 摩擦压力降a. 等温流动当气体与外界有热交换，能使气体温度很快地按近于周围介质的温度来流动，如

30、煤气、天然气等长管道就属于等温流动。等温流动计算式如下：LW G 2P f =6. 2610g 5d m (2.2.210 3式中P f 管道摩擦压力降，kPa ；g 重力加速度，9.81m s 2；摩擦系数，无因次；L 管道长度，m ；W G 气体质量流量，kg h ；d 管道内直径，mm ；m 气体平均密度，kg m ：m =(1-23+2 (2.2.2111、2-分别为管道上、下游气体密度，kg m3。b. 绝热流动(a 假设条件对绝热流动，当管道较长时(L60m，仍可按等温流动计算，误差一般不超过5，在工程计算中是允许的。对短管可用以下方法进行计算，但应符合下列假设条件： 在计算范围内

31、气体的绝热指数是常数； 在匀截面水平管中的流动； 质量流速在整个管内横截面上是均匀分布的； 摩擦系数是常数。(6 计算步骤可压缩流体绝热流动的管道压力降计算辅助图见图2.2.2所示。 计算上游的质量流速G 1W G A(G1G ，G 1即图2.2.2中G (2.2.212 计算质量流量W G =1. 87610-2P 1d 2 计算参数(Gcni G cni =6. 638P1M G T 1G cni (2.2.213 M T 1 (2.2.214 假设N 值，然后进行核算N =LD (2.2.215 计算下游压力(P2 ，根据N 和G 1G cni 值，由图2.2.2查得P 2P 1值，即可

32、求得下游压力(P2 。式中G 气体的质量流速，kg (m2s ；G 1上游条件下气体的质量流速，kg (m2s ；W G 气体的质量流量，kg s ；W 气体的质量，kg ；A 管道截面积，m 2；P 1气体上游压力，kPa ；d 管道内直径，mm ；M 气体分子量；T 1气体上游温度，K ；G cni 无实际意义，是为使用图2.2.2方便而引入的一个参数，kg (m2s ； N 速度头数；摩擦系数；L 管道长度，m ；D 管道内直径，m 。c. 高压下的流动当压力降大于进口压力的40时，用等温流动和绝热流动计算式均可能有较大误差，在这种情况下，可采用以下的经验公式进行计算：(a 巴布科克式

33、(巴布科克式即Babcock 式教师值班室121620配电室581012网络控制室101010活动器械储藏室202530总务储藏室202530门卫室181818教职工卫生间162024建筑面积小计93325432530137168200三、生活用房使用面积小计7397116134173230277厨房617790102教职工餐厅152025开水、消毒间681012炊事员更衣休息室6121620洗衣房81012其它生活用房150200240建筑面积小计104162193223288383462使用面积合计768132018872428295411477建筑面积合计1097220031454046

34、492684795附表3寄宿制幼儿园各类用房增加使用面积和建筑面积指标汇总表 单位：增加或扩大用房名称办学规模备注6班9班12班保健室444扩大隔离室式中P f 摩擦压力降，kPa ； W G 气体的质量流量，kg h ； L 管道长度，m ；m 气体平均密度，kg m 3； d 管道内直径，mm 。(2.2.217式中V G 气体体积流量，m 3(标 s ，(标 标准状态； d 管道内直径，mm ；P 1、P 2分别为管道上、下游压力，kPa ；16(2.2.218式中E 流动效率系数； L 管道长度，km 。对于没有管道附件、阀门的水平新管，取E 1. 00；工作条件较好，取E 0.95；

35、 工作条件一般，取E 0.92； 工作条件较差，取E 0.85。 其余符号意义同前。本式用于管道直径在150mm 600mm ，Re 51061.4107的天然气管道，准确度较式(2.2.217 稍好。 (d 海瑞思式(海瑞思式即Harris 式2LV GP f =7. 34105. 31P d m (2.2.2195式中Pm 气体平均压力，kPaP m =P 1+P 22 (2.2.22020局部压力降和“单相流(不可压缩流体 ”一样，采用当量长度或阻力系数法计算，在粗略计算中可按直管长度的1.051.10倍作为总的计算长度。 (3 速度压力降速度压力降采用“单相流(不可压缩流体 ”的管道一

36、样的计算方法。 在工程计算中对较长管道此项压力降可略去不计。 (4 静压力降静压力降计算与“单相流(不可压缩流体 ”压力降中的方法相同，仅在管道内气体压力较高时才需计算，压力较低时密度小，可略去不计。 2.2.3 计算步骤及例题 2.2.3.1 计算步骤 (1 一般计算步骤a. “不可压缩流体”管道的一般计算步骤，雷诺数、摩擦系数和管壁粗糙度等的求取方法及有关图表、规定等均适用。 b. 假设流体流速以估算管径。计算雷诺数(Re、相对粗糙度(d ，然后查第1章“单相流(不可压缩流体 ”图1.2.41，求摩擦系数( 值。d. 确定直管长度及管件和阀门等的当量长度。 e. 确定或假设孔板和控制阀等的

37、压力降。f. 计算单位管道长度压力降或直接计算系统压力降。g. 如管道总压力降超过系统允许压力降，则应核算管道摩擦压力降或系统中其它部分引起的压力降，并进行调整，使总压力降低于允许压力降。如管道摩擦压力降过大，可增大管径以减少压力降。 h. 如管道较短，则按绝热流动进行计算。 (2 临界流动的计算步骤 a. 已知流量、压力降求管径(a 假设管径，用已知流量计算气体流速。 (b 计算流体的声速。(c 当流体的声速大于流体流速，则用有关计算式计算，可得到比较满意的结果。如两种流速相等，即流体达到临界流动状况，计算出的压力降不正确。因此，重新假设管径使流速小于声速，方可继续进行计算，直到流速低于声速

38、时的管径，才是所求得的管径。(d 或用式(2.2.28 进行判别，如气体处于临界流动状态，则应重新假设管径计算。b. 已知管径和压力降求流量，计算步骤同上，但要先假设流量，将求出的压力降与已知压力降相比较，略低于已知压力降即可。 c. 已知管径和流量，确定管道系统入口处的压力(P1(a 确定管道出口处条件下的声速，并用已知流量下的流速去核对，若声速小于实际流速，则必须以声速作为极限流速，流量也要以与声速相适应的值为极限。(b 采用较声速低的流速以及与之相适应的流量为计算条件，然后用有关计算式计算压力降。(c 对较长管道，可由管道出口端开始，利用系统中在某些点上的物理性质将管道分为若干段，从出口

39、端至进口端逐段计算各段的摩擦压力降，其和即为该管道的总压力降。(d 出口压力与压力降之和为管道系统入口处的压力(P1 。 2.2.3.2 例题例1：将25的天然气(成份大部分为甲烷 ，用管道由甲地输送到相距45km 的乙地，两地高差不大，每小时送气量为5000kg ，管道直径为307mm(内径 的钢管(0.2mm ，已知管道终端压力为147kPa ，求管道始端气体的压力。解：(1 天然气在长管中流动，可视为等温流动，用等温流动公式计算 天然气可视为纯甲烷，则分子量M 16 设：管道始端压力P 1440kPa 摩擦压力降按式(2.2.210 计算，即LW G 2P f =6. 2610g 5d

40、m3雷诺数 Re 354W G d 25时甲烷粘度为0.01lmPa s 则 Re 35450003070.011=5.24l05 相对粗糙度 d 0.23076.5110-4由第1章“单相流(不可压缩流体 ”中图1.2.41，查得且0.0176洗衣房标准状态下气体密度气体比重 16290.552d 2.667(3072.667 4297.32103标准状态下气体体积流量 V G W G 50000.71437000m 3(标 h P 1365.08365.1kPaP 218.08kPa ，此值较等温流动式计算值小。用潘汉德式计算 P 1375.68375.7kPaP 375.68147228

41、.68kPa ，此值较等温流动式计算值小，而较韦默思式计算值大。计算结果见下表： 由计算结果看出，用潘汉德式计算误差最小，但为稳妥起见，工程设计中应采用等温式计算的结果，即天然气管始端压力为433.4kPa 。考虑到未计算局部阻力以及计算误差等，工程计算中可采用433.41.15kPa 498.4500kPa 作为此天然气管道始端的压力。例2：空气流量8000m 3(标 h ，温度38，钢管内直径100mm ，长度64m ，已知始端压力为785kPa ，求压力降。在何种条件下达到声速，产生声速处的压力是多少? 解：(1 按等温流动计算设终点压力P 2590kPa密度1P 1M (RT78529

42、(8.3143311 ：8.804kg m 3 2P 2M (RT59029(8.3143311 6.617kg m 3因此 查得标准状态下空气密度 1. 293kgm 3则空气的质量流量W c V G 80001. 29310344kg h 查得38空气粘度 0.019mPa s雷诺数 取 0.2mm ，则 d 0.21000.002查图得=0.0235由第1章“单相流(不可压缩流体 ”中图1.2.41中查得。 摩擦压力降 P 2P 1P f 785134.53650.47kPa ，与假设不符。 第二次假设P 2650kPa 则 265029(8.3143311 7.2899 kg m3m

43、=7. 2899+(8. 804-7. 2899=7. 794633kg/ m320. 02356410344P f =6. 26109. 81=126. 7951007. 7946 kPaP 2785126.79658.21kPa ，与假设不符合。 第三次假设 P 2658kPa265829(8.3143311 7.3797 kg m3m =7. 3797+(8. 804-7. 3797=7. 85453kg/ m320. 02356410344P f =6. 26109. 81=125. 8251007. 8545 kPa3P 2785125.82659.18kPa 计算结果P 2=659.18kPa，P 785659.18125.82kPa 等温流动声速103RT 8. 3143311u c =298. 60M 29m/s 声速下的临界流量V uc =uc A ，A=4(0