热油管道站间摩阻的数值计算
摩阻计算公式
摩阻计算公式摩阻，听起来是不是有点陌生又有点神秘？别担心，让咱们一起来揭开它的面纱，搞清楚摩阻计算公式这个神奇的东西。
先来说说啥是摩阻。
简单来讲，摩阻就是在流体流动过程中，由于流体与管道内壁或者其他物体表面的摩擦而产生的阻力。
想象一下，水在水管里流动，或者空气在风道里穿梭，它们都会受到这样的阻力。
那摩阻计算公式到底是啥呢？常见的摩阻计算公式有达西-威斯巴赫公式（Darcy-Weisbach Equation），它长这样：$h_f =f\frac{L}{D}\frac{v^2}{2g}$ 。
这里的 $h_f$ 表示沿程水头损失，也就是摩阻造成的能量损失；$f$ 是摩擦系数，和管道内壁的粗糙度等有关；$L$ 是管道长度；$D$ 是管道直径；$v$ 是流体的平均流速；$g$ 是重力加速度。
我记得有一次，在学校的实验室里，我们做了一个关于水流摩阻的小实验。
老师给我们准备了不同材质和管径的水管，让我们通过改变水流速度和测量水头损失来验证这个公式。
我当时特别兴奋，拿着尺子和秒表，认真地记录着每一个数据。
当水流快速通过细管的时候，我明显感觉到水的冲击力很强，但是测量出来的水头损失也很大。
而在粗管里，水流相对平缓，水头损失就小了很多。
我一边做实验，一边在心里默默想着那个摩阻计算公式，试图去理解每个参数的意义。
回到公式本身，摩擦系数 $f$ 是个很关键的因素。
它的确定可不简单，要考虑管道的材质、粗糙度，还有流体的性质。
比如说，光滑的不锈钢管和粗糙的铸铁管，它们的摩擦系数就相差很大。
另外，管道长度 $L$ 越长，摩阻通常也会越大。
这就好比跑步，跑的路程越长，你可能就会越累，遇到的阻力感觉也越大。
管径 $D$ 对摩阻的影响也不能忽视。
管径越小，流体受到的限制就越大，摩阻也就相应增加。
这就像在狭窄的通道里走路，总觉得比在宽阔的大道上费劲。
流速 $v$ 的平方也出现在公式中，这意味着流速对摩阻的影响非常显著。
流速越快，摩阻造成的能量损失就会急剧上升。
1如何计算输油管道的沿程摩阻损失...
长输管道工程复习要点3.1如何计算输油管道的沿程摩阻损失？《输油管道工程设计规范》 P6 3.2.3答：管道内输送牛顿流体时，沿程摩阻损失应按下式计算：gV D L h 22⋅=λ （3.2.3－1） 24dq V V π= （3.2.3－2） 式中 );m h 失（管道内沿程水力摩阻损-计算；规范附录水力摩阻系数，应按本C -λ);m L 管道计算长度（-);m d 输油管道的内直径（-);/s m V 速（流体在管道内的平均流-);/81.92s m g 重力加速度（-。
流量（输油平均温度下的体积)/3s m q v - 输油平均温度，应按下式计算：213231t t t av += （3.2.3－3） 式中度计算管段的输油平均温—av t （℃）；计算管段的起点油温—1t （℃）； 计算管段的终点油温—2t （℃）。
3.2埋地输油管道温降应如何计算？《输油管道工程设计规范》 P7 3.2.5答：埋地输油管道的沿线温降应按下式计算：al e bt t b t t =----0201 （3.2.5－1）)35.2.3...(..........)25.2.3.......(..........-=-=Cq D K a Ca ig b m π 式中 平均地温埋地管道中心处最冷月-0t （℃）； )m l 管段计算长度（-；)/m m q i m 时的水力坡降（流量为-；[]℃）（比热容输油平均温度下的原油⋅-kg J C /； [])/(2℃总传热系数⋅-m w K ； )m D 管道的外直径（-；。
油品质量流量（)/s kg q m - 3.3如何考虑输油管道的工艺流程？《输油管道工程设计规范》 P32 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.6 答：输油首站的工艺流程应具有收油、储存、正输、清管、站内循环的功能，必要时还应具有反输和交接计量的功能。
中间（热）泵站工艺流程应具有正输、压力（热力）越站、全越站、收发清管器或清管器越站的功能。
3.2热油管道的压降计算详解
二、计算热油管道摩阻方法
热油管道摩阻计算有三种方法：
(1) 平均温度计算法
(2) 分段计算法 (3) 基于粘温关系的方法
1、站间平均油温计算法 输送含蜡原油的管路多在紊流光滑区工作，此时摩阻与 粘度的0.25次方成正比，当加热站间起终点温度下的粘 度相差不超过一倍时，取起终点平均温度下的粘度，用 等温输油管的摩阻计算方法计算一个加热站间的摩阻， 误差不会太大。具体步骤是：
一、确定加热站数及其热负荷
确定了加热站的进、出口温度，即加热站的起、终点温度TR 和 TZ 后，可按最低月平均地温，及全线的近似K值估算加热 站间距 LR 。 GC TR T0 b L ln R KD TZ T0 b
加热站站数 nR 按下式计算并化整
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输油管道设计与管理
2
①计算加热站间油流的平均温度 Tpj ，Tpj 1 (TR 2TZ )
3
②由粘温特性求出温度为Tpj时的油流粘度υpj。
③一个加热站间的摩阻为： Q 2 m m pj hR LR 5 m D1 2、分段平均温度计算法
当站间起终点粘度变化较大时，用站间平均温度法计算摩 阻损失误差较大。此时可将站间分成若干小段，分段计算 管路的摩阻。其方法是：
Q 2 m m dhR dl 5 m D1
由微元段的热平衡方程可得到：
①
Gc dT dl KD T T0 b
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②
6
输油管道设计与管理
粘温关系取粘温指数方程：
T e u( T T ) T e u( T
R R R
R T0 b
加热原油管路计算
根据设计输量 Q = 941.04m 3 / h 选择泵型号：ZIM530/06 由 H = a − bQ 2 计算性能曲线 H = 350.285 − 0.000099Q1.75 代入 Q 得扬程 H = 334.46m
8 × 10 h = = 922m 8 8 5 .4 4 × 9 .8
对于 φ = 508mm ，选择两台泵串联，另配一台备用 确定泵站数目及泵站间距 首站进口压头： ∆H 1 = 30 m
表5 列宾宗公式参数表
流态 层流 过渡区 紊 流 水 力光 4 滑区 混 合摩 擦区
λ
64 0.16 0.316
m
β ， s2 m
4.15 0.0124
hr ， m
4.15
1 0.25
Qv L d4
Q1.75v 0.25 L d 4.75
0.0124
0.25
0.0246
0.0246
Q1.75v 0.25 L d 4.75 Q1.877 v 0.123 L d 4.877
3000 < Re < Re 1
4Q 4 × 0.2614 = = 24131.9 π dυ 3.14 × 0.441× 31.29 ×10−6 Re = 25102.6
判断流动时处于水利光滑区， 粗糙度对流体摩阻没有影响， 仅与雷诺数有关。 依据以上方法判断管径为 508mm 与 559mm 两种情况， 结果与第一种情况相同。 2.3.5 沿程摩阻计算
2.2.1.5 反算出站温度
根据苏霍夫公式 TR = (Tz − T0 )eal + T0 由 VB 编程可得到结果 管径 457mm 时：
TR1 = 43.8 ℃ TR 2 = 49.1 ℃， TR 3 = 49.1 ℃ 管径 508mm 时： TR1 = 44.9 ℃ TR 2 = 47.2 ℃， TR 3 = 51.0 ℃ 管径 559mm 时： TR1 = 44.3 ℃ TR 2 = 48.7 ℃， TR 3 = 53.0 ℃ 加热站布置情况列表:
热油管道的工艺计算
第四章 热油管道的工艺计算
4.2 热油管道稳态热力计算
对不保温埋地管道，当埋深具有一定深度、管内油流 流动为紊流时，总传热系数主要取决与管道与土壤的 换热。
K
2
2t
D
ln
4ht D
第四章 热油管道的工艺计算
4.2 热油管道稳态热力计算
D、h、t 决定了2(或K)。
正确地选择 t 是确定总传热系数K 的关键。
第四章 热油管道的工艺计算
4.3 热油管道摩阻计算
对无时效幂律 (假塑性)流体
nm n(t m )
n
m
nm
k m k(t m )
k
m
km
( 3nm
1 )
4nm
nm
Re mMR
d V nm m
2nm
k
m
(
3nm 4nm
1 )
nm
8 nm
1
第四章 热油管道的工艺计算
4.3 热油管道摩阻计算
m
Nu 1d 3.65
1
3.65
d
当 Gr Pr 500自然对流相对强
Nu 1d 0.17 Re0.33 Pr0.43Gr0.1( Pr )0.25
Prbi
1
0.17
d
Re0.33 Pr0.43Gr0.1(
Pr Prbi
)0.25
第四章 热油管道的工艺计算
4.2 热油管道稳态热力计算
过渡 2000 < Re< 1104
λ=0.092～0.125 kJ/(m･hr･℃)
第四章 热油管道的工艺计算
4.2 热油管道稳态热力计算
3. 管外壁对土壤放热 该过程以土壤导热为主，但用换热系数的形式表示。 对不保温管道：
热油管道站间摩阻的数值计算
G( T) = Qρ( T)
(5)
式中 G( T) ———原油质量流量 ,kg/ s ; Q ———原油体积流量 ,m3 / s 。
2 、 雷诺数 (1) 牛顿流体雷诺数
Re
=
4Q πDυ(
T)
(6)
式中 Re ———牛顿流体雷诺数 ; D ———管道内径 ,m 。
(2) 假塑性流体雷诺数
流体的特性 ;当油温降至 T F 后 ,含蜡原油出现粘度 反常 ,转变为非牛顿流体 。一般情况下非牛顿原油 在管输过程中以假塑性流体状态存在〔3〕,因此 ,牛顿 流体 T F ≤T ≤TR 区和非牛顿假塑性流体 T L ≤T < TF 区 。
3 、 按流态的转变分区 流体在管路中的流态按雷诺数来划分 ,当雷诺 数在 2 000 以内时 ,流态为层流 ,大于 2 000 为紊流 。 (1) 牛顿流体临界温度由式 (1) 、式 (2) 和式 (6) 计算得出 :
图 3 二分法计算临界温度程序框图
图 4 分区示意图
第 24 卷第 3 期 王 岳等 :热油管道站间摩阻的数值计算
· 32·
四 、热力计算
设管道中心埋深处的自然地温为 T0 ,出站油温
为 TR ,d l 微元段的油温为 T ,d l 微元热油管道的热
平衡关系式〔1〕为 :
图 2 临界温度求解示意图
(3) 临界温度的计算见图 3 。图 3 中 m = 1 、m = 2 分别代表计算 Tlj 和 T f lj 的开关 , j = 2 代表求根域 内无流态转变 ; j = 1 有流态转变 ,用二分法求解 ,二 分法的基本思想 ,就是将有根的区间分半通过判别 数值的符号 ,进一步搜索有根的区间将有根区间缩 小到充分小 ,从而求出满足精度的根近似解 ; j = 3 可作为跳出子程的开关 , T0 为方程的解 ,e 为给定 精度 。
热油输送管道的工艺计算
第三章热油输送管道的工艺计算(Hot-oil Pipelines)随着世界能源需求的增长，易凝和高粘原油的产量不断地增加。
目前我国所产原油大多为这两种原油。
生产含蜡原油（waxy crude）（即易凝原油）的油田主要有：大庆油田、胜利油田、中原油田、华北油田、河南油田、长庆油田、克拉玛依油田。
生产稠油（thick oil ,heavey oil）的油田有：辽河油田、胜利的单家寺油田和孤岛油田等。
含蜡原油的特点是含蜡量高、凝固点高、低温下粘度高、高温下粘度低。
如大庆原油，凝固点为28～32℃，6，胜利原油凝固点为23～32℃，50℃运动粘度约为50℃运动粘度约为20~25×s102m/6。
稠油的特点是凝固点很低，通常低于0℃，但粘度很大，如孤岛原油凝80～90×sm/1026。
固点为－2.3～4.9℃，50℃运动粘度约为490×s102m/凝固点（Freezing point）：是指在规定条件下（热力和剪切条件）所测得的油样不流动的最高温度。
我国常把它作为评价原油流动性的指标之一。
西方国家常用的是倾点（Pour point）,它与凝固点有所不同。
倾点是指在规定条件下测得的油样刚开始流动的最低温度。
由于测量方法的不同，因而两者在数值上亦有差别。
对于同一种原油，倾点一般比凝固点低2～3℃。
原油的高含蜡、高凝固点和高粘度给储运工作带来以下几个方面的问题：1.由于原油的凝固点比较高，一般在环境温度下就失去流动性或流动性很差，因而不能直接常温输送。
2.在环境温度下，含蜡原油既使能够流动其表观粘度（Apparent Viscosity）也很高。
对于稠油，虽然在环境温度下并不凝固，但其粘度很大。
因此无论是高含蜡原油还是稠油，常温输送时摩阻损失都很大，是很不经济的。
3.高凝高粘原油给储运系统的运行管理也带来了某些特殊问题，主要有：①储罐和管道系统的结蜡问题②管道停输后的再启动问题。
对于易凝高粘问题，不能直接采用前面讲到的等温输送方法，必须在输入管道前采用降凝降粘措施。
(完整版)管道阻力的基本计算方法
管道阻力计算空气在风管内的流动阻力有两种形式：一是由于空气本身的黏滞性以及空气与管壁间的摩擦所产生的阻力称为摩擦阻力；另一是空气流经管道中的管件时(如三通、弯头等)，流速的大小和方向发生变化，由此产生的局部涡流所引起的阻力，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在管道内流动时，单位长度管道的摩擦阻力按下式计算：ρλ242v R R s m ⨯= (5—3) 式中 Rm ——单位长度摩擦阻力，Pa ／m ；υ——风管内空气的平均流速，m ／s ；ρ——空气的密度，kg ／m 3；λ——摩擦阻力系数；Rs ——风管的水力半径，m 。
对圆形风管：4D R s =(5—4)式中 D ——风管直径，m 。
对矩形风管 )(2b a abR s += (5—5)式中 a ，b ——矩形风管的边长，m 。
因此，圆形风管的单位长度摩擦阻力ρλ22v D R m ⨯= (5—6) 摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管内壁的粗糙度有关。
计算摩擦阻力系数的公式很多，美国、日本、德国的一些暖通手册和我国通用通风管道计算表中所采用的公式如下：)Re 51.27.3lg(21λλ+-=D K (5—7)式中 K ——风管内壁粗糙度，mm ；Re ——雷诺数。
υvd=Re (5—8)式中 υ——风管内空气流速，m ／s ；d ——风管内径，m ；ν——运动黏度，m 2／s 。
在实际应用中，为了避免烦琐的计算，可制成各种形式的计算表或线解图。
图5—2是计算圆形钢板风管的线解图。
它是在气体压力B ＝101．3kPa 、温度t=20℃、管壁粗糙度K ＝0．15mm 等条件下得出的。
经核算，按此图查得的Rm 值与《全国通用通风管道计算表》查得的λ／d 值算出的Rm 值基本一致，其误差已可满足工程设计的需要。
只要已知风量、管径、流速、单位摩擦阻力4个参数中的任意两个，即可利用该图求得其余两个参数，计算很方便。
图5—2 圆形钢板风管计算线解图[例] 有一个10m 长薄钢板风管，已知风量L ＝2400m 3／h ，流速υ＝16m ／s ，管壁粗糙度K ＝0．15mm ，求该风管直径d 及风管摩擦阻力R 。
供热管网各参数计算常用公式（互联网+）
供热管网各参数计算常用公式（互联网+）供热管网各参数常用计算公式1比摩阻R （P/m ）——集中供热手册P 196R = 6.25×10-2×52dG ρλ 其中：λ——管道摩擦系数（查动力管道手册P345页）λ= 1/（1.14+2×logKd）2 G ——介质质量流量（t/h ）或：R=d 22λρν=6.88×10-3×25.525.02d K G ρ ρ——流体介质密度（kg/m 3）d ——管道内径（m ）K ——管内壁当量绝对粗糙度（m ）2、管道压力降△P （MPa ）△P = 1.15R （L+∑Lg ）×10-6其中：L ——管道长度（m ）∑Lg ——管道附件当量长度（m ）3、管道单位长度热损q （W/m ）q =其中：T 0 ——介质温度（℃）λ1 ——内层保温材料导热系数（W/m.℃）λ2 ——外层保温材料导热系数（W/m.℃）D 0 ——管道外径（m ）D 1 ——内保温层外径（m ） D 2 ——外保温层外径（m ）α——外表面散热系数[α=1.163×（10+6?）]——环境平均风速。
预算时可取α=11.63Ln ——自然对数底4、末端温度T ed （℃） T ed = T 0 -GCL L q g 310)(-?+ 其中：T 0 ——始端温度（℃）L ——管道长度（m ）Lg ——管道附件当量长度（m ）G ——介质质量流量（t/h ）2122011012121)16(D D D Ln D D LnT αλλπ++-C ——介质定容比热（kj / kg.℃）5、保温结构外表面温度T s （℃） T s = T a +απ2D q其中：Ta ——环境温度（南方可取Ta =16℃） 6、管道冷凝水量(仅适用于饱和蒸汽)G C （t/h ） G C =γ3106.3-?qL 其中：γ——介质汽化潜热（kj / kg ）7、保温材料使用温度下的导热系数λt （W/m.℃）λt =λo +2)(B A T T K + 其中：λo ——保温材料常态导热系数 T A ——保温层内侧温度（℃）T B ——保温层外侧温度（℃） K ——保温材料热变系数超细玻璃棉K=0.00017 硅酸铝纤维K=0.00028、管道直径选择d （mm ）按质量流量计算：d = 594.5ωρG按体积流量计算：d = 18.8ωνG按允许单位比摩阻计算：d = 0.0364×52RG ?νλ其中：G ——介质质量流量（t/h ） G v ——介质体积流量（m 3/h ）ω ——介质流速（m/s ）ρ ——介质密度（kg/m 3）ΔR ——允许单位比摩阻（Pa/m ）9、管道流速ω（m/s ）ω=πρ29.0d G其中：G ——介质质量流量（t/h ）ρ ——介质密度（kg/m 3）d ——管道内径（m ）10、安全阀公称通径（喉部直径）选择DN （mm ）A = φ133.49010P G则DN =πA ?20其中：A ——安全阀进气口计算面积（cm 2）G ——介质质量流量（t/h ）P ——安全阀排放压力（MPa ）φ——过热蒸汽校正系数，取0.8—0.88 DN ——安全阀通径计算值（mm ）。
油管摩阻系数
油管摩阻系数
油管摩阻系数是指油管内流体流动时所产生的摩擦阻力系数。
它通常用来描述油管内流体的流动特性，特别是在液体或气体通过管道时的阻力大小。
油管摩阻系数可以通过多种方法进行计算或估算，其中一种常用的方法是使用Darcy-Weisbach方程。
该方程表示为：
ΔP = f * (L/D) * (ρ * V^2) / 2
其中，ΔP是油管两端的压力差，f是摩阻系数，L是油管长度，D是油管直径，ρ是流体密度，V是流体速度。
摩阻系数f的值取决于多个因素，包括流体的性质、油管的几何形状以及流动条件等。
对于不同的流体和流动情况，摩阻系数的值也会有所不同。
一种常用的估算方法是使用Moody图，它是一个将流体类型、雷诺数和相对粗糙度等参数综合考虑的图表。
通过查找Moody图，可以找到相应流体和流动条件下的摩阻系数的估算值。
需要注意的是，精确计算油管摩阻系数可能需要更复杂的数值模拟或实验方法，因为它受到多个因素的影响。
因此，在实际应用中，常常使用经验公式、图表或已有的摩阻系数数据来估算油管摩阻系数。
管道比摩阻的快速计算
区域供热2000.2期在供热工程设计中,管道比摩阻的计算是必不可少的重要的程序。
比摩阻的取值直接影响到热网的水力工况及工程造价,它的技术性、经济性都比较强,是一个重要的设计参数。
比摩阻的计算一般采用查表法或公式法。
查表法,就是在设计手册的/网络水力计算表0中,根据所设计的流量,选取对应的管径,直接查出比摩阻的数值。
公式法,就是利用比摩阻的公式进行计算:先计算出管道摩擦系数K值,再求出比摩阻R。
K值可用尼古拉兹公式计算:K=1/(1.14+21g@d/k)2管道比摩阻R用下列公式计算:R=6.25@10-2@K/Q@G2/d5式中:K-管道摩擦系数;d-管道内径m;G-管道介质流量t/h;Q-介质密度kg/m3;k-管壁绝对粗糙度m;R-管段比摩阻Pa/m;查表法和公式法在使用上都存在一定弊病。
查表法,由于/网络水力计算表0中管道规格较少,特别是大管径的比摩阻一般设计手册中都很少见,而且表中流量数值的/空档0较多,查出的比摩阻数值大都是近似值,这就使计算误差很大,造成实际的运行工况与设计工况不相符。
采用公式法计算,虽然不受管径和流量的限制,计算也很精确,但计算太繁琐,速度太慢,所以除了计算特殊的管径、流量采用公式法外,一般很少采用。
本文介绍一种比摩阻快速计算方法。
管道的比摩阻与管段的阻力特性系数和流量的平方均成正比关系。
即:R=SG2Pa/m式中:S-管段的阻力特性系数Pa/(m3h)2表一列出了常用各种规格管道的比摩阻快速计算公式。
用表一的快速计算公式,管径DN25-DN1200m m之间任何流量的比摩阻都可精确、快速计算出来。
例1已知:室外蒸汽网,管径DN300m m,流量G=20T/h,求R=?计算:R=0.37953@202=151.8Pa/ m例2已知:室外热水网设计流量120T/h,如果要求R不大于80Pa/m,应选多大管径的管道?根据快速计算公式:S=R/G2=80/ 1202=0.005555查快速计算公式S接近于0.005555的管径为DN200的管道,其S=0.00422此时R=0.00422@1202=60.768Pa/m <80Pa/m,符合选用要求。
管道摩擦阻力计算
长距离输水管道水力计算公式的选用1． 常用的水力计算公式:供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算,目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有：达西（DARCY ）公式:gd v l h f 22**=λ（1）谢才（chezy ）公式:i R C v **= （2）海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式：87.4852.1852.167.10dC lQ h h f ***= （3) 式中h f --———-—————-沿程损失,mλ―――沿程阻力系数 l ――管段长度,md —--——管道计算内径，m g--——重力加速度,m/s 2 C ——--谢才系数 i ——--水力坡降;R ―――水力半径，mQ ―――管道流量m/s 2 v ————流速 m/sC n -—--海澄――威廉系数其中大西公式，谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。
海澄－威廉公式影响参数较小,作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。
三种水力计算公式中 ，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。
2． 规范中水力计算公式的规定3． 查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力计算公式也有所差异，见表1：表1 各规范推荐采用的水力计算公式4． 公式的适用范围： 3．1达西公式达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流.公式中沿程阻力系数λ值的确定是水头损失计算的关键，一般采用经验公式计算得出。
舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（C 。
F.COLEBROOK ）公式均是针对工业管道条件计算λ值的著名经验公式。
舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度1。
3*10—6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管，紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用教广. 柯列勃洛可公式)Re 51.27.3lg(21λλ+∆*-=d (Δ为当量粗糙度，Re 为雷诺数）是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式，该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合，适用范围为4000<Re 〈108.大量的试验结果表明柯列勃洛克公式与实际商用圆管的阻力试验结果吻合良好，不仅包含了光滑管区和完全粗糙管区,而且覆盖了整个过渡粗糙区，该公式在国外得到及为广泛的应用。
管道摩阻损失计算方法说明
管道摩阻损失的计算公式根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-2005第6.3.4条规定，后张法构件张拉时，由于钢筋与管道间的摩擦引起的应力损失按下式计算：()1[1]kx L con e μθσσ-=-＋式中 1L σ——由于摩擦引起的应力损失(MPa)； con σ——钢筋(锚下)控制应力(MPa)；θ——从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和(rad)； x ——从张拉端至计算截面的管道长度(m)； μ——钢筋与管道之间的摩擦系数；k ——考虑每米管道对其设计位置的偏差系数。
根据公式推导k 和μ计算公式，设主动端压力传感器测试值为P 1,被动端为P2，此时管道长度为l , θ为管道全长的曲线包角，考虑公式两边同乘以预应力钢绞线的有效面积，则可得：)(1 )(121kl eP P P ＋μθ--=- 即： )(12 kl eP P ＋μθ-= 两边取对数可得：)/ln(12P P kl -=+μθ 令 )/ln(12P P y -=, 则y kl ＝+μθ由此，对不同管道的测量可得一系列方程式：111y kl ＝+μθ 即 0111=-+y kl μθ 222y kl ＝+μθ 即 0222=-+y kl μθ n n n y kl ＝+μθ 即 0=-+n n n y kl μθ由于测试存在误差，上式右边不会为零，假设1111F ＝Δy kl -+μθ 2222F ＝Δy kl -+μθ n n n n y kl F ＝Δ-+μθ则利用最小二乘法原理，同时令21)(i ni F q ΔΣ==有：2121)()(i i ni i i ni y kl F q -+==∑==μθΔΣ当00=∂∂=∂∂k q qμ(3-5)时，21)(i ni F ΔΣ=取得最小值。
可得：11211112=-+=-+∑∑∑∑∑∑======ni i i n i i ni i i ni i i n i i i n i i l y l k l y l k θμθθθμ式中：i y 为第i 管道对应的))/ln((12P P -值，i l 为第i 个管道对应的预应力筋空间曲线长度(m)，i θ为第i 个管道对应的预应力筋空间曲线包角(rad)，n 为实测的管道数目，且不同线形的预应力筋数目不小于2。
管道摩阻计算公式
管道摩阻计算公式
管道摩阻计算公式是在石油、自来水、食品、制药等领域中常用的一个重要的计算公式。
本文将从什么是管道摩阻、计算公式、实际应用等方面，给大家讲解一下。
什么是管道摩阻？
管道摩阻是液体或气体通过管道时，由于管道内壁与流体摩擦力产生的损失。
管道内壁与流体摩擦会减少管道中流体的流量，增加了管道的阻力，降低了流体的速度。
因此，在管道中液体或气体输送过程中，根据管道内壁与流体的摩擦力产生的能量损失称为摩阻。
管道摩阻计算公式
计算管道摩阻的公式是一般用于计算圆管道的摩擦阻力的三种公式，包括：弗朗西斯方程、考伯方程和达西方程。
其中，达西方程是最为常见的计算公式。
其公式为：
f = (0.0791 × Qn) / (D^5.206 × S^n)
其中，f为摩阻系数，Q为流量，D为管道的内径，S为流速，n为流态指数。
在计算的过程中最好使用SI单位制（国际单位制）。
实际应用
管道摩阻计算公式能够更好地帮助我们了解管道内壁与流体的摩擦力，并且在实际应用中也非常广泛。
目前，该公式被广泛应用于石
化、化肥、医药、食品卫生、生产水污染控制等众多领域，用于减少
流量损失，提高管道输送效率，在工程设计、施工和维护中发挥了极
大的作用。
总之，管道摩阻计算公式的应用有着非常广泛的范围，对于液体、气体等介质在管道输送的控制和调整有着非常重要的意义。
而在实际
应用中，我们需要根据不同的环境因素进行选择和使用，同时我们也
需要注意单位制的使用和计算精度的保证。
供热管网各参数计算常用公式
供热管⽹各参数计算常⽤公式供热管⽹各参数常⽤计算公式1⽐摩阻R(P/m)——集中供热⼿册P 196R = 6、25×10-2×52d G ρλ其中:λ—— 管道摩擦系数(查动⼒管道⼿册P345页)λ= 1/(1、14+2×log Kd )2 G —— 介质质量流量(t/h) 或:R=d 22λρν=6、88×10-3×25.525.02dK G ρρ—— 流体介质密度(kg/m 3) d —— 管道内径(m)K ——管内壁当量绝对粗糙度(m) 2、管道压⼒降△P(MPa)△P = 1、15R(L+∑Lg)×10-6其中:L —— 管道长度(m)∑Lg ——管道附件当量长度(m)3、管道单位长度热损q(W/m)q = 其中:T 0 —— 介质温度(℃) λ1 —— 内层保温材料导热系数(W/m 、℃)λ2 —— 外层保温材料导热系数(W/m 、℃)D 0 —— 管道外径(m)D 1 —— 内保温层外径(m)D 2 —— 外保温层外径(m)α—— 外表⾯散热系数[α=1、163×(10+6?)]—— 环境平均风速。
预算时可取α=11、63Ln —— ⾃然对数底4、末端温度T ed(℃)T ed = T 0 - GC L L q g 310)(-?+ 其中:T 0 —— 始端温度(℃)L —— 管道长度(m)Lg —— 管道附件当量长度(m)G —— 介质质量流量(t/h)C —— 介质定容⽐热(kj / kg 、℃)5、保温结构外表⾯温度T s(℃)2122011012121)16(D D D Ln D D Ln T αλλπ++-T s = T a + απ2D q 其中:Ta ——环境温度(南⽅可取Ta =16℃) 6、管道冷凝⽔量(仅适⽤于饱与蒸汽)G C (t/h) G C = γ3106.3-?qL 其中:γ——介质汽化潜热(kj / kg)7、保温材料使⽤温度下的导热系数λt (W/m 、℃)λt =λo +2)(B A T T K + 其中:λo ——保温材料常态导热系数 T A —— 保温层内侧温度(℃) T B —— 保温层外侧温度(℃) K —— 保温材料热变系数超细玻璃棉K=0、00017 硅酸铝纤维K=0、00028、管道直径选择d(mm)按质量流量计算:d = 594、5ωρG按体积流量计算:d = 18、8ωνG按允许单位⽐摩阻计算:d = 0、0364×52R G ?νλ其中:G —— 介质质量流量(t/h)G v —— 介质体积流量(m 3/h) ω —— 介质流速(m/s)ρ —— 介质密度(kg/m 3)ΔR —— 允许单位⽐摩阻(Pa/m)9、管道流速ω(m/s)ω= πρ29.0d G 其中:G —— 介质质量流量(t/h) ρ —— 介质密度(kg/m 3)d —— 管道内径(m)10、安全阀公称通径(喉部直径)选择DN(mm)A = φ133.49010P G 则 DN =πA ?20 其中:A —— 安全阀进⽓⼝计算⾯积(cm 2)G ——介质质量流量(t/h)P —— 安全阀排放压⼒(MPa)φ——过热蒸汽校正系数,取0、8—0、88DN ——安全阀通径计算值(mm)。
【doc】四川油田输气管线摩阻系数计算公式
四川油田输气管线摩阻系数计算公式1999年l1月石油ACTAPETROLE1SINICA第2O卷第6期.四川油田输气管线摩阻系数计算公式斗一I1/'毛玲,『|777j/(四川大学)(石—(四川石油管理局)f,'摘要:应用素流力学理论.分别对光滑昔紊流,部分粗糙管紊箍和完全租糙昔素流三种情况,导出了摩阻秉敷与雷诺敷和租糙度的关联式利用四川油田理持昔蝮运行敷据和鼓学方法拟台出摩阻幕敷计算公式,利用其他臂线敷据比较拟台公式计算结果与实际唪阻系敷的误差:结粜表明,遗些公式的误差至少比现场常用的PanhandleA公式小14以上,比PanhandleB盛式小21%以上:主题词:圭立虚挂;兰垒耋;笪重些四川旦1前言随着天然气利用和开发的日益广泛,输气管道水力计算变得越来越重要.从本世纪初开始,国外就对此做了大量的工作.他们根据流体力学知识以及实验与现场数据,提出了一整套天然气流动理论.目前,我国在这方面的研究较少,输气管线设计与管理仍广泛沿用Panhandle公式.由于技术条件的不同,该式不符合中国天然气工业的发展状况因此提出一套适合中国,尤其是四JII油田现场条件的水力计算公式,已是输气管道设计与管理的迫切要求.在川南和川西北选择6条管线作为研究对象,共测得数据1629组.在查阅大量国内外有关文献[1和分析大量现场数据的基础上,提出了适用于四川油田输气管线的摩阻系数计算公式.2摩阻系数关联式的推导2.1利用简化混台长度经验公式推导摩阻系数关联式将Nikuradse混合长度公式简化为I/R=0,14一O.14(】一/R)..这里,z为混合长度;R 为管道半径为原点在内壁,指向圆心的坐标.由此推导出流速分布公式为.-～筹～rctsJ式中一为最大流速j"为流速jV,为摩阻流速;为常数,一0.14.2.1.1光滑管紊流公式由紊流理论【,粘性次层厚度岛与fly.成正比,这里为运动粘度.由式(1),可得平均流速="一--4.76V根据式(1),平均流速公式以及光滑管紊流的性质,可得—一4In(Re√)+一(2)式中^为摩阻系数;口,b,c,d为待定常数;Re为雷诺数.若假设粘性次层厚度岛与v/v 成正式,则摩阻系数公式的形式变为口ln(R—)十十c(3)+邦永刚.男,1963年5月生.1993年于西南石油学院石油工程系获博士学位,1995年于四川大学获博士后证书.瑰为四川大学鼓授.叠讯赴:四JIl省成都市.邮政编码:610065.78石油第20卷21.2完全粗糙管紊流公式此时粘性次层已不能覆盖粗糙突起.假设Y—e时粗糙度e代替,可推得完全粗糙管摩阻系数公式去n+去+c式中D为管线直径U—u,且壁面粗糙突起处流速U与V.成正比.用当量去n(一+c㈨2.2由V onKarman速度分布律推导摩阻系数公式由V onKarman相似性假设可推得管内流速分布律']…一√]+2.2.1光滑管紊流公式根据式(j),用类似方法可推得lalnRe++c2-22晃全租挺臂萧习If公式设y=s时,--U,因此由式(5),可得一x+一|+设与V.成正比,并注意V.与^的关系,由式(7)可得去～-n++c3拟合关联式中的待定常数3.1摩阻系数关联式(5)(6)(7)(8)根据上述推导及现有摩阻系数公式,可得摩阻系数结构关联式.3.1.1光滑管紊流式(2)和式(3)可用于研究光滑管紊流.3.1.2部分粗糙管紊流适合光滑区的PanhandleA公式^一0.08472R_.";适合完全粗糙区的PanhandleB公式;^一0.01471Re'.由于部分粗糙区位于光滑区与完全粗糙区之间,所以对部分粗糙管紊流,可得关联式^一aRe(9)同理,也可以利用式(3)研究部分粗糙管紊流.由文献[2]中的AIuy公式,可得如下关联式Ibn【+南)(1o)3.1.3完全粗糙管紊流式(4a)和式(4b)可以用于研究完全粗糙管紊流.由Nikuradse公式,可得关联式—～g【寺)+b(11)3.2拟台公式利用上述关联式和四川油田现场数据,拟合各公式中的常数,可得到相应的摩阻系数公式.第6期四川油田输气管线摩阻系数计算公式3.2.13.2.2光臂冒甭丽公式—一一49.11351n(Re一72265.1)一塑+660.455^^去-2l275601一2….3g)一一24_426o√^—一一l1.00111n(ReT)一2259928+152.465√^-v'部分租糙管紊流公式一0.046577Re一.'.'..去26407ln(R59.03)+_25_8549—o.ooss6(+!旦;)..".'3.2.3完全租糙管紊流公式万1zsⅢn一87534,3sssss去一0.598190n【一s.)一埘?寺+1.018404现场检验去一5.40798一.?..s..og((12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(2O)从四川油田正在运行中的输气管线上测得数据(包括起点压力,终点压力,温度和流量),分别对光滑管紊流,部分粗糙管紊流和完全粗糙管紊流计算各工况下的摩阻系数,即为测量摩阻系数.在计算摩阻系数中,使用全苏气体研究所对于干燥天然气的经验公式计算压缩因子.根据四川石油管理局输气公司对所研究管线粗糙度的测量结果,取当量粗糙度为25tzm.再利用上述拟合公式计算相应的摩阻系数.比较摩阻系数计算值与测量值之间的误差.比较结果见表1～3,其中表内的平均误差是所有误差取绝对值后再平均所得到的误差值,最大误差是其绝对值最大的误差值.裹1光滑蕾蠢流公式的计算螬果夏误差比较Table1Calculationresnltsanderrorcomparisonofturlmlentformulasforsmoothpipe8O石油第20卷由表l可见,公式(12)的平均误差最小,但考虑到它的形式为隐式,使用时需迭代,并且有时迭代不收敛所以推荐使用公式(13).公式(13)的相对误差比PanhandleA公式小22以上.襄2部分粗糙管紊瀛公式的计算结果殛误差比较Table2CalculationresultsanderrorcompaHsonofturbulentformulasforpartialroughplpe 由表2可见,对于部分粗糙管紊流,公式(15),(16),(17)基本上具有相同的精度,其误差比PanhandleA公式小14以上,比PanhandleB公式小26以上.公式(15)的形式简单,公式(17)的适用范围更广,这三个公式的精度都较高.采3完全扭糙管紊流公式的计算结果夏误差比较Table3Calculationresultsanderrorcomparisonofturbulentformulasforfullroughpjpe第6期四Il油田输气管线摩阻系数计算公式81由表3可见,对完全粗糙管紊流,公式(2o)的精度最高,且形式简单,其误差可比PanhandleB公式小21以上,故推荐使用式(20).5结束语综上所述,对于光滑管紊流推荐使用式(13),该式的误差比PanhandleA公式小22以上;对于部分粗糙管紊流推荐使用式(15),(16),(17),这三个公式具有基本相同的精度,其误差都比PanhandleA公式小14以上,比PanhandleB公式小26以上,故这三个公式都可用于部分粗糙管紊流摩阻系数的计算;对于完全粗糙管紊梳推荐使用式(2.),该式的误差比PanhandleB公式小2】以上.本文对摩阻系数的研究还是初步的,要得出适合我国输气管线的摩阻系数计算公式,还必须做大量的研究工作.参考文献[13SthllchtingHBoundaryLairtheoryNewY ork7thEdition.McGrawHiLLBookCompan yt1979[23*~]bTIDyJlhAr}up…ec…∞np…….M0c…HqI,1982,[3]窦国仁紊流力学.北京:高等教育出版社.1987[43DrewTBThefrictionfactorforcleanroundpipes.TransactionofAIChEt1932?28.56～72[5]Moody[FandPrincetonNFriction~aetorsforpipeflowTransactionsoftheASMEti9441I :671～684[6]蒲家宁紊强摩区十十显式摩阻公式的比较{由气储运,1987,2(2):13～16一[7]WoodDJAnexpIicitfractionfactorrelationship.Civilengirteering,1966,36(12):91～66[8]JainAK.AccurateexpIicitequationforfrictionfactor.ASCEhydraulicdivisnJ.,1976—05,102(HY9).[9]ChurchiLlSW.Friction—factorequationspansallfluidflowregimes.Chetrdcalengineering,1977,84(24):91~99 (车文收到日期1998.03—02修订日期1998—0514编辑张君娥)。
原油集输管道 原油集输管道的沿程摩阻计算公式
原油集输管道原油集输管道的沿程摩阻计算公式8.2原油集输管道8.2.1油气混输管道的沿程摩阻，当所输液体呈牛顿流体时，可按本规范附录C所列杜克勒Ⅱ法和贝格斯-布里尔方法计算，也可采用经生产实践证明可行的其他方法计算。
8.2.2原油集输管道的公称直径不应小于40mm。
8.2.3油田内部原油集输管道的液体流速宜为0.8m／s～2m／s。
油田内部稠油集输管道的液体流速宜为0.3m／s～1.2m／s。
8.2.4原油集输管道的沿程摩阻可按下列公式计算：式中：h——管道沿程摩阻(m)；L——管道长度(m)；d——管道内径(m)；v——管内液体流速(m／s)；q v——原油的体积流量(m3／s)；g——重力加速度，g＝9.81m／s2；λ——水力阻力系数，可按表8.2.4确定。
表8.2.4水力阻力系数λ计算公式式中：Re——雷诺数；v——液体的运动黏度(对含水油为乳化液黏度)(m2／s)；ε——管道相对粗糙度，；其中e为管道内壁的绝对粗糙度(m)，按管材、制管方法、清管措施、腐蚀、结垢等情况确定，油田集输油管道可取e＝0.1×10-3m～0.15×10-3m。
式中其他符号意义与本规范公式8.2.4-1、公式8.2.4-2中相同。
8.2.5埋地集输油管道总传热系数应符合下列规定：1应根据实测数据经计算确定。
不能获得实测数据时，可按相似条件下的运行经验确定。
2当无实测资料进行初步计算时，沥青绝缘管道的总传热系数可按照本规范附录D选用；硬质聚氨酯泡沫塑料保温管道的总传热系数可按照本规范附录E选用。
8.2.6埋地集油管道伴热输送双管管组[(D2／D1)≤3]的热力条件，可按本规范附录F所列公式进行近似计算。
8.2.7集输管道的沿程温降可按本规范公式8.1.2计算，其中t1为管道起点的流体温度，t x 为管道终点的流体温度，x＝L(管道全长)。
系数a可按下式计算：式中：K——总传热系数[W／(m2·℃)]；D——管道外径(m)；q m——原油的质量流量(kg／s)；C——原油比热容[J／(kg·℃)]。
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· 22· (b) ) 。
油 气 储 运 2005 年
4 、 综合分区 综合考虑油品的流态 、流型及原油比热容随温
度的变化 ,将站间摩阻计算分区 ,根据 T f lj 、Tlj 是否 存在以及所在区间 ,将站间摩阻的计算按 4 种情况 进行分区 (见图 4) 。
(4)
式中 c ———油品的比热容 ,J / (kg ·℃) ; c0 ———常数 ,J / ( kg ·℃) ; c1 ———常数 ,1/ ℃; A ———常数 ,取 4 186. 0 J / (kg ·℃) ; A1 ———常数 ,J / ( kg ·℃) ; n ———常数 ,1/ ℃; Tsl ———析蜡温度 , ℃; Tc max ———最大比热容温度 , ℃。
KπD ( T - T0 ) d l = - Qρ( T) c( T) d T (14)
式中 K ———总传热系数 ,W/ (m2 ·℃) ;
l ———管道长度 ,m 。
当 T ≥Tsl 时 (此段长为 L 1 ) ,将式 (1) 和式 (3) 代
入式 (14) 得 :
KπD ( T - T0 ) d l = - Q[ρ20 - ζ( T - 20) ]
G( T) = Qρ( T)
(5)
式中 G( T) ———原油质量流量 ,kg/ s ; Q ———原油体积流量 ,m3 / s 。
2 、 雷诺数 (1) 牛顿流体雷诺数
Re
=
4Q πDυ(
T)
(6)
式中 Re ———牛顿流体雷诺数 ; D ———管道内径 ,m 。
(2) 假塑性流体雷诺数
流体的特性 ;当油温降至 T F 后 ,含蜡原油出现粘度 反常 ,转变为非牛顿流体 。一般情况下非牛顿原油 在管输过程中以假塑性流体状态存在〔3〕,因此 ,牛顿 流体 T F ≤T ≤TR 区和非牛顿假塑性流体 T L ≤T < TF 区 。
3 、 按流态的转变分区 流体在管路中的流态按雷诺数来划分 ,当雷诺 数在 2 000 以内时 ,流态为层流 ,大于 2 000 为紊流 。 (1) 牛顿流体临界温度由式 (1) 、式 (2) 和式 (6) 计算得出 :
3 113001 ,辽宁省抚顺市望花区丹东路西段 1 号 ;电话 : (0413) 6860168 。
第 24 卷第 3 期 王 岳等 :热油管道站间摩阻的数值计算
· 12·
c = c + c1 T ( T ≥ Tsl )
(3)
c = A - A 1 e nT ( Tc max ≤ T ≤ Tsl )
西公式为 :
h = iL
=L4 f D
V2 2g
(24)
f
=
a
R
e
b m
(25)
式中 f ———范宁摩阻系数 。
在式 (25) 中 , a、b 为决定流变指数 n′的系数 ,在
n′变化时 , a、b 随 n′的变化并不大 。为简化计算可
认为 a 和 b 与 n′无关 ,视为定值〔4〕,即 a = 0. 079 1 , b
图 3 二分法计算临界温度程序框图
图 4 分区示意图
第 24 卷第 3 期 王 岳等 :热油管道站间摩阻的数值计算
· 32·
四 、热力计算
设管道中心埋深处的自然地温为 T0 ,出站油温
为 TR ,d l 微元段的油温为 T ,d l 微元热油管道的热
平衡关系式〔1〕为 :
管道的运行与管理提供了一定的理论依据 。
二 、基本计算
1 、 油品的物性参数
ρ( T) = ρ20 - ζ( T - 20)
(1)
ζ = 1. 825 - 0. 001 315 ρ20
式中 ρ20 ———20 ℃时油品的密度 ,kg/ m3 ;
ζ ———温度系数 ,kg / (m3 ·℃) ;
由式 (18) 通过试算法及数值积分方法 (变步长梯形
法) 求得〔6 。 ,7〕
五 、加热站间摩阻损失的计算
1 、 摩阻特性
埋地热油管道的水力计算是以热力计算为基础
的 ,由于油品物性参数随油温变化 ,故其水力坡降也
是不断变化的 。因此 ,微元管段 d l 的摩阻为 :
d h = i ( T) dl
(19)
式中 h ———管路的沿程摩阻损失 ,m ;
i ( T) ———单位长度的摩阻损失 (即摩阻特性) ,
m/ m 。
(1) 牛顿流体层流摩阻特性
i ( T)
=
128 υ( πρ( T)
T) Q gD 4
(20)
式中 g ———重力加速度 ,kg ·m/ s2 。
(2) 牛顿流体紊流摩阻特性
定义有效管流剪切率〔3〕为 :
γm
=
π 4
8V D
(9)
假塑性流体雷诺数为〔4〕:
Re m
=
V Dρ( T) γ K n′- 1
fm
(10)
V
=
4Q πD2
(11)
式中 V ———流体平均流速 ,m/ s 。
三 、区间的划分
1 、 按比热容的变化分区 根据含蜡原油比热容随温度的变化趋势 (见图
n′ 3 n′+ 1 4 n′
n′
(22)
对幂律流体近似得〔3〕:
3 n′+ 1 4 n′
n′
=
π n′- 1 4
因此 ,式 (22) 可改写为 :
i ( T)
=
16 π ·Dρ(
T)
eg
γ B T (α+βt) m
(23)
(4) 假塑性流体紊流摩阻特性
在紊流状态下 ,非牛顿假塑性流体的计算方法
是给出范宁摩阻系数 ,再按达西公式计算摩阻 。达
摘 要 通过分析有流型流态改变时热输原油管道的热力特性和流动特性 ,将各加热站间的 管路划分区间 ,对各个区间分别采用了不同的摩阻特性公式 ,应用数值积分方法进行站间摩阻损失 计算 ,并且采用二分法来确定流态转变的临界温度 ,编制了计算程序 ,进行了实例计算 。
主题词 热油管道 摩阻 数值方法 计算
fm
=0
(13)
由式 (1) 、式 (7) 、式 (8) 及式 (11) 可知 , f 2 ( T) 是
关于 T 的超 越方 程 , 其求根 域为 [ TL , T F ] , 若 式
(13) 有根 ,其值 Tf lj 为假塑性流体从紊流向层流过
渡时的临界温度 。
对于式 (12) 和式 (13) 统称为 f m ( T) ,其求解域 统称为[ T2 , T1 ] 。大量数值计算结果表明 , f m ( T) 在求解域内是连续函数 ,因此出现两种情形 (见图 2 ) ,当 f m ( T1 ) ·f m ( T2 ) < 0 时 ,方程有解 ,说明在求 解域内有流态转变 , (见图 2 ( a) ) ; 当 f m ( T1 ) ·f m ( T2 ) ≥0 时 ,说明在求解域内无流态转变 , (见图 2
一 、前 言
一般热油管道摩阻计算大多采用平均温度法 , 该方法虽然简单 ,但要求保证流态为紊流 ,计算值偏 高 ;文献[ 1 ]应用理论计算法中粘温关系式导出的公 式计算 ,需查幂积分函数表 ,计算复杂 ,不能实现计 算机运算 ;文献[ 2 ]使用不等温的管截面流速分布导 出了摩阻计算公式 ,提高了计算精度 ,但没有考虑流 型和流态的转变 。对于大直径热油管道 ,站间情况 通常为从加热站出口处的牛顿紊流2非牛顿紊流2非 牛顿层流 ;对于高粘油品 ,则为牛顿紊流2牛顿层流2 非牛顿层流 。为此 ,考虑油品物性参数随温度的变 化以及流态和流型的转变 ,采用数值方法对加热站 间管路的摩阻损失计算划分区间计算 ,为含蜡热油
· 02 · 油 气 储 运
2005 年 Biblioteka 设计计算热油管道站间摩阻的数值计算
王 岳 3 付 永 杰
(辽宁石油化工大学机械工程分院)
(CP
王雪梅
E 抚顺分公司)
王 岳 付永杰等 :热油管道站间摩阻的数值计算 ,油气储运 ,2005 ,24 (3) 20～24 。
×( c0 + c1 T) d T
(15)
积分得 :
∫ L1 = -
Tsl TR
Q [ρ20
- ζ( T - 20) ] ( c0 KπD ( T - T0 )
+ c1 T) d T
(16)
当 T ≤Tsl 时 (此段长为 L 2 ) ,将式 (1) 和式 (4) 代
入式 (14) 得 :
KπD ( T - T0 ) dl = - Q[ρ20 - ζ( T - 20) ]
T ———油温 , ℃。
υ( T) υ e = 3 - u( T- T 3 )
(2)
式中 υ ———温度为 T 时的油品运动粘度 ,m2 / s ;
υ3 ———参考温度为 T 3 参考温度时的油品运
动粘度 ,m2 / s ;
u ———粘温指数 ,不随温度而变 。
四 、应用效果
结合靖西管道实际生产工况 ,编制了《2003 年 冬季高峰生产运行高度方案》,使靖西管道在 2003 年冬季生产中有了参照依据 ,对可能出现的异常生 产工况提出了对应措施 ,为 2003 年冬季生产做到超 前调度 、工艺经济优化运行奠定了理论基础靖西管 道工艺优化运行后 ,2003 年冬季生产各压气站运行 累计减少 2 184 h ,节约燃耗 122 ×104 m3 ,同时还节 约了压缩机对油 、电的消耗 。实际生产运行表明 ,截 止到 12 月底压缩机累计少开机 388 h ,节约能耗达
1) ,可以将图 1 中的曲线分为三个区 ,通常含蜡原油 管道在 Tc max 以上运行〔5〕,因此加热站间原油管道的
轴向温降需分二区间进行计算 。即 Tsl ≤T ≤TR 区 和 T L ≤T < Tsl 区 。