流体力学 家庭燃气管道内的损失计算

1、家庭燃气管道流量损失，小组成员：刘锡晨高攀李建昌齐松博许鹏，天然气化工的发展历史以天然气为能源的优点家庭燃气管道燃气管道内发生损失的原因是减少能源损失的方法，目录，中国是最先发现和利用天然气的国家。 西周(公元前11世纪前771年)时期的周易中记载着“泽有火”。 西汉(公元前206公元25 )的时候中国出现了天然气井，根据汉书郊祀志，“寺天封苑火井在鸿门”有关于天然气的开采和利用的详细记述，是从西晋张华(232300 )着博物志开始的。 其中记载着“私刑火井一所，深二三丈”。 井位于县南百里，以前用竹木取火。 钵盖井上、煮盐(卤素)得到盐。 ”此后，天然气的开采和利用不断发展，清代已经出现了深

2、度达到1000m的谢海井，1835年结束了挖掘。 世界天然气化工的发展过程大致可分为三个阶段。 从20世纪20年代到第二次世界大战，是科学研究和技术开发的阶段从战后到60年代中期，研究研究开发的活跃化和大规模工业发展的繁荣期从60年代后半期开始发展停滞，但一部分主要产品仍在持续增长。技术开发阶段的19世纪末，美国开始利用天然气制造储罐法碳黑。 20世纪20年代，开始研究美国和德国的天然气化学工业。 美国联合碳化物公司研究开发从天然气中分离乙烷、丙烷、丁烷的技术，开发了分解乙烷、丙烷制的乙烯提取乙烯衍生物的新技术，丙烷、丁烷的部分氧化制的甲醛、乙酸等也实现了工业生产。 美国食品机械和化学公司发明

3、了甲烷气相硫化制二硫化碳的新技术，显着优于旧木炭法。 在德国，赫斯特公司研究天然气热氯化制二氯甲烷，第一工厂于1941年在美国生产，之后发展成生产甲烷氯化物的主要途径。 法国l .安德洛夫于1930年在罗纳化工厂完成了天然气中甲烷氨氧化法的中间试验，成为合成氰化氢经济的有效方法。 法国本公司率先在意大利、美国研究天然气乙炔的新技术，海斯化学工厂于1942年在马尔成立了第一家电弧法乙炔厂，生产合成橡胶。 另外，1931年美国壳公司应用天然气的部分氧化法改造合成氨工厂，为合成氨工业从传统的煤、焦炭原料转变为天然气，1940年与碳化物公司合作建设以天然气为原料的合成甲醇工厂，开发了生产廉价甲醇的生产

4、途径直到四十年代初，天然气化工都呈现出一定的轮廓。 工业发展繁荣的第二次世界大战后，美国以丰富的天然气资源和胜利国的优势，以传统工业技术为基础，以天然气化学工业为主导发展。 西欧各国、罗马尼亚、苏联等也相继积极进行天然气化学工业技术的研究和开发。 1953年孟山都公司采用巴登苯胺纯碱公司的萨克斯技术，成立了第一家天然气部分氧化法生产乙炔的工厂。 天然气乙炔工艺比传统电气石法能耗低，省费用，大大促进了乙炔化工的发展。 到1963年底，美国天然气乙炔的年生产能力达到270kt，乙炔加工产品占世界烃类乙炔总生产能力的37%以上，其中包括聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙醛、乙酸、氯天然气乙炔，加上经济

5、效益显着的天然气合成氨、甲醇、天然气中乙烷、丙烷、丁烷乙烯、丙烯、天然气二氯甲烷、氰化氢等一系列天然气化工技术和工业生产的迅速发展，5060年代天然气化工的在调整阶段，从60年代开始出现了一系列石油化工新技术，到60年代后期，经济优势逐渐丧失了部分天然气化工生产方法的竞争力天然气乙炔的年产量逐年下降，天然气制的氰酸，在用丙烯酸氨氧化法采集丙烯腈的同时大量70年代以后，由于石油价格大幅度变动，天然气作为比较廉价的烃原料，制造了氨、甲醇、乙烯和丙烯等大宗产品，在生产二氯甲烷、二硫化碳等产品方面保持了发展优势。 甲烷液化，回收氦的工业也有很大发展。天然气发展“十二五”计划、国家发展改革委员会就天然气

6、发展“十二五”计划通知的：国务院有关部门、直属机关、各省、自治区、直辖市及计划单列市发展改革委员会、能源局、有关企业：为了扩大天然气利用规模，促进天然气产业秩序和健康发展经国务院同意，现在印发天然气发展“十二五”规划印。 请遵从执行。 国家发展改革委员会2012年10月22日，专家预测，改善能源结构的天然气有很大作用，近年来，世界天然气产业发展迅速，到2020年天然气将成为世界第二大消耗能源，取代煤炭。 我国天然气产业能借机发展，成为煤炭的替代品，解决污染和雾等问题吗？ 西北地区2006年7月中哈管道全面贯通，2009年12月14日中亚天然气管道工程生产地东北地区，2010年末中俄原油管道按计

7、划生产，沙漠大线开始试验运营的海上，原油码头和液化天然气项目顺利进行2010年9月，中国石油(7.87、0.03、0.38% )首次LNG (液化天然气)码头在大连竣工。 迄今为止，中国东北、西北、西南和海上四条油气通道战略布局已初步完成。 我国天然气管线已经建立了纵贯南北、横贯东北、通向海外的全国性燃气供给网络，形成了“西气东送、主气北上、海气登陆、近外供给”的燃气供给结构。 迄今为止，中国已经建设了6万公里天然气管道，以西气东输送、陕京、川气东输送、涩宁兰四个天然气管道系统为例，一年可以输送1000亿立方米的天然气，代替煤，排放2.6亿吨、二氧化硫等从供给的角度来看，天然气有可能取代煤炭的

8、地位。 r、天然气的优点之一安全天然气的气体密度是空气密度的一半，比空气轻、易挥发、不易爆炸，天然气中含有的甲烷、乙烷、丙烷等本身没有毒性。 管道煤气与瓶煤气相比，安全性比瓶煤气高。 原因是，由于气化站采用了集中储藏气体、集中供给气体的管理方式，瓶子气体在家庭中被发散性地储藏，因此通过自家发电避免了安全管理上的危险性，管路气体的门内压力相当于自来水压力的1/130，瓶的气体压力的1/130 燃气管道本身的储气量非常小，按每户12米的户内管道长度计算，大约是瓶子气体的1/3000，万一泄漏或其他原因发生火灾等事故时，只要关闭门内总阀或单元立管阀，就能切断燃气源，排除危险。 瓶装石油液化气在遇到同

9、样的情况时，很难通过有效措施关闭或撤去石油液化气瓶，容易爆炸。 天然气的优点经济、经济、经济、经济、经济、经济、经济、经济、经济、经济、经济、经济、经济经济，经济，经济，经济，经济，经济，经济，经济，经济，经济，经济使用天然气的费用比使用电的费用节约35%以上，使用天然气的话比使用柴油、重油的费用节约25%35%左右。 天然气优点环保天然气的98%成分是甲烷，甲烷是由一个碳原子和四个氢原子组成的简单成分(CH4 )。 燃烧时天然气只产生少量二氧化碳和水蒸气(CH4 2O2CO2 2H2O )残留液，无污染，不产生硫化物，普及能改善城市环境，美化我们家。 天然气作为优质、清洁、高效的绿色能源，是

10、国家能源政策的推广和普及的能源。 天然气优点四是天然气通过天然气管道直接进入城市千家家庭很方便，管道输送不断，没有煤气用完和更换钢瓶的烦恼，也无需现场储藏和添加。 由于其便利性，被称为“自来水气体”。 对工业用户来说，天然气设备比燃烧煤和其他矿物燃料的设备简单，操作容易，维护容易，并且燃烧后要处理固体废弃物和灰。r、r、沿途损失、局部损失、气体通过三方、弯管、阀、变径管等配管附件时，由于几何边界的急剧变化，气体流线发生变化，产生多馀的压力损失，称为局部阻力损失。 hj=v2/(2g )、有家庭的气体配管，有球阀，有5处弯头，配管长度l=6m，直径d=20mm，管内气体流量Qv=3m3小时，气体

11、的运动粘度=10.31*10-6m2/s .流速v=4qv/(d 2) =51519200是湍流，根据模糊熔断器的经验公式，=0.3164/Re0.25=0.037的沿线损失，=3.99m局部损失90度弯头r=10 cmd/r=0.21=0.132 hj1=1v 2/(2g )=0.0474 m2 取(2g)=1.44m总损失hw=hfhj=5.67m，r，误差分析1 .速度为平均速度2 .数据的误差3 .阀的规格不明确4 .没有计算煤气炉的损失，在各种配管的设计中，必须尽可能减小局部损失，减小局部损失流通截面积不要急剧变化，截面积大的地方要采用锥形过渡，较高的管道要采用光滑的流线型壁面。 下

12、面，举几个例子说明减少局部损失的方法。 时，弯管是弯管的局部损耗公式，弯管的局部损耗取决于管道的直径、曲率半径和管道的弯曲角度。 因此，在设计管道时，为了减少局部损失，请不要采用弯曲角过大的死曲线。 直径小的热设备配管通常采用R/d3.5。 在直径大的排烟风道中，横向的二次流动很明显。 为了减小二次流动损失，适当地增大管的曲率半径，减小流体旋转时的离心力，同时通常在弯管内安装导向叶片。 由此，能够减小曲线两侧的压力差，减小二次流的影响范围。 实验表明，在不安装导向叶片的情况下，直角弯头=1.1； 书板安装了弯曲的导叶后，=0.4导叶为流线月牙形时=0.25。 可以看出，安装导向叶片后，如果适当选择导向叶片的形状，有减少局部损失的效果。 流通断面的变化改变为突然扩张的管逐渐扩管，由于涡流域的大小和涡流强度的减少，局部损失得到了很大改善。 但是，如果扩张(或收缩)的面积比恒定，则渐变管的长度相应地变长，沿着路径损耗增加，并且应当在设计时取得最佳值。 管长的增加增加了管道设计的成本，也带来了制造上的困难。 在某些情况下，由于受到几何空间的制约，管道设计应该根据具体问题、具体情况全面权衡