流体输配管网第6章(part-2)

燃气管网水力计算根底6．3．2摩阻系数λ谢维列夫公式新钢管

水力光滑区：第二过渡区阻力平方区实验室和实际安装管道的条件不同的系数考虑由于接头而使阻力增加的系数摩阻系数〔二〕谢维列夫公式(续)新铸铁管

水力光滑区第二过渡区阻力平方区燃气流态确定燃气成分确实定(各组分的体积百分比)燃气运动粘度每种组分：燃气流态确定燃气流速表6-12各产气厂燃气不同流态时燃气流速的范围产气厂运动粘度ν（m2

s－1）平均流速

（ms－1）水力光滑区第二过渡区阻力平方区吴淞煤气厂14.219*10-6

<2.50

<38.39

≥38.39杨树浦煤气厂18.069*10-6

<3.18

<48.78

≥48.78上海焦化厂20.833*10-6

<3.66

<56.24

≥56.24新铸管

新钢管公式简化新铸管设:那么:取K1=1.1，K2=1.06，K3=1.15，K4=1.18，S=0.55，运动粘度

取19×10-6m2/s，燃气流速

为计算方便取10m/s。单位为:m单位为：cm单位为：cm例：求d=100mm时，α铸=？实用的水力计算公式高、中压管道实用计算公式新铸管新钢管表6-14不同管径的α值管径d（mm）α铸α钢管径d（mm）α铸α钢100542.36338.754500.1920.13115063.6540.705000.1100.075320013.929.056000.04190.02912257.474.897000.01860.01302504.282.828000.009170.006463001.631.099000.004920.003493500.7230.48610000.002820.002014000.3570.24212000.00010760.0007764实用的水力计算公式低压管道实用计算公式〔普尔公式,Pole)表6-15不同管径的K值D(mm)15192532385075100125≥150K0.460.470.480.490.500.520.570.620.670.707燃气管道水力计算图高压燃气管道水力计算图中压燃气管道水力计算图低压燃气管道水力计算图户内人工燃气管道水力计算图高压燃气管道水力计算图中压燃气管道水力计算图低压燃气管道水力计算图户内人工燃气管道水力计算图压力修正系数(密度修正)层流情况下：紊流情况下1．高、中压管修正标准状态：任意工况下那么而例：设某煤气厂的燃气组分O2、N2、CH4、CO、CmHn、CO2、H2等成分的体积百分数为0.78、28.94、12.9、19.57、6.22、5.2、26.39。求中、高压流动情况下的修正系数。解：1〕求煤气对空气的相对密度S=(1.05×0.78+0.96764×28.94+0.554×12.9+0.967×19.57+1.56×6.22+1.53×5.2+0.0695×26.39)×0.01=0.7442〕3〕修正系数为2．低压管修正与管径相关的系数，见表6-15因此在流量相同的情况下有：因此上例如是低压流动那么阻力修正系数为0.744/0.55=1.353局部阻力表6-16常用配件局部阻力系数

值配件名称直流三通分流三通骤缩管渐缩管直角弯管光滑弯管旋塞开关闸阀凝水器

0.31.50.50.11.10.32.00.52.0习惯单位换算公式在实际计算中，qV、d、A常用如下单位：qV〔m3/h〕；d〔cm〕；A〔cm2〕。将上述单位代入局部阻力计算公式，取S=0.55得当量长度法表6-18

=1时各种直径管子的当量长度管径(mm)15202532385075100150200250当量长度l2(m)0.40.60.81.01.52.54.05.08.012.016.0管段的计算长度L=L1+L2附加压头由于燃气和空气的容重不同，燃气轻于空气，因此当管道的高程有关变化时就会产生附加压头。附加压头是由于密度差的作用而产生的，有正有负，在计算室内管道时，特别是在高层建设中，附加压头的作用较大，不可无视。△p=H(ρg-ρ)g管道的当量管径和当量长度当量管径——对于始、末端相同的两根或多根等长的并联管道，为计算方便，往往采用换算成一根管道进行计算。将多根管道的管径换算成一根相当的管径。低压管当量管径的换算高中压管当量管径当量长度的换算燃气管道总压力和压力降分配1．低压管网允许压力降的选择①燃烧器前最低压力一般燃烧器均有其标准压力，压力的波动范围有一定限制，其下限不能低于最低压力。例如，上海市的燃气高发热量为15900kJ/m3，那么最低压力为pmin=〔0.27215900/100+10〕9.81Pa=523Pa上海市在实际设计时以往取pmin=600Pa。燃气管道总压力和压力降分配2．燃气用具对压力的适应性燃烧器适应的压力波动范围为标准燃烧压力的0.64~1.44。为计算方便，一般采用0.6~1.50

倍标准的压力。燃气干管的压力降选择AC，BD为支管，AB为干管。由于流量的波动，使A点到B点的压力降△p发生波动，波动的范围为0.64~1.44pn〔pn为燃具标准燃烧压力〕。为了使C、D两处燃具的燃烧压力在规定的范围之内，必须使干管的压力降在0.64~1.44pn范围之内。当燃具标准燃烧压力Pn为1000Pa时，△pAB=800Pa。支管、燃气表、用气管压力降的选择在一般情况下，所有支管〔包括从干管至燃具〕，不管长短，其压力降△p1均取定值。上海市低压干管的最低压力规定为1000Pa，燃具的最低燃烧压力为600Pa，因此AC与BD的压力降为400Pa低压燃气管道的允许压力降可按以下公式计算：△p=0.75pn+150式中△p是低压燃气管道的总压力降〔Pa〕；pn是低压燃气管道的额定压力〔Pa〕；对于人工燃气：pn=800~1000Pa；天然气：pn=2000~2500Pa；液化石油气：pn=2800~3000Pa；150是燃气表的压力损失〔Pa〕。管道计算1．高中压干管计算〔1〕单根管道的计算，高压干管与中压干管的设计程序相同。一般设计程序包括以下内容：①己知输送的燃气流量，管道长度，始、终点压力，进行管径计算；②己知管径，管道长度，始、终点压力，进行通过能力的计算；③己知输送的燃气流量、管道长、管径、起点或终点压力，进行终点或始点压力的计算。[例6-9]如图6-23所示，A为燃气厂，B、C、D为沿途输出，AB点距离为3公里；BC点距离为2km，CD点距离为2.2公里。B点输出10000m3/h，C点输出15000m3/h，D点输出20000m3/h。时。自A点以2×105Pa绝对压力输出燃气，送到D点的压力保持1.5×105Pa绝对压力，当燃气对空气相对密度为0.55时，求A、D间的铸管管径。表6-14不同管径的α值管径d（mm）α铸α钢管径d（mm）α铸α钢100542.36338.754500.1920.13115063.6540.705000.1100.075320013.929.056000.04190.02912257.474.897000.01860.01302504.282.828000.009170.006463001.631.099000.004920.003493500.7230.48610000.002820.002014000.3570.24212000.00010760.0007764例6-10]仍以图6-23为例，当管径采用700mm时求B、C点的压力并验算D点的压力。[例6-11]己知铸铁管管径为500mm，长度为10km的干管，其始点压力为2.5×105Pa〔绝对〕，终点压力为1.5×105Pa〔绝对〕，燃气对空气相对密度0.55，求燃气的通过能力。管线见图6-24。查表6-14，管径为500mm时，α铸=0.11代入式中应用水力计算图计算,先求出单位长度压力平方差qV=19000m3/h高中压燃气管道计算公式(新铸管)高中压燃气管道计算公式(新钢管)同样道理仅直径d的幂指数不同高中压燃气串联管路计算如下图，设各段管道的直径和长度分别为D1、D2、D3和L1、L2、L3，换算成直径为D0的管道后，其各段管道长度为L´1、L´2、L´3。如为新铸管至于新钢管那么只需将5.284换成5.226即可[例6-12]如图6-26所示，管道的始点压力为2.5×105Pa〔绝对〕，终点压力为1.5×105Pa〔绝对〕，燃气的相对密度为0.55，求直径为50cm，40cm，30cm，长度为0.5km，0.8km，0.5km的燃气通过能力(新铸管〕。解：设以长度为L0、管径为D0为50cm的管道代替上述管道系统。从得出的管道燃气通过能力可求出B、C点的压力高中压燃气并联管道计算设组成并联管道的各管径及长度分别为D1、D2、……、Dn及L1、L2、……、Ln，求与并联管道具有同等输送能力的管道直径D0和长度L0

12以新铸管为例，其计算公式为每一分支管都起、终点压力相同，那么[例6-13]如图6-27，D1为30cm，L1为3000m，D2为20cm，L2为2000m，始点压力为2.5×105Pa〔绝对〕，终点压力为1.5×105Pa〔绝对〕，求此并联管道的通过能力(新铸管〕。解：①先求两根管道合并一根管道的当量管径，取L0=3000m。②根据当量管径求

③求通过能力根据公式6-17低压枝状管网和室内管道的计算低压枝状管网系指自干管指出通向用户的配气管。室〔屋〕内管道那么包括支管、燃气计算表、用气管。枝状