【Y小区燃气管网的庭院管网的水力计算案例3100字】

Y小区燃气管网的庭院管网的水力计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u20349Y小区燃气管网的庭院管网的水力计算案例 1237011.1庭院低压管网水力计算 1137671.1.1流量计算 1236681.1.2预选管径 1303511.1.3确定实际流速 2202311.1.4确定摩擦阻力系数及单位管长摩擦阻力损失 276071.1.5单位管长摩擦阻力损失的密度修正 310401.1.6确定管段计算长度 324841.1.7管段阻力损失计算 3324941.1.8确定允许压力降 4154241.1.9校核 4243111.2管段水力计算的举例 445371.3中压管网水力计算 91.1庭院低压管网水力计算1.1.1流量计算设定燃气小时计算流量的方式有不均匀系数法和同时工作系数法两种。因为居民住宅使用燃气的数量和使用时间变化较大，所以本次设计采用同时工作系数法。管道计算流量的公式如下：Qh式中：Qh燃气管道的小时计算流量，Nm3/h；kt不同类型用户的同时工作系数，取1；k相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数；Qn相同燃具或相同组合燃具的额定流量，Nm3/h；N相同燃具或相同组合燃具数。1.1.2预选管径预选管径有平均压降法或假定流速法两种。但是由于本设计的庭院管段流量变化不稳定，所以本设计采用假定流速法，本设计中天然气按照5m/s的流速来预选管径。公式如下：d=4Q式中：Qk管段的计算流量，Nm3/h；d管道内径，mm；v假定流速，m/s。表6-1热轧无缝钢管直管尺寸表内径d(mm)最小壁厚ey，min(mm)公称外径dn(mm)20762191476159994.5108804.589674.576503.557333.540273.532202.525152.5201.1.3确定实际流速根据计算流量以及预选的管径，确定实际流速。公式如下：v=Q式中：v实际流速，m/s；Qh庭院及室内燃气管道的计算流量，Nm3/h；d管道内径，mm。1.1.4确定摩擦阻力系数及单位管长摩擦阻力损失由于管道流通时管道内的燃气会处于不同的流态，所以要用不同的阻力计算公式。流态是通过雷诺数来判别的。计算公式如下： Re式中：Re雷诺数；d管道内径，m；v实际流速，m/s；ν运动黏度，m2/s。根据各管段燃气的雷诺数判别流态，选用不同的摩擦阻力系数及单位管长的摩擦阻力计算公式。不同流态的计算公式如下：当Re<2100时为层流λ=64/R当Re>3500时为紊流对于钢管λ=0.11×(Δ当2100<Re<3500时为临界状态λ=0.03+R根据我国《城镇燃气设计规范》GB50028第5.2.4条规定，低压燃气管道单位长度的摩擦阻力宜按下式计算：ΔPL式中：ΔP燃气管道摩擦阻力损失，Pa；L燃气管道的计算长度，m；λ燃气管道单位长度摩擦阻力系数；d管道内径，mm；ρ燃气密度，0.73735kg/Nm3；Δ管壁内表面的当量绝对粗糙度(mm)。PE管一般取Δ=0.01mm，钢管一般取Δ=0.2mm；T实际的燃气温度，本设计取15度即288.16K；T0273.16K。1.1.5单位管长摩擦阻力损失的密度修正密度修正：在上述单位管长摩擦阻力损失的公式中，密度为1kg/m3在输送天然气时，只需在阻力损失的基础上乘以天然气的密度数值。ΔP1.1.6确定管段计算长度管段的计算长度为实际管段长度和当量长度两者相加所得。L=L式中：L1实际管段长度，m；L2当量长度，m。当量长度的计算公式如下：L2式中：L2当量长度，m；∑ζ计算管段中局部阻力系数的总和；d管道内径，mm；λ燃气管道的摩擦阻力系数。1.1.7管段阻力损失计算管段的总压力损失值即为管段的计算长度与经过密度修正的单位长度管道阻力损失之积。管段的累计阻力损失计算如下：ΔP=ΔP该值即为本管段的阻力损失与前面已经计算过的管段的阻力损失累计值。至此，管道阻力损失计算完毕。1.1.8确定允许压力降查找设计资料及文献《燃气分配（第四版）》中计算公式（7-9）：（6-13）式中：ΔPd从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失(Pa)；Pn-低压燃具的额定压力(Pa)。计算得：Δ表6-2低压燃气管道压力数值表（Pa）燃气灶额定压力Pn2000燃气灶前最大压力Pmax3000燃气灶前最小压力Pmin1500调压站出口最大压力3150表6-2低压燃气管道压力数值表（Pa）续表低压燃气管道总的计算压力降（包括室内和室外）1650上表只是给出了低压燃气管道总压力降，至于其在庭院管和室内管中的分配，列出的数值如下表所示，可供参考。由于本设计无街区，故取调压箱出口压力为2000+600=2600Pa。表6-3低压燃气管道允许总压力降分配参考表（Pa）燃气种类及燃具额定压力总压力降ΔP街区多层建筑庭院室内天然气200060016502004001.1.9校核对于天然气的多层建筑庭院燃气管道允许阻力损失为200Pa，室内燃气管道允许阻力损失为400Pa，燃具额定压力为2000Pa。预选的管径后得到的庭院总压力降为178.679Pa，小于200Pa，所以通过了校核。1.2管段水力计算的举例下面以管段A2f-34为例，对其进行流量计算以及水力计算。（1）初步画出庭院管道水力计算草图（图6-4）。（2）先将附表中的参数加以说明：Qh使用双眼灶的用户的计算流量,Nm3d管道内径,mm；dnν实际流速,m/s；υ运动黏度,m2/s；Re雷诺数；λ燃气管道的摩阻系数；L1L2当量长度m；L计算长度m；T燃气的温度△PL△P燃气管道摩擦阻力损失(Pa)；∑△P累计燃气管道摩擦阻力损失(Pa)。图6-4庭院管道水力计算草图（3）以附表中A2f-34管段为例，按照Excel表格中各项的计算顺序说明表格中含有的程序、公式。流量的计算：Q流速的确定：根据流量以及预选管径所对应得内径来确定实际流速，预选管径时假定的流速定为5m/s。d=查表选用DN50的管径计算。管段A2f-34的实际流速为：v=单位管长摩擦阻力损失计算：根据管段A2f-34的上面计算得出的计算流量、实际流速还有第一章中算天然气物性参数得到的运动黏度，算出雷诺数再判别流态从而选择对应的公式进行计算最后得出单位摩擦阻力损失再进行密度修正。管段A2f-34的雷诺数为：Re=d×γλ的计算需要选用公式，因为管段A2f-34的雷诺数超过了3500，此时流体的状态为紊流，所以要采用与之相对应的公式如下：λ=0.11×(ΔPl和λ因为雷诺数为和上述一样大于3500，此时流体状态判断为紊流状态，所以采用与之相对应的公式如下：ΔP=≈0.453Pa/m燃气管道的管段计算长度确定：LL在管段A2f-34中，局部阻力通过《燃气输配》（第五版）查得并填入表6-3中：表6-4管段A2f-34局部阻力明细表名称数量局部阻力系数截止阀（dn50）15.090°直角弯头（dn50）11.1三通直流11.0表6-4管段A2f-34局部阻力明细表续表变径管10.35累计局部阻力损失ζ=7.45管段A2f-34的计算长度：L=管段A2f-34的总压力损失：ΔP=ΔPLΣΔP：管段从节点A2f开始到节点1为止的管段累计阻力损失为161.15Pa，见附表1。经过校核通过确定下来累计管段总压力损失为134.924Pa，见附表，确定管径。至此，管段A2f-34的水力计算已经全部完成。其余剩下的管段都可以按照以上步骤来进行计算。查《燃气输配》（第五版）表6-1得：表6-5局部阻力损失表管段附件名称局部阻力系数×数量累计局部阻力系数∑ζA2f-34截止阀三通直流变径管90°直角弯头7.0×11.0×10.35×12.2×17.4534-33三通直流1.0×11.0033-32三通直流变径管1.0×10.35×11.3532-31三通直流1.0×11.0031-30三通直流变径管1.0×10.35×11.3530-26三通分流1.5×11.526-23四通直流变径管2.0×10.35×12.3523-19三通分流变径管1.5×10.35×11.8519-17三通分流变径管1.5×10.35×11.8517-3三通分流变径管1.5×10.35×11.853-2三通直流1.0×11.002-1截止阀5.0×15.001.3中压管网水力计算从调压箱到接入市政管网的这一部分为此次设计的中压管网，根据我国《城镇燃气设计规范》（国标50028-93）5.25规定，中压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失，宜按下式计算：P12式中：P1燃气管道起点的压力，kPa；P2燃气管道终点的压力，kPa；L燃气管道的计算长度，m；λ燃气管道摩擦阻力损失，Pa；Q燃气管道的计算流量，m3/h；d管道内径，mm；ρ燃气密度，kg/m3；T设计中所采用的燃气温度，本设计取当地年平均气温15度；T0273K。对于钢管材质，其单位长度摩擦阻力损失可按下列式子计算：λ=0.11（k式（6-15）带入（6-14）变为P式中：P1燃气管道起点的压力，kPa；P2燃气管道终点的压力，kPa；L燃气管道的计算长度，m；λ燃气管道摩擦阻力损失，Pa；k管道内表面的当量绝对粗糙度，对钢管取0.2mm；Q燃气管道的计算流量，m3/h；d管道内径，mm；ν