第六章燃气管网的水力计算

1、第六章 燃气管网的水力计算第一节 管道内燃气流动的基本方程式 微元体的伯努利方程 微元体上密度的变化d认为是可以忽略的(亦即在微元体内气体的密度为常数) 简化假设： (1)管内燃气是稳态流动； (2)燃气流动时通过管壁向周围介质的传热，可认为是等温流动； (3)管道中燃气的动能变化忽略不计； (4)在整个管道长度上，燃气的压缩因子为常数； (5)沿管道长度上摩阻系数为常数；fhzzgwwgppzgwgpd)d(2)d(d222摩擦引起的压头损失 dxgwDdhf22dzdxgwDgdp22fhzzgwwgppzgwgpd)d(2)d(d222半经验摩阻公式微元体上密度和速度的变化所引起的动能变

2、化可以忽略不计 gdzdxwDdp22连续性方程 11ww11ww等温流动，气体状态方程 11pp11wppw11ppgdzppdxwppppDdp112121112)(gdzppdxwpDpdp11221112ZRTp11利用气体状态方程 gdzZRTpdxwZRTDpdp2212122222222222121)4/( DQAQwwnnnnnn下标n是指在标准状态下(压力p0.1013MPa和温度Tw273.16K)的量， gdzZRTpZRTdxDQpdpavnn252228燃气 空气 nnnRTpnairnairnTRp)(SRRairnairn)(SRRairnairnnnnTRSpR

3、TpgdzTZRSpdxQTpDRSZTpdpairavnnnair22252)(8由x0、pp1到xL、pp2， ghTZRSpQTpDSLZTRppairavnnnair2225222212)(16如果管道是水平的， 22522221)(16nnnairQTpDSLZTRpp若采用常用的工程习惯单位，并且用 nairnS)(293. 1)(nair31. 8airRZLTTDQppnnn521022211027. 1式中p1 管道起点天然气的绝对压力（kPa）； p2 管道终点天然气的绝对压力（kPa）； Qn 管道内天然气流量，m3/h； L 天然气管道的计算长度（km）； D 管道的内

4、径，mm； 天然气的密度（kg/Nm3）；式中p 管道的摩擦阻力损失（Pa）； l 天然气管道的计算长度（m）；对于低压系统 )(2)(2121212221pppppppppav绝对压力可近似地认为等于大气压力pn。 考虑到Z=1，则 lTTDQpnnn5271026. 6燃气管道的摩擦阻力系数 尼古拉兹实验数据 Colebrook-White方程层流区 Re64普朗特提出的光滑管定律)51. 2Relg(28 . 0)lg(Re21卡尔曼提出的粗糙管定律)7 . 3lg(274. 1)lg(21kDkr)Re51. 27 . 3lg(21Dk推荐使用以下形式，阿里特苏里公式 25. 0)Re

5、68(11. 0Dk附加压头和局部阻力 在始末端标高差值变化甚大的个别管段，包括城市和厂区的低压分配管道以及车间和室内的低压管道，在计算时应考虑附加压头，其使由下式确定： 在进行燃气分配管网的水力计算时一般不计算局部阻力而按增加燃气管段长度的510作为计算长度进行计算。街坊庭院管、室内管、厂区管道应计算局部阻力。也可用当量长度来计算局部阻力，当量长度L2，可按下式确定： 燃气分配管网计算流量 计算流量包括 转输流量 途泄流量 途泄流量的计算 将供气范围划分为若干小区 分别计算各小区的燃气用量 计算各小区的单位长度的途泄流量 计算各管段的途泄流量节点流量 管网计算时，需把途泄流量转化为节点流量。

6、0.55终节点流量为 1Q始节点流量为 1)1 (Q理论值 实际计算时 0.5集中流量按距离反比例分配于两端节点上。 管网水力计算 枝状管网水力计算 特点： 管段数P=节点数m-1 每一管段流动方向固定 每一管段的流量等于其下游节点流量之和 管段直径的大小不影响其流量的大小。 计算步骤： 对管网的节点和管道编号 确定气流方向，计算各管道的流量 计算管线单位长度允许压力降 根据计算流量和允许压降预选管径 计算各管道的压力损失和局部阻力损失，及总压降 检查计算结果，更换管径，使之达到总压降小于并接近允许总压降。环状管网水力计算 特点： 管段数P=节点数m+环数n-1 每一管段流动方向可能无法确定 克希荷夫第一定律（电流定律）： 任何一个结点，I入I出。 克希荷夫第二定律（电压定律）： 任何一个环路，总的压降之和为零，V0计算步骤 对节点、管道、环网进行编号