04-城市燃气-燃气管网的水力计算.ppt

第四章燃气管网的水力计算 第二节城市燃气管道水力计算公式和计算图表 一 摩擦阻力系数 对于不同的流态 层流区 临界区和紊流区 有不同的计算公式 水力摩阻系数 与气体在管道中流态和管内壁粗糙度有关 管内壁相对粗糙度 返回 等温流动时 高压和低压燃气管道计算的基本公式 参数说明 对于低压燃气管道 算术平均值 低压燃气管道中近似取为1 A 低压输气管道可能处于层流或紊流光滑区 B 中压和高压输气管道的流态主要处于混合摩擦区和阻力平方区 二 城镇燃气设计规范 推荐的燃气管道计算常用到的摩阻系数和摩阻计算公式 一 低压燃气管道 1 层流状态 Re 2100 2 临界状态 2100 Re 3500 扎依琴柯 3 紊流状态 Re 3500 1 钢管和塑料管 阿里特苏里公式 2 铸铁管 以上各式参数说明 压力单位 二 高压和中压燃气管道 1 钢管和塑料管 谢维列夫公式 阿里特苏里公式 2 铸铁管 1 和 2 中部分参数说明如下 未说明的同低压燃气管道计算公式所注 谢维列夫公式 四 燃气管道摩擦阻力损失计算图表 1 实际应用中 依照上述推荐公式计算出相关参数 绘制成燃气管道水力计算图表 2 课本提供了钢管在高 中压和低压条件下输送天然气和人工燃气共4张水力计算图表 五 附加压头和局部阻力 1 附加压头 由于燃气与空气的密度不同 会产生附加压力 计算公式 局部阻力 由实验方法确定根据不同流通断面的几何参数 通过相关的计算图表计算局部阻力 2 局部阻力 局部阻力系数一般用实验方法确定 实验时先测出管道中管件 部件或设备等前后的全压差 即局部阻力 除以与特征速度相应的动压 求得局部阻力系数值 实际工程中 管件 部件或设备处的局部阻力系数只取决于管件部件或设备流动通道的几何参数 即使是相同名称的管件 部件 不同的流体管网 其几何参数的差异也会对局部阻力系数的值造成影响 因此也很难用统一的图表计算各种管网的局部阻力 也可以使用当量长度来计算局部阻力的压力损失 将各种管件折成某一直径 d 某一长度 L2 的一段管道 按照如下公式计算 可以通过查表来求得 参数说明 管段的计算长度L可由下式求得 管道的压力损失分为 沿程压力损失局部压力损失 第三节燃气分配管网计算流量 一 燃气管网各管段的输气情况 二 途泄流量的计算 1 假设在供气区域内用户是均匀分布的 2 将供气区域划分为若干小区 3 求出各小区的燃气用量 4 计算各管段比流量 单位长度途泄流量 5 管段的途泄流量 作业 三 管段计算流量的确定 为进行变负荷管段的水力计算 可以找出一个假想不变的流量Q 使它产生的管段压力降与实际压力降相等 这个不变流量Q称为变负荷管段的计算流量 推导过程 说明 忽略 对于燃气分配管道 一管段上的分支管数一般不小于5 10个 x值在0 3 1 0的范围内 从上述两表中所得数值可以看出 此时系数在0 5 0 6之间 水力计算公式中幂指数等于1 75 2 0时 值的变化并不大 实际计算中均可采用平均值a 0 55 故燃气分配管道的计算流量公式为 练习 四 节点流量 产生的管段压力降与实际压力降相等 结论 1 节点流量是从节点流出管网的流量 2 节点流量 管段计算流量 转输流量 途泄流量的区别 3 管网中所有节点的节点流量之和等于管网入口的总流量 4 管网中各节点的节点流量应该包括相应的集中流量 一 枝状配气管网的水力计算 第四节燃气管网水力计算 枝状管网水力计算步骤 实际取管径 重新计算管段压降 求解下图各管段转输流量和计算流量 室内燃气管道计算 假设每家用户装双眼灶一台 额定用气量为1 4Nm3 h 使用人工煤气 燃气密度为0 46kg Nm3 运动粘度为24 76 10 6m2 s 1 画出管道系统图 在管径和流量变化处分段进行编号 2 确定计算流量 3 根据计算流量 初步确定管段管径 4 计算各管段的局部阻力系数 求出当量长度 得出管段的计算长度 以管段1 2为例进行计算举例 A 局部阻力系数 查表找出 直角弯头5个 2 2 旋塞1个 4 B 计算Re C 计算摩阻系数 D 计算当量长度l2 E 管段计算长度l1 2 l1 2 2 5 4 7 7 2 m 5 计算单位管长摩擦阻力 6 管段摩擦阻力 7 管段附加压头 8 管段实际压力损失 重复以上步骤 可以求出其他管段的实