設(shè)計與繪圖--水利計算

1、學(xué)習(xí)準備,我們周圍物質(zhì)哪些是流體，哪些不是流體，流體有什么共同點？ （一）流體的概念 液體和氣體統(tǒng)稱為流體；常見的為水、空氣、油、燃氣等。 1、流體的基本特征 （1）具有流動性； （2）流體的抗拉、抗切能力極小 （3）流體的抗壓能力較強；,粘性,（3）粘滯性（粘性）：流體內(nèi)部質(zhì)點間或流層間因相對運動而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力（內(nèi)力）以反抗相對運動的性質(zhì)，叫做粘性,燃氣粘性在輸送中的影響,粘度引起流體與管壁之間的摩擦。 結(jié)論：1、不同物質(zhì)的粘度是不同的。 2、輸配過程中，物質(zhì)的粘度越小越好。 摩擦損失小，壓力損失小。,d1,d2,P1 (壓力大),P1(壓力低),壓力大,輸送成本低,危險性大. 壓力容器和壓

2、力管道的安全性最重要。,流量一定時不同輸送壓力下的管徑,P2,P2,二、室內(nèi)燃氣管道設(shè)計步驟,（一）設(shè)計流量計算 城市燃氣輸配系統(tǒng)的管徑及設(shè)備通過能力不能直接用燃氣的年用量來確定，而應(yīng)按燃氣計算月的小時最大流量進行計算。 確定燃氣小時計算流量的方法有兩種 1、不均勻系數(shù)法 2、同時工作系數(shù)法,城市燃氣分配管道的計算流量,各種壓力和用途的城市燃氣分配管道的計算流量是按計算月的高峰小時最大用氣量計算的，其小時最大流量由年用氣量和用氣不均勻系數(shù)求得 Q=QYK1maxK2maxK3max/(365*24),室內(nèi)和庭院燃氣管道的計算流量,根據(jù)城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范規(guī)定，室內(nèi)燃氣管道的小時計算流量應(yīng)根據(jù)所有燃

3、具的額定流量及其同時工作系數(shù)確定，計算公式如下： Qj=KQnN 式中 Qj室內(nèi)燃氣管道的計算流量（m3/h）； K燃具的同時工作系數(shù)； N同一類型燃具數(shù)目； Qn該類型燃具的額定流量（m3/h）。 同時工作系數(shù)反映燃氣用具集中使用的程度，它與用戶的生活規(guī)律、燃氣用具的種類、數(shù)量等因素密切相關(guān)。 同時工作系數(shù)見城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范,居民生活用燃具的同時工作系數(shù)K 表3.1.3.1,居民生活用熱水器的同時工作系數(shù)K0 表3.1.3.2,注：1）、表中“燃氣雙眼灶”是指一戶居民裝設(shè)一個雙眼灶的同時工作系數(shù)；當每一戶居民裝設(shè)兩個單眼灶時，也可參照本表。 2）、表中“燃氣雙眼灶和快速熱水器”是指一戶居民裝

4、設(shè)一個雙眼灶和一個快速熱水器的同時工作系數(shù)。 3）、本表中各數(shù)據(jù)與城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范附表F相同。,例題講解 熱水器流量4.2 Nm3/h 煤氣爐流量1.4 Nm3/h(人工煤氣) 管段 額定流量Q Nm3/h 同時工作系數(shù) K0 計算流量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 剩余讓學(xué)生完成,壓力損失分類：沿程壓力損失（直管損失）局部壓力損失（閥門彎頭等損失）一、直管阻力損失計算方法1、公式法（通

5、過計算機軟件進行計算）低壓燃氣管道單位長度的摩擦阻力損失計算公式（城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范P/L=6.26107Q2/d5T/T0P 燃氣管道摩擦阻力損失（Pa）燃氣管道摩擦阻力系數(shù)（見設(shè)計規(guī)范）L燃氣管道的計算長度（m）；Q燃氣管道的計算流量（m3/h）d管道內(nèi)徑（mm）燃氣的密度（kg/m3）T設(shè)計中所采用的燃氣溫度（K）T0273K,高壓、次高壓和中壓燃氣管道的單位長度摩擦阻力損失,（P12-P22）/L=1.271010Q2/d5T/T0Z P1燃氣管道起點壓力（絕對壓力）Kpa P2燃氣管道終點的壓力（絕對壓力）Kpa Z壓縮因子，當燃氣壓力小于1.2Mpa（表壓）時，Z取1；,根據(jù)查圖法計

6、算P/L,根據(jù)計算流量管徑查圖 查出P/L,并進行密度修正 P/L=(P/L)=1 實際密度 P= (P/L) L,練習(xí)某戶內(nèi)煤氣管道，管徑d=25mm，流量為4m3/h，管材為鍍鋅鋼管，管長為20m，求通過此管段的沿程壓力損失。（燃氣種類為天然氣，密度約為0.8Kg/m3）解:根據(jù)計算流量管徑查圖查出P/L,并進行密度修正P/L=(P/L)=1 實際密度/P= (P/L) L,燃氣管道的局部阻力,一般室外燃氣管道的局部阻力可按燃氣管道沿程阻力損失的5%10%進行計算，不需要單獨計算局部阻力。 室內(nèi)燃氣管道由于局部構(gòu)件比較多，所以需要單獨計算局部阻力。 P=V2/2 P局部阻力的壓力損失（Pa

7、） 計算管段中局部阻力系數(shù)的總和。（見表4-3）（高層建筑燃氣系統(tǒng)設(shè)計指南） 或用當量長度法計算 L2= l2 l2當量長度（m）（見表45）,常用配件的局部阻力系數(shù),各種直徑管子的當量長度,練習(xí),某戶內(nèi)煤氣管道，管徑d=20mm，流量為2m3/h，管材為鍍鋅鋼管，管長為10m，局部構(gòu)件包括旋塞閥1個，直角彎頭2個），求通過此管段的沿程損失和局部損失之和。（燃氣種類為天然氣，密度約為0.8Kg/m3） 旋塞閥=2.0 ,直角彎頭=1.1 查表4-5 20mm管=1時的當量長度l2=0.6 L2= l2=4.20.6=2.52m 管段的計算長度 L=10+2.52=12.52m 根據(jù)計算流量管徑

8、查圖查出P/L,并進行密度修正P/L=(P/L)=1 實際密度=2.10.8=1.68pa/mP= (P/L) L=1.6812.52=,計算各管段的附加壓頭,計算附加壓頭，由系統(tǒng)圖查得標高差， 根據(jù)P附=Hg(a-g)。 H燃氣管末端與始端的高度差 a空氣的密度 kg/m3 (1.293Kg/Nm3) g燃氣的密度 kg/m3(標準狀態(tài)下燃氣的密度) g=10 各管段的實際壓力損失，為沿程損失+局部損失 Hg(a-g)。,例題,每家用戶裝雙眼灶一臺，額定用氣量為0.9m3/h；使用天然氣，燃氣密度為0.8kg/m3，運動粘度為15106m2/s。 解 1、確定計算流量： 在系統(tǒng)圖上對計算管段

9、進行編號114號。 2、確定各管段的計算長度L1，標在圖上： 管道計算流量為：Qj=KQnN,管段12為例進行以下計算 （1）局部阻力系數(shù)查表得 直角彎頭4個,=1.1 旋塞1個 =2.0 =1.14+2.0=6.4 （2）計算=1時的當量長度l2（d/） 根據(jù)預(yù)定管徑DN15，當量長度l2=0.4; （3）計算所有局部構(gòu)件的當量長度L2 L2=l2=6.40.4=2.56m （4）確定計算長度L 管段長度L1=2.1m L=L1+L2=2.1+2.56=4.66 m (5)計算單位長度的摩擦阻力損失P/L 管材選用鍍鋅鋼管。 當管道直徑DN15，流量0.9m3/h，查出單位長度摩擦損失P0/L=3.0Pa/m 進行密度修正，=0.8kg/m3 P/L=P0/L0.8=2.4Pa/m (6)計算管段