管道安全计算

管道安全计算管道安全计算 一 一 管子规格的确定管子规格的确定 一 流速选取 在确定管内流体流速时一般可考虑以下原则 管径大 壁 厚及重量增加 阀门和管件尺寸也增大 使基建费用增加 管 径小 流速增加 流体阻力增加 动力消耗大 运转费用增加 因此 管内流速应限制在一定范围内 不宜太高 不同流体按其性质 形态和操作要求不同 应选用不同的 流速 黏度较大的物体 管内的压力降较大 流速应较低 黏 度较小的流体流速相应增大 为防止流速过高引起流体静电危 害 管线冲蚀 磨损和噪音等现象 一般情况下 流体流速不 超过 3m s 气体流速不超过 100m s 对于含有固体机械杂 质的流体 流速不能过低 以免固体沉积造成堵塞 允许压力降较小的管线 如常压自流管线 应选用较低流 速 允许压力降较大的管线 可选用较高流速 根据上述原则 可以参照表 7 10 选取流体流速 二 管径计算 1 公式法 根据选定的流速 可按下式计算管子直径 式中 di 管子内径 m qv 体积流量 m3 s u 流速 m s 2 图表法 根据选定的流速查图 7 2 确定管子直径 当直 径大于 500mm 流量大于 60000m3 h 时 可以查其他图表进行 确定 由此计算所得的管径值还需进行调整 以选用符合国家标 准的管子 三 管壁厚度的确定 管壁厚度可根据管内工作压力 管材允许应力进行计算 也可以通过管径利压力查找有关书籍和手册获得壁厚 二 二 管道压力降的计算管道压力降的计算 计算管道压力降的目的是为了选择合适的泵 压缩机 鼓 风机等输送设备和校核流速或管径 最常用的方法是利用计算 图进行计算 如对于常温的水 流经钢管时的压力降可由图 7 3 直接查得 对于非常温的水或其他液体只要将按水查得的压 力降 乘上表 7 11 所列的校正系数 即可得该液体的压力降 三 管道热补偿计算三 管道热补偿计算 一 管道的热变形 管道一般是在常温下安装的 当输送高温或低温流体时 管子会产生压缩变形或冷缩 即管道的热变形 一根自由放置 的长度为 l 的管子 在温度升高 t 时的伸长量 l 为 式中 a 为管材的热膨胀系数 若限制管道的自由伸长 管壁就要产生轴向的压应力 使 管子产生压缩变形其变形量等于受到限制的那部分热伸长量 这个因热变形而产生的应力称热应力 热应力产生的轴向推力 p 为 式中正 管材的弹性模量 a 管子的截面积 由式 7 3 可知热应力和轴向推力与管道长度无关 所以不 能因管道短而 a 忽视这个问题 一般使用温度低于 100 和直径小于 dn50 的管道可不进行 热应力计算 直径大 直管段长 管壁厚的管道或大量引出支 管的管道 要进行热应力计算 并采取相应的措施将其限定在 许可值之内 二 管道的热补偿 管道的热补偿是采用各种措施吸收管道的热变形量 其基 本手段是增加管道的弹性 使管道按设计意图产生变形或位移 从而降低热应力 确保管路系统安全 管道的热补偿措施介绍 如下 利用管道敷设时自然形成的转弯吸收热伸长量的称为自然 热补偿 此弯管段称为自然热补偿器 如图 7 4 所示 它与管 道本身合为一体 因此最经济 在管道布置时要充分利用管道 的自然补偿能力 当自然补偿不能满足要求时 可采用其他热 补偿 如 常用的补偿器有 形和波纹管两种形式 形补偿器如图 7 5 所示 该补偿器耐压可靠 补偿最大 是目前应用较广的补偿器 安装时要预拉伸 拉伸到 l2 或预压 缩 压缩到厶 可提高补量一