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第五章

燃?xì)夤芫W(wǎng)的水力計(jì)算

第五章燃?xì)夤芫W(wǎng)的水力計(jì)算

§5-4管網(wǎng)水力計(jì)算§5-2室內(nèi)燃?xì)夤艿浪τ?jì)算§5-3燃?xì)夥峙涔艿烙?jì)算流量§5-1燃?xì)夤艿赖乃τ?jì)算公式和圖表§5-1燃?xì)夤艿赖乃τ?jì)算公式和圖表一、燃?xì)夤艿赖乃τ?jì)算公式二、燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖表一、燃?xì)夤艿赖乃τ?jì)算公式（一）沿程阻力損失1.低壓燃?xì)夤艿姥爻套枇ο禂?shù)λ值主要取決于流體所處狀態(tài)和管壁粗糙度。（1）層流狀態(tài)：Re≤2100，沿程阻力系數(shù)λ僅與雷諾數(shù)有關(guān)，即（2）臨界狀態(tài)：2100＜Re≤3500，此時(shí)由下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算λ（3）紊流狀態(tài)：Re＞3500鋼管：鑄鐵管：2.高壓和中壓燃?xì)夤艿栏邏汉椭袎喝細(xì)夤艿绬挝还荛L沿程阻力損失的計(jì)算公式如下：3.長輸管線當(dāng)輸氣管道沿線的相對高Δh≤200m時(shí)，按下式計(jì)算：當(dāng)輸氣管道沿線的相對高差Δh＞200m時(shí)，按下式計(jì)算：（二）局部阻力損失1）基本公式2）當(dāng)量長度法3）估算法L=L1+L2

=L1+∑ζl2

按燃?xì)夤艿姥爻套枇p失的5%~10%進(jìn)行估算（三）附加壓力附加壓力是由于燃?xì)獾拿芏扰c空氣的密度不同，在管段有高程差變化時(shí)產(chǎn)生的。在低壓燃?xì)夤艿雷枇p失計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮附加壓力。燃?xì)獾母郊訅毫砂聪率接?jì)算：ΔH=10×（ρk－ρm）×h

附加壓力計(jì)算結(jié)果可正、可負(fù)，當(dāng)附加壓力為正值時(shí)，有助于燃?xì)饬鲃?dòng)。而當(dāng)附加壓力為負(fù)值時(shí)，阻礙燃?xì)饬鲃?dòng)。二、燃?xì)夤艿浪τ?jì)算圖表注意修正三、低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)壓力降及壓力降分配

在計(jì)算低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)時(shí)，需要控制管道的阻力損失，低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)壓力降分配應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件確定，詳見第六章?！?-2室內(nèi)燃?xì)夤艿浪τ?jì)算

在進(jìn)行室內(nèi)燃?xì)夤艿浪τ?jì)算時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)建筑物的平面圖和剖面圖，選定和布置用戶燃?xì)庥镁?，畫出管道系統(tǒng)圖。利用同時(shí)工作系數(shù)法計(jì)算確定各管段的計(jì)算流量。自引入管到各燃具之間的壓降，其最大值為系統(tǒng)的壓力降。室內(nèi)燃?xì)夤艿浪τ?jì)算的方法和步驟

1.管段按順序編號(hào)，凡管徑變化或流量變化處均應(yīng)編號(hào)，并標(biāo)上各計(jì)算管段的實(shí)際長度L1。2.求出各管段的額定流量，并按同時(shí)工作系數(shù)法，即式（2-9）計(jì)算各管段的計(jì)算流量。

3.根據(jù)計(jì)算流量設(shè)定各管段的管徑（用戶支管最小管徑為DN15）。4.查表5-1得各管段局部阻力系數(shù)ζ，查圖5-1得ζ=1時(shí)的l2值，求出當(dāng)量長度L2=∑ζl2，從而可得管道的計(jì)算長度L=L1+L2。5.根據(jù)燃?xì)夥N類、密度和運(yùn)動(dòng)粘度選擇水力計(jì)算圖5-6確定管段單位長度的壓降值。并根據(jù)需要進(jìn)行修正。6.由式（5-18）計(jì)算各管段的附加壓力。7.求各管段的實(shí)際壓力損失，即ΔP－ΔH8.求室內(nèi)燃?xì)夤艿赖目倝毫?，人工燃?xì)庥?jì)算壓力降一般不超過80~100Pa（不包括燃?xì)獗淼膲毫担?。低壓室?nèi)燃?xì)夤艿赖膲毫狄姳?-1、6-2。9.將室內(nèi)燃?xì)夤艿赖目倝毫蹬c允許的壓力降進(jìn)行比較，如不合適，則可調(diào)整個(gè)別管段的管徑?！?-3燃?xì)夥峙涔艿烙?jì)算流量一、燃?xì)夥峙涔艿赖姆诸惗?、變流量低壓分配管段?jì)算流量的確定一、三燃?xì)馊峙淙艿廊姆秩愅拘谷髁縌1由管三段始三端輸三入的三流量三為QN；沿三程輸三出的三流量轉(zhuǎn)輸三流量Q2流經(jīng)三管段三，由三始端三送至三末端三，始三終恒三定不三變的三流量按照三所具三有的三途泄三流量三和轉(zhuǎn)三輸流三量不三同，三燃?xì)馊峙淙艿廊煞秩秊橐匀聨兹悾?.三只有三轉(zhuǎn)輸三流量三的管三段三（沿三程流三量不三變）2.三只有三途泄三流量三的管三段三（沿三程流三量變?nèi)?.三既有三途泄三流量三又有三轉(zhuǎn)輸三流量三的管三段三（三沿程三流量三變化三）圖5三—9三燃三氣管三道的三計(jì)算三流量（a三）只三有轉(zhuǎn)三輸流三量的三管段三；（三b）三只有三途泄三流量三的管三段；三（c三）有三途泄三流量三和轉(zhuǎn)三輸流三量的三管段二、三變流三量低三壓分三配管三段計(jì)三算流三量的三確定1.三途泄三流量Q1的確三定2.三變負(fù)三荷管三段的三計(jì)算三流量三的確三定1.三途泄三流量Q1的確三定幾點(diǎn)三假設(shè)三：（1三）途三泄流三量Q1沿管三段均三勻輸三出；（2三）途三泄流三量只三包括三大量三的居三民用三戶和三小型三公共三建筑三用戶三。若三該管三段上三連有三負(fù)荷三較大三的用三戶，三應(yīng)當(dāng)三作集三中負(fù)三荷進(jìn)三行計(jì)三算；（3三）供三氣區(qū)三域內(nèi)三居民三用戶三和小三型公三共建三筑用三戶的三負(fù)荷三是均三勻分三布的三。途泄三流量三確定三方法三：（1三）在三供氣三范圍三內(nèi)按三不同三居民三人口三密度三劃分三成小三區(qū)；（2三）分三別計(jì)三算各三小區(qū)三用氣三量Q=三N·三e（3三）計(jì)三算各三小區(qū)三管段三單位三長度三途泄三流量（4三）求三各管三段的途泄三流量三Q1=∑三q三L圖5三—1三0三管道三途泄三流量三計(jì)算三圖以圖三5—三10三為例三，依三據(jù)式三（5三—2三1）三、（三5—三22三）計(jì)三算：1-三2管三段的三途泄三流量三為6-三10三管段三的途三泄流三量為2.三變負(fù)三荷管三段的三計(jì)算三流量三的確三定計(jì)算三流量三可用三下式三表示Q=三αQ1+Q2如何三確定三α呢三？？α值的三確定三下圖三所示三。某三管段三直徑三為d，長三度為L，其三上有三n個(gè)三分支三管，三將管三段分三成n三+1三段，三假定三相鄰三分支三管的三間距l(xiāng)相等三。圖5三—1三1三燃?xì)馊峙淙芏稳呢?fù)三荷變?nèi)鞴苋蔚娜龑?shí)際三壓力三降為管段三上第三y段三的燃三氣流三量為Qy三=Q三N－三（y三-1三）q因而第y三段的三實(shí)際三壓力三降為或整個(gè)三管段三的實(shí)三際壓三力降ΔP為又：故變流三量分三配管三段計(jì)三算流三量的三公式三為：Q=0三.5三5Q1+Q2燃?xì)馊峙淙艿廊?，一三個(gè)管三段上三的分三支管三數(shù)一三般不三少于三5~三10三個(gè)，x值在三0.三3~三1.三0范三圍內(nèi)三，此三時(shí)α在0三.5三~0三.6三之間三，一三般取三其平三均值α=0.三55三?！?三-4三管三網(wǎng)水三力計(jì)三算環(huán)狀三管網(wǎng)三與枝三狀管三網(wǎng)的三主要三區(qū)別環(huán)狀三管網(wǎng)三水力三計(jì)算三的特三點(diǎn)環(huán)狀三管網(wǎng)三水力三計(jì)算三步驟舉例1.三環(huán)狀三管網(wǎng)三由一三些管三道封三閉成三環(huán)，三可同三時(shí)由三一條三或幾三條管三道給三某管三段輸三送燃三氣，三而枝三狀管三段只三能由三一條三管道三供氣三。2.三燃?xì)馊艿廊森h(huán)三連接三，是三為了三保證三管網(wǎng)三工作三的可三靠性三，轉(zhuǎn)三輸流三量的三分配三也必三須考三慮到三管網(wǎng)三工作三的最三大可三靠性三。環(huán)狀三管網(wǎng)三與枝三狀管三網(wǎng)的三主要三區(qū)別3.三枝狀三管道三中變?nèi)橙还苋蔚娜睆饺龝r(shí)，三不影三響其三它管三段的三流量三分配三，只三導(dǎo)致三管道三起點(diǎn)三壓力三的改三變；三環(huán)狀三管網(wǎng)三中變?nèi)橙还苋蔚娜睆饺腿龝?huì)引三起所三有其三它管三段流三量的三重新三分配三，并三改變?nèi)芫W(wǎng)三內(nèi)各三點(diǎn)的三壓力三值。1.三節(jié)點(diǎn)三處流三量的三代數(shù)三和為三零三∑Q三=0m-1個(gè)方三程2.三環(huán)網(wǎng)三的壓三力降三之和三為零三∑三ΔP三=0n個(gè)方三程3.三由環(huán)三網(wǎng)特三點(diǎn)得三到的三方程三數(shù)等三于管三段數(shù)pp+三1=三m+三n三或三p=三m+三n三-1p個(gè)方三程4.三補(bǔ)充三方程∑Δ三Pi－Δ三P=三0q個(gè)方三程環(huán)狀三管網(wǎng)三水力三計(jì)算三的特三點(diǎn)已得三方程三總數(shù)三為2三p+三q個(gè)三，未三知量三為3三p，三余下三的未三知量三為p三－q三，此三時(shí)環(huán)三狀管三網(wǎng)的三計(jì)算三在數(shù)三學(xué)上三是不三定解三。為三求得三唯一三解，三應(yīng)增三加補(bǔ)三充條三件或三給定三其余三的未三知量三。按三經(jīng)濟(jì)三性原三則采三用等壓三力降三法選取三管徑三作為三補(bǔ)充三條件三求解三。環(huán)狀三管網(wǎng)三水力三計(jì)算三步驟1.三參照三管網(wǎng)三平面三布置三圖繪三制管三網(wǎng)水三力計(jì)三算用三草圖三；2.三編環(huán)三號(hào)、三節(jié)點(diǎn)三號(hào)、三標(biāo)注三管段三長度三，確三定集三中負(fù)三荷用三戶的三位置三；3.三已知三用戶三用氣三量和三已定三管網(wǎng)三布置三圖的三基礎(chǔ)三上，三計(jì)算三整個(gè)三供氣三范圍三內(nèi)集三中負(fù)三荷的三用氣三量和三單位三長度三的途三泄流三量；4.三定零三點(diǎn)，三選擇三零點(diǎn)三時(shí)應(yīng)三使從三供氣三點(diǎn)到三用戶三的燃三氣流三經(jīng)的三距離三為最三短。三且自三供氣三點(diǎn)流三經(jīng)各三管段三至零三點(diǎn)的三水力三半徑三基本三相等三；5.三確定三各管三段中三的燃三氣流三向，三氣流三方向三總是三流離三供氣三點(diǎn)，三不應(yīng)三逆向三；6.三計(jì)算三管網(wǎng)三各管三段的三途泄三流量三、轉(zhuǎn)三輸流三量和三計(jì)算三流量三；7.三由已三知的三管網(wǎng)三計(jì)算三壓力三降和三供氣三點(diǎn)至三零點(diǎn)三的管三道長三度，三求得三單位三長度三沿程三阻力三平均三壓力三降三，選三擇各三管段三的管三徑。8.三進(jìn)行校正三計(jì)算（即三水力三平差三計(jì)算三），三使所三有封三閉環(huán)三網(wǎng)壓三力降三的代三數(shù)和三等于三零或三接近三于零三，三直至三達(dá)到三工程三允許三的誤三差范三圍。校正三流量三：上式三中三和三始終三為正三值，三∑Δ三P內(nèi)三各項(xiàng)三的符三號(hào)由三計(jì)算三確定三，一三般取三順時(shí)三針時(shí)三為正三，逆三時(shí)針三時(shí)為三負(fù)，三ΔQ三的符三號(hào)與三∑Δ三P的三符號(hào)三相反三。舉例如圖三5—三13三所三示低三壓燃三氣管三網(wǎng)，三圖中三注有三環(huán)網(wǎng)三各邊三長度三。人三口密三度為三60三0人三/公三頃，三最大三用氣三量為三0.三06三m3/（三人·三h）三，有三一個(gè)三集中三用戶三，用三氣量三為1三20三m3/h三。A三為調(diào)三壓站三。管三網(wǎng)輸三送人三工燃三氣，三燃?xì)馊芏热秊?三.4三5k三g/三m3三，運(yùn)三動(dòng)粘三度為三25三×1三0-三6m三2/三s，三輸送三溫度三T=三27三3K三。管三材為三鋼管三，允三許壓三力降三為5三00三Pa三。試三進(jìn)行三水力三計(jì)算三。圖5三—1三3三環(huán)三狀燃三氣管三網(wǎng)計(jì)三算簡三圖計(jì)算三步驟三：1.三計(jì)算三各環(huán)三的單三位長三度途三泄流三量（1三）按三管網(wǎng)三布置三將供三氣區(qū)三分成三小區(qū)三；（2三）計(jì)三算各三環(huán)內(nèi)三的最三大小三時(shí)用三氣量三（以三面積三、人三口密三度和三每人三每小三時(shí)的三最大三用氣三量相三乘）三；（3三）計(jì)三算供三氣環(huán)三周邊三的總?cè)L；（4三）計(jì)三算各三環(huán)單三位長三度的三途泄三流量三。2.三各管三段的三計(jì)算三流量（1三）在三管網(wǎng)三的計(jì)三算簡三圖上三將各三管段三依次三編號(hào)三，在三距供三氣點(diǎn)三（調(diào)三壓室三）最三遠(yuǎn)處三，假三定零三點(diǎn)的三位置三（1三、3三、7三和9三），三同時(shí)三決定三氣流三的方三向；（2三）計(jì)三算各三管段三的途三泄流三量；（3三）計(jì)三算各三管段三的轉(zhuǎn)三輸流三量，三計(jì)算三由零三點(diǎn)開三始，三與氣三流相三反方三向推三算到三供氣三點(diǎn)。三當(dāng)集三中負(fù)三荷由三兩側(cè)三管段三供氣三時(shí)，三轉(zhuǎn)輸三流量三以各三分擔(dān)三一半三左右三為宜三。（4三）計(jì)三算各三管段三的計(jì)三算流三量Q三=0三.5三5Q1+Q2。3.三確定三各管三段的三管徑（1三）預(yù)三定沿三程阻三力的三單位三長度三計(jì)算三壓力三降，三取局三部阻三力損三失為三沿程三阻力三損失三的1三0%三。（2三）確三定管三徑，三由圖三5-三3，三根據(jù)三初步三流量三分配三及沿三程阻三力的三單位三長度三計(jì)算三壓力三降選三擇各三管段三管徑三。（3三）計(jì)三算各三環(huán)的三閉合三差，三即4.三校正三計(jì)算（1三）計(jì)三算各三環(huán)的三ΔQ三′（2三）計(jì)三