设计与绘图--水利计算

1、学习准备,我们周围物质哪些是流体，哪些不是流体，流体有什么共同点？ （一）流体的概念 液体和气体统称为流体；常见的为水、空气、油、燃气等。 1、流体的基本特征 （1）具有流动性； （2）流体的抗拉、抗切能力极小 （3）流体的抗压能力较强；,粘性,（3）粘滞性（粘性）：流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力（内力）以反抗相对运动的性质，叫做粘性,燃气粘性在输送中的影响,粘度引起流体与管壁之间的摩擦。 结论：1、不同物质的粘度是不同的。 2、输配过程中，物质的粘度越小越好。 摩擦损失小，压力损失小。,d1,d2,P1 (压力大),P1(压力低),压力大,输送成本低,危险性大. 压力容器和压

2、力管道的安全性最重要。,流量一定时不同输送压力下的管径,P2,P2,二、室内燃气管道设计步骤,（一）设计流量计算 城市燃气输配系统的管径及设备通过能力不能直接用燃气的年用量来确定，而应按燃气计算月的小时最大流量进行计算。 确定燃气小时计算流量的方法有两种 1、不均匀系数法 2、同时工作系数法,城市燃气分配管道的计算流量,各种压力和用途的城市燃气分配管道的计算流量是按计算月的高峰小时最大用气量计算的，其小时最大流量由年用气量和用气不均匀系数求得 Q=QYK1maxK2maxK3max/(365*24),室内和庭院燃气管道的计算流量,根据城镇燃气设计规范规定，室内燃气管道的小时计算流量应根据所有燃

3、具的额定流量及其同时工作系数确定，计算公式如下： Qj=KQnN 式中 Qj室内燃气管道的计算流量（m3/h）； K燃具的同时工作系数； N同一类型燃具数目； Qn该类型燃具的额定流量（m3/h）。 同时工作系数反映燃气用具集中使用的程度，它与用户的生活规律、燃气用具的种类、数量等因素密切相关。 同时工作系数见城镇燃气设计规范,居民生活用燃具的同时工作系数K 表3.1.3.1,居民生活用热水器的同时工作系数K0 表3.1.3.2,注：1）、表中“燃气双眼灶”是指一户居民装设一个双眼灶的同时工作系数；当每一户居民装设两个单眼灶时，也可参照本表。 2）、表中“燃气双眼灶和快速热水器”是指一户居民装

4、设一个双眼灶和一个快速热水器的同时工作系数。 3）、本表中各数据与城镇燃气设计规范附表F相同。,例题讲解 热水器流量4.2 Nm3/h 煤气炉流量1.4 Nm3/h(人工煤气) 管段 额定流量Q Nm3/h 同时工作系数 K0 计算流量Nm3/h 0-1 1.4 1 1.4 1-2 5.6 1 5.6 2-3 5.6 1 5.6 3-4 5.6 1. 5.6 4-5 11.2 0.56 6.272 5-6 16.8 0.44 7.392 6-7 28 0.38 10.64 剩余让学生完成,压力损失分类：沿程压力损失（直管损失）局部压力损失（阀门弯头等损失）一、直管阻力损失计算方法1、公式法（通

5、过计算机软件进行计算）低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失计算公式（城镇燃气设计规范P/L=6.26107Q2/d5T/T0P 燃气管道摩擦阻力损失（Pa）燃气管道摩擦阻力系数（见设计规范）L燃气管道的计算长度（m）；Q燃气管道的计算流量（m3/h）d管道内径（mm）燃气的密度（kg/m3）T设计中所采用的燃气温度（K）T0273K,高压、次高压和中压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失,（P12-P22）/L=1.271010Q2/d5T/T0Z P1燃气管道起点压力（绝对压力）Kpa P2燃气管道终点的压力（绝对压力）Kpa Z压缩因子，当燃气压力小于1.2Mpa（表压）时，Z取1；,根据查图法计

6、算P/L,根据计算流量管径查图 查出P/L,并进行密度修正 P/L=(P/L)=1 实际密度 P= (P/L) L,练习某户内煤气管道，管径d=25mm，流量为4m3/h，管材为镀锌钢管，管长为20m，求通过此管段的沿程压力损失。（燃气种类为天然气，密度约为0.8Kg/m3）解:根据计算流量管径查图查出P/L,并进行密度修正P/L=(P/L)=1 实际密度/P= (P/L) L,燃气管道的局部阻力,一般室外燃气管道的局部阻力可按燃气管道沿程阻力损失的5%10%进行计算，不需要单独计算局部阻力。 室内燃气管道由于局部构件比较多，所以需要单独计算局部阻力。 P=V2/2 P局部阻力的压力损失（Pa

7、） 计算管段中局部阻力系数的总和。（见表4-3）（高层建筑燃气系统设计指南） 或用当量长度法计算 L2= l2 l2当量长度（m）（见表45）,常用配件的局部阻力系数,各种直径管子的当量长度,练习,某户内煤气管道，管径d=20mm，流量为2m3/h，管材为镀锌钢管，管长为10m，局部构件包括旋塞阀1个，直角弯头2个），求通过此管段的沿程损失和局部损失之和。（燃气种类为天然气，密度约为0.8Kg/m3） 旋塞阀=2.0 ,直角弯头=1.1 查表4-5 20mm管=1时的当量长度l2=0.6 L2= l2=4.20.6=2.52m 管段的计算长度 L=10+2.52=12.52m 根据计算流量管径

8、查图查出P/L,并进行密度修正P/L=(P/L)=1 实际密度=2.10.8=1.68pa/mP= (P/L) L=1.6812.52=,计算各管段的附加压头,计算附加压头，由系统图查得标高差， 根据P附=Hg(a-g)。 H燃气管末端与始端的高度差 a空气的密度 kg/m3 (1.293Kg/Nm3) g燃气的密度 kg/m3(标准状态下燃气的密度) g=10 各管段的实际压力损失，为沿程损失+局部损失 Hg(a-g)。,例题,每家用户装双眼灶一台，额定用气量为0.9m3/h；使用天然气，燃气密度为0.8kg/m3，运动粘度为15106m2/s。 解 1、确定计算流量： 在系统图上对计算管段

9、进行编号114号。 2、确定各管段的计算长度L1，标在图上： 管道计算流量为：Qj=KQnN,管段12为例进行以下计算 （1）局部阻力系数查表得 直角弯头4个,=1.1 旋塞1个 =2.0 =1.14+2.0=6.4 （2）计算=1时的当量长度l2（d/） 根据预定管径DN15，当量长度l2=0.4; （3）计算所有局部构件的当量长度L2 L2=l2=6.40.4=2.56m （4）确定计算长度L 管段长度L1=2.1m L=L1+L2=2.1+2.56=4.66 m (5)计算单位长度的摩擦阻力损失P/L 管材选用镀锌钢管。 当管道直径DN15，流量0.9m3/h，查出单位长度摩擦损失P0/L=3.0Pa/m 进行密度修正，=0.8kg/m3 P/L=P0/L0.8=2.4Pa/m (6)计算管段