管道松冷推力计算方法探讨
管道膨胀量及推力计算
管道膨胀量及推力计算1.管道膨胀量计算：管道在温度变化过程中会发生热胀冷缩，从而引起管道的膨胀或收缩。
通常使用以下公式计算管道的膨胀量：ΔL=α*L*ΔT其中，ΔL为管道的膨胀量，α为管道材质的线膨胀系数，L为管道的原始长度，ΔT为温度变化量。
线膨胀系数α是一个物质特性，反映了材料在单位温度变化下的长度变化。
具体的数值可以从材料手册或相关标准中查得。
2.管道推力计算：当流体在管道中流动时，流体的动量变化会产生推力。
推力的大小与流体流速、密度以及管道弯曲半径有关。
可以使用以下公式计算管道推力：F=ρ*A*V^2/2其中，F为管道的推力，ρ为流体的密度，A为管道的横截面积，V为流体的流速。
需要注意的是，这个公式是针对弯曲管道的推力计算。
若是直线管道，则推力为零。
3.管道膨胀量和推力的综合计算：在实际工程中，通常需要考虑管道的膨胀量和推力同时存在的情况。
对于这种情况，可以使用以下公式计算管道的有效膨胀量和推力：ΔL_eff = ΔL - ΔL_sup其中，ΔL_eff为管道的有效膨胀量，ΔL为管道的总膨胀量，ΔL_sup为管道支架的补偿量。
补偿量是为了减小管道在温度变化时的应力，并防止超过管道材质的可承受范围。
F_eff = F - F_sup其中，F_eff为管道的有效推力，F为管道的总推力，F_sup为管道支架的支持力。
支持力的作用是为了抵消由推力引起的管道变形，并保持管道在正常运行中的位置和形态。
管道的支架及材质的选择应根据实际工程情况来决定，以保证管道的安全运行和稳定性。
综上所述，管道膨胀量及推力计算是工程设计中不可或缺的一项内容。
通过合理计算和选择管道的支、吊设备，可以确保管道在温度变化或介质流动引起的膨胀力和推力下保持正常运行和稳定性。
工业管架水平推力及温度应力的计算与分析
工业管架水平推力及温度应力的计算与分析摘要：管架作为工业建筑主要组成部分，遍布于包含医药、石油、化工等几乎所有工业项目，用于支撑化工类管架、公用工程管线以及电气仪表桥架。
它可以说是整个工业系统的桥梁和纽带，所以管架在工业系统中具有举足轻重的地位。
管架有别于普通的排架结构，在设计过程中有两点需要特别注意，1、管架上如支撑有热力管道，管道因热胀冷缩产生的水平推力，在管架结构计算过程中应加以考虑；2、工业项目中管架的总长度少则几百米，多则几公里。
作为超长结构体系，又长期暴露在户外环境，结构本身的温度应力验算也是必不可少的。
关键词：水平推力；减载式；重载式1.管架分类管架按结构材料可分为三种：混凝土管架、钢结构管架、钢和混凝土混合管架。
混凝土管架一般适用于跨度小于9m的管廊，其抗腐蚀、抗老化能力强，造价最为便宜，但施工周期长；钢结构管架在国外或国内外资项目中被普遍应用，其特点是可以工厂预制，现场拼装，施工速度快，质量可靠，但是抗腐蚀、防火能力较差、且造价较另外两种形式昂贵；第三种钢和混凝土混合管架是目前国内化工体系内比较常见的，其柱为混凝土结构，梁为钢结构，其施工工艺比较成熟。
管架按照结构形式可分为两种，独立式管架和纵梁式管架，支撑有较大热力管道的管架，一般采用纵梁式管架。
管架按照热力管道支座形式和传力途径可分为两种：中间管架和固定管架，固定管架设置在两个管道补偿器的中间，一般为设置有柱间支撑的四柱形式，再通过纵梁将中间管架和固定管架连接起来。
2.管架荷载计算管架荷载主要分为仪表桥架、平台、管道及附件自重、平台的活荷载、热力管道的水平推力、风荷载、地震荷载以及结构本身的温度应力等。
1）热力管道的水平推力管架的水平推力的种类、取值大小以及工况组合，是管架荷载计算的重点。
在结构计算时，一般可认为都由固定管架承担。
其种类可以分为三种：a、管道补偿器的弹性反力（由于补偿器变形而形成的回弹力）；b、关闭和打开阀门时，管道的阀门、弯管及盲板等由介质产生的内压力；c、作用在固定管架上补偿器与固定管架之间各中间管架的摩擦力之和。
浅谈城市直埋供热管道固定墩推力计算方法
是直管段强度验算的重点。A1A1 面管道施加给固定墩的轴向
力 P1=Na1=[αE(t1-t0)-νσt]A×106=17483kN
（3）
1.4 A2A2 面管道施加给固定墩的受力 P2
L2 段处的固定墩处于完全锚固段，其受到的主动力包括
热膨胀力和泊松力，因此，段的热膨胀被完全压缩。此时，
直埋供热管道的轴向内力等于主动力减去内压不平衡力。L2 段处的固定墩处于锚固段，合成推力时，此侧推力乘以 0.9
的安全系数。
P2=0.9Na2-Fn
=[αE(t1-t0)-νσt]A×106-PnA0=15634kN 1.5 主动土压力 Pa 和被动土压力 Pp
（4）
在施工时，虽然要对固定墩的土壤夯实，但是，土壤也
不是理想的刚性体，所以在热力管道实际运行时，固定墩存
在实际微量位移。在热力管道的运行过程中，随着温度的升
（1）
为计算固定墩处于锚固段还是过渡段，需要计算过渡段
最大长度：
( ) Lmax =
α E (t1 − t0 ) −νσ t
Fmin
Aax=586m，可知 L1 ＞ L2 ＞ Lmax。因此，固定墩
处于锚固段，管道热伸长完全受阻，热膨胀力完全转化为管
道内力。此时，是管道中内力、轴向应力最大的直线管段，
图 1 直埋管道固定墩受力模型 1.2 固定墩受力分析
固定墩宽、厚、高分别为 b、d、h，固定墩墩顶覆土高 度为 h1，在供热管道运行过程中，随着管内水温的升高，固 定墩在管道热膨胀力作用下，产生微量轴向位移，管道运行 时，固定墩受力如图 2 所示。
直埋供热管道的轴向力有主动轴向力和被动轴向力，主 动轴向力包括热膨胀力和泊松力，被动轴向力有土壤摩擦力、 补偿器位移阻力、主动土压力和被动土压力。固定墩在管道 运行过程中受力俯视图如图 3 所示。
管道水平推力计算公式
管道水平推力计算公式在我们的日常生活和工程领域中，管道可是个常见的家伙。
可您知道吗，计算管道水平推力可不是一件简单的事儿，这里面有个专门的计算公式呢！咱们先来说说管道水平推力到底是个啥。
比如说，在一个管道系统里，当液体或者气体快速流动的时候，就会对管道产生各种各样的力，其中水平方向上的力就是我们所说的水平推力啦。
那这个水平推力咋算呢？公式是这样的：F = P×A 。
这里的“F”就是水平推力，“P”呢是压强，“A”是管道的横截面积。
举个例子吧，就像我之前参与的一个小区供暖管道改造的项目。
那时候，我们需要重新计算管道的水平推力，以确定支架的承受能力。
当时，我们测得了管道内的压强是 2 兆帕，管道的直径是 50 厘米。
那先把直径换算成半径，也就是 0.25 米。
然后算出横截面积，圆的面积公式您还记得不？就是π乘以半径的平方，算下来横截面积约是 0.2 平方米。
把压强和横截面积代入公式，就能算出水平推力啦。
可别小看这个公式，要是算错了，那麻烦可就大了。
比如说，如果算出来的水平推力比实际小了，那管道支架可能就承受不住，说不定哪天就出问题啦；要是算大了呢，又会造成材料的浪费，增加成本。
在实际应用中，还有很多因素会影响这个计算。
比如说管道里流体的流速、温度、管道的材质等等。
就像有一次，我们在给一个工厂设计管道系统的时候，因为没有充分考虑到流体温度的变化，导致最初计算的水平推力不准确。
后来经过反复的测试和调整，才终于得到了准确的结果。
而且啊，不同类型的管道，计算公式可能还会有一些小小的变化。
比如有弯管的地方，还得考虑离心力的影响；要是管道连接的地方有阀门啥的，也会对水平推力产生影响。
总之，计算管道水平推力这事儿，虽然有公式，但也得结合实际情况，仔细考虑各种因素，才能得出准确可靠的结果。
不然的话，出了问题可就不好收拾啦！。
管道阻力的基本计算方法
管道阻力的基本计算方法管道阻力是指液体在流动过程中受到的摩擦力和阻力，它是影响管道流量和压力损失的主要因素之一、管道阻力的基本计算方法包括经验公式法、实验法和数值模拟法。
1.经验公式法：经验公式法是根据实际操作经验总结出来的计算方法。
经验公式法包括达西-魏兹巴赫公式、普朗特公式等。
-达西-魏兹巴赫公式：达西-魏兹巴赫公式是最常用的计算管道阻力的经验公式之一，表示为：Rf=λ(L/D)(V^2/2g)其中，Rf是单位长度的管道阻力，λ是阻力系数，L是管道长度，D 是管道内径，V是流速，g是重力加速度。
-普朗特公式：普朗特公式是用于计算气体在管道中流动时的阻力的经验公式，表示为：Rf=λ(L/D)KρV^2其中，K是一修正系数，ρ是气体密度。
2.实验法：实验法是通过实验来测量管道阻力，并将实验结果用于计算。
实验法一般需要进行水力实验或风洞实验，根据实验结果建立经验公式。
-水力实验：水力实验是通过在实验室中建立一段具有标准尺寸的管道，在实验过程中测量流量、压力等参数，从而计算管道阻力。
-风洞实验：风洞实验是用于测量气体在管道中的阻力的方法。
通过在风洞中设置一段具有标准尺寸的管道，在实验过程中测量流动参数，计算管道阻力。
3.数值模拟法：数值模拟法是利用计算机进行流体力学计算，通过数值模拟管道内流体的运动和阻力分布，从而得到管道阻力。
数值模拟法精度较高，能够考虑更多的因素和复杂的条件。
数值模拟法可以利用有限元、有限差分、计算流体力学（CFD）等方法进行计算。
利用计算机软件，将管道的几何形状、边界条件、流体性质等参数输入模拟软件，通过求解流体动力学方程，得到流场图像、速度分布、压力分布等结果，从而计算出管道阻力。
总结起来，管道阻力的基本计算方法包括经验公式法、实验法和数值模拟法。
不同的计算方法适用于不同的情况，工程师可以根据具体需求选择合适的方法进行计算。
液冷管路水力计算
液冷管路水力计算
液冷管路的水力计算主要包括以下几个步骤：
1.确定流速：根据设计要求和管道系统的特性，选择适当的流速。
流速的选择应考虑到管道材料、
管径、流体性质以及系统运行的要求。
2.计算流量：根据系统的需求，确定管道中的流量。
流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体
积或质量。
3.计算管径：根据选定的流速和流量，计算所需的管道直径。
管径的计算公式通常为：D = √(4Q/πv)，
其中D为管道直径，Q为流量，v为流速。
4.计算阻力：根据管道的长度、管径、流速和流体性质，计算管道沿程的阻力。
阻力的大小取决于
管道内壁的粗糙度、流体的粘度和密度等因素。
5.校验压力：根据管道系统的布局和阻力计算结果，校验系统的压力是否满足设计要求。
如果压力
不足，可能需要调整流速、管径或增加泵等设备来提高压力。
6.优化设计：根据计算结果和实际需求，对管道系统进行优化设计，确保系统的性能和经济性达到
最佳。
需要注意的是，液冷管路的水力计算涉及到多个因素，如流速、流量、管径、阻力、压力等，这些因素之间相互影响，需要进行综合考虑和计算。
同时，还需要考虑管道系统的安全性、稳定性和经济性等因素，确保设计的合理性和可行性。
采暖管道补偿设计及固定支架推力计算方法
·37·
a
b
B
Py
Px A
H
L
图2 Z形管段示意
固定点 A 的推力按公式（1）、（2）计算。Kx, Ky 为管形系 数，见《动力管道手册》。
（3）管道支架的摩擦力计算。
直管段的摩擦力 ：Fm=q · μ · L
（3）
对拐弯管道支架轴向摩擦力 ：Fm=q · μ · L · cosφ （4）
对拐弯管道支架侧向摩擦力 ：Fm=q · μ · L · sinφ
（2）当水平管道端头转向为立管时，由于立管段穿楼板 处 A 点和 B 点设置的竖向支架限制了管道 x 和 y 方向的位移，
相当于转角处 C 点的 x 和 y 方向的位移也受到限制，等同于
C 点设置了固定支架。因此 CDF 管段同样满足 L 形补偿器原
则，即公式 ：F=Pk+q1 · μ · L3 － 0.8[Px+q2 · μ · cosφ（L2+L1/2）]， DE 管段即为 L2，所产生的摩擦力也作用于 E 点的固定支架。
［Keywords］natural compensation ；pipeline compensator ；compensation design ；fixed support ；thrust calculation
1 管道补偿
2.2 采用自然补偿方式的直管段长度限值
1.1 概念
直管段管长宜小于表内值，则无须考虑补偿措施。当布
第48卷第11期
2021年6月
建筑设计
Architectural Design
建筑技术开发
Building Technology Development
采暖管道补偿设计及固定支架
管道应力计算说明书
第一章概述本程序吸取了国内管道应力计算程序和美国2010应力计算管道程序的优点，采用结构程序设计方法开发的符合《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》（SDGJ6—90）管道应力计算程序。
1.1 功能程序计及了内压、自重、外部荷载、热胀、设备接口附加位移、冷紧、安全阀排放产生的荷载、以及风载、静力地震荷载等。
既能对持续荷载，又能对临时荷载、偶然荷载进行分析计算。
程序可对正常运行条件下的热状态、冷状态、由热至冷及由冷至热状态进行计算，其中对冷状态考虑了管道运行初期和应变达到自均衡后两种情况。
程序可对水压试验工况进行分析计算。
程序可对异常运行条件下的安全门排放荷载、风载、静力地震等荷载的静分析计算。
本程序可使管道结构分析和应力验算更趋于精细和合理，提高了管道投资的经济性和运行的安全性。
1.2 特点程序编制按功能采用模块型结构，使其可读性和可维护性好，尽量用标准语言而避免采用依赖于机型和硬件的特殊语句，使程序可移植性好。
程序功能强，使用简便。
程序对管道的结构形式没限制，按管道的设计模型组织数据文件，为CAD绘图部分创造了良好的条件。
输入灵活易学，输出集中简明。
输入数据，输出成果的单位可分别选取为工程制或国家法定单位制。
程序应力验算符合我国应规SDGJ6－90标准为使用户计算方便，易于掌握。
程序按定工况进行组织可自动检查出一部分输入数据错误，减少对错误题目进行运算的可能性，节省时间和费用。
1.3 计算内容a、管道在工作状态下，由持续荷载（即内压、重量等）作用下产生的应力进行验算，计算持续荷载对设备（或端点）的推力。
b、管道在运行初期工作状态下，计算管道约束装置的荷载及管道对设备（或端点）的推力。
考虑自重，热膨胀，有效冷紧和端点附加位移的影响。
c、管道应变自均衡后在冷状态下，计算管道刚性约束装置的荷载及对设备（或端点）的推力。
d、管道由冷状态到工作状态的热位移的计算，按管道沿坐标轴的全补偿值和钢材在20℃时的弹性模量计算，并考虑弹簧附加力的影响。
集输管道锚固墩推力计算方法探讨与优化
摘
要 结 合 埋 地 管道 轴 向 受 力 规律 ， 分 析 并优 化 了锚 固墩 推 力计 算 方 法 。 结 果 表 明 ： 锚 固墩 推 力 计 算
应 充 分 考 虑 全 线 锚 固墩 的设 置情 况 ； 优 化 后 的计 算 结 果 大 幅 降 低 了锚 固墩 推 力 值 ； 软 件 建 模 结果 证 实 了
止热膨 胀 位移 传 递 给其 他 设 备 、 管件 后 诱 发 这 类
物 件强 度 失效 。 目前 ， 锚 固墩 推 力计 算 研 究 已经
取得 了 长 足 的 进 步 ， 且 大 量 应 用 于 实 际工
位 移或形 变 ， 可 将 在外 因 作 用下 依 然 保 持 原 始 位
置 或形态 的管道 定 义 为 锚 固态 管 道 ； 将 在 外 因作 用 下发 生 位 移 或 形 变 的 管 道 定 义 为 非 锚 固态 管 道 。其 中 ， 锚 固态管 道被 外力 嵌 固 ， 管道 轴 向应力 （ 绝 对值 ） 最大 ， 但 对 连 接 直管 段 的弯 头 或设 备几 乎无附加位移 ； 非 锚 固 态下 ， 部 分 管 道 轴 向应 力
管 道上 设 置锚 固 墩 是解 决 上 述 问题 的有 效 手 段 。
埋地 管 道 的基 本 状 态 可 以分 为 锚
锚 固墩 依靠 体 积庞 大 的混 凝 土块 与 土壤 间 的相互 作 用力 对 管道 推力 进行 平衡 ， 以约束 管道 位移 ， 防
固态和 非锚 固 态 ， 其 实 质 在 于管 道 是 否存 在 由前 述 各种外 因 （ 如 内压 、 温差 、 弯 曲或外力 ） 引 起 的
程， 但 较 大 的尺寸 造成 了较 高 昂的投 资 ， 有必 要进
风道、冷冻水管道水力计算方法
★风道水力计算方法1．假定流速法其特点是先按技术经济要求选定风管流速，然后再根据风道内的风量确定风管断面尺寸和系统阻力。
假定流速法的计算步骤和方法如下。
①绘制空调系统轴侧图，并对各段风道进行编号、标注长度和风量管段长度一般按两个管件的中心线长度计算，不扣除管件本身的长度。
②确定风道内的合理流速在输送空气量一定是情况下，增大流速可使风管断面积减小，制作风管缩消耗的材料、建设费用等降低，但同时也会增加空气流经风管的流动阻力和气流噪声，增大空调系统的运行费用；减小风速则可降低输送空气的动力消耗，节省空调系统的运行费用，降低气流噪声，但却增加风管制作的材料及建设费用。
因此必须根据风管系③根据各风道的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸，计算沿程阻力和局部阻力。
根据初选的流速确定断面尺寸时，应按前面图6—1（表）和表6—1的通风管道统一规格选取，然后按照实际流速计算沿程阻力和局部阻力。
注意阻力计算应选择最不利环路（即阻力最大的环路）进行。
假定风速法风道水力计算应将计算过程简要举例说明后，列表计算。
计算表格式见下表。
联管路之间的不平衡率应不超过15%。
若超出上述规定，则应采取下面几种方法使其阻力平衡。
a．在风量不变的情况下，调整支管管径。
由于受风管的经济流速范围的限制，该法只能在一定范围内进行调整，若仍不满足平衡要求，则应辅以阀门调节。
b．在支管断面尺寸不变情况下，适当调整支管风量。
风管的增加不是无条件的，受多种因素的制约，因此该法也只能在一定范围内进行调整。
此外，应注意道调整支管风量后，会引起干管风量、阻力发生变化，同时风机的风量、风压也会相应增加。
c．阀门调节通过改变阀门开度，调整管道阻力，理论上最为简单；但实际运行时，应进行调试，但调试工作复杂，否则难以达到预期的流量分配。
总之，两种方法（方法a和方法b）在设计阶段即可完成并联管段阻力平衡，但只能在一定范围内调整管路阻力，如不满足平衡要求，则需辅以阀门调节。
管道的荷载计算方法
管道荷载计算方法(1 )此设计规定应按照以下说明：管道设计工作应按照规定执行。
(2 )此规定指出工程设计专业必须为管道设计的需要来执行。
在规定基础上管道设计者可以作适当的修改。
2.荷载和外力的设计2.1通则当设计下列结构时，应考虑荷载。
各种荷载的联合作用在计算中的应用见 2.14条。
2.2结构本体应计算结构本体和防火材料的重量。
2.3动设备对于泵、压缩机、马达等设备重量，要尽可能快地从制造商处获取相关数据，其中应包括控制、辅助设备、配管等重量。
在对设备直接设在支架上的情况进行计算时，应尽可能快地提交相关动力影响因素。
2.4起重机荷载起重机的荷重应根据制造商的数据来确定。
2.5容器、塔等除容器和塔外，还包括过滤器、沉降槽、换热器、冷凝器及其配管。
根据该类设备各种荷载的综合情况，在计算中应包括以下重量/荷载。
(1)空重这是容器、塔等的静止重量，包括衬里材料、保温、防火、阀门等，应根据制造商提供的数据推导出来。
(2)操作重操作重是容器、塔等的空重，几在该单元操作过程中最大容量的重量之和。
(3)水压实验荷载在现场需要对设备进行水压实验时，设计支架结构时应考虑该设备完全充满水的重量。
当一个支撑支一台以上的容器时，该支撑应根据以下基础进行设计：在同一时刻，-台容器进行水压实验，而其他容器为空设备或仍处于操作状态中。
2.6活动荷载(1)活动荷载应根据以下平台或通道的用途分为几个等级(a) A 级主要用作人行通道，除了人可搬动的物品外，没有其他东西。
例如台阶、楼梯平台、管架上人行道、仪表监测平台及阀门操作平台。
(b) B 级用于较轻的阀门、换热器、法兰、类似部件的检修工作，放置拆卸这些部件的工具，若在梁或桁架上放置重物须加小心。
(c) C 级承受特殊荷载。
要根据特殊需要进行设计。
(2)活动荷载见表1表1生活荷载2.7风荷载风荷载应根据UBC 确定，假设以下几点： 风驻点压力q=140kg/m 2 (在 10 米高度)方向“ c ” 重要系数1=1风力可从各个方向作用于构筑物，应考虑其最不利的情况(最大逆风向)。
管道弯头处的水平推力计算
管道弯头处的水平推力计算
管道弯头处的水平推力是由流体在弯头内部受到的压力和惯性
力共同作用产生的。
要计算管道弯头处的水平推力，我们需要考虑
以下几个因素：
1. 流体的压力，在管道弯头处，流体会受到来自管道壁和流体
本身的压力。
根据流体静力学的原理，我们可以通过流体的密度、
流速和管道弯曲半径来计算流体在弯头处受到的压力。
2. 惯性力，当流体通过管道弯头时，由于流体的惯性作用会产
生一个向外的力，这个力也会对管道弯头产生水平推力。
惯性力的
大小取决于流体的密度、流速以及管道弯曲的曲率。
3. 弯头结构的影响，管道弯头的结构对水平推力也有影响，例
如弯头的曲率半径、弯头的角度等都会影响水平推力的大小。
为了准确计算管道弯头处的水平推力，需要进行复杂的流体力
学计算，包括使用雷诺数、动量方程等流体力学原理来分析。
此外，还需要考虑到流体的黏性、非定常流动等因素对水平推力的影响。
总的来说，计算管道弯头处的水平推力是一个复杂的工程问题，需要综合考虑流体力学、结构力学等多个领域的知识，以确保计算
结果的准确性和可靠性。
管道松冷推力计算方法探讨
管道松冷推力计算方法探讨DL/T5366-2006《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》P.23 9.0.3条规定：在管道无冷紧或各方向采用相同的冷紧比时，在不计及持续外载的条件下，管道对设备（或端点）的推力（或推力及推力矩），可按下列公式计算：在工作状态下，E t a t R E E R a 20)321(γ--= （9.0.3-1） 亦即)0(20时，即无冷紧=-=γt ta E R E E R a在冷状态下，E R R γ=20（9.0.3-2）或 E t b E t R E E R b )][1(20201σσ-= （9.0.3-3）亦即)0()][())(][1(2020202020201时，即无冷紧=+-=--=γσσσσt t at b E t t a t t a t b E t R E E E E E E R E E E E R a b a a b 规定指明“在不计及持续外载的条件下”，即可认为上述三式仅为管道热胀应变引起的对设备的推力和力矩的计算公式，热胀应变包括热胀、冷缩和其它位移作用。
另外因为管道自重、支吊架反力以及其它持续载荷亦对端口产生推力及推力矩。
GLIF 以及CAESARII 计算出的初热及初冷工况对端口的推力及推力矩应为上述热胀应变及自重等作用力的总和。
此外（9.0.3-1）式为初热工况，（9.0.3-2）式为初冷工况，（9.0.3-3）式为应变自均衡工况。
CAESAR II 的SUS 工况对应初冷工况，OPE 对应初热工况，其中：SUS 工况：W+P1+HOPE 工况：W+D1+T1+P1+HEXP 工况：OPE-SUS=D1+T1其中W(自重)、D1（端点附加位移）、T1（热胀）、P1（内压）、H （支吊架），由此可认为EXP 工况的Restraint Summary 计算出的端口推力及推力矩即为纯热胀应变工况下的数值t R 。
由（9.0.3-1）式可换算出端点对管道的热胀作用力及力矩E R 。
关于管道水平推力的计算分析
企业管理143产 城关于管道水平推力的计算分析王秀珍1 杨祖强2山东三维石化工程股份有限公司，山东青岛266000摘要：管道水平推力的确定对于管架的计算至关重要，现行相关规范对管道水平推力未做详细规定。
本文结合工程设计中的经验和相关规范条文，对管道水平推力的产生、作用等进行分析，对其参与的荷载效应组合提出相关建议。
关键词：管道水平推力；荷载效应组合；相关建议管架主要作用是支撑架空管道，是石油化工装置最为常见的构筑物。
工程设计中采用的设计规范主要是《石油化工管架设计规范》（SH/T 3055） （下文简称为《管架规范》），该规范对于管架荷载中的管道水平推力的计算和各工况下的荷载效应组合进行了规定，但并未明确管道水平推力参与组合时系数如何取值。
1 管道水平推力的相关内容1.1 管道水平推力的产生和作用方式管架按照支承条件可分为固定管架和活动管架，活动管架又分为刚性活动管架和柔性活动管架。
一般情况下，热管道主要以滑动支座与管架发生联系，或直接放置在管架（梁）上，同时设置单个或多个固定支座来平衡，若设置多个固定支座，固定支座之间需设置补偿器。
管道受热变形时，管道会随着温度升高发生轴向变形，管线伸长，管道对管架产生水平推力，对于活动管架主要是以摩擦力的形式出现，管道膨胀产生的水平推力大于摩擦力时才以摩擦力的形式出现，当水平推力小于摩擦力时，实际受力状况类似于静摩擦力。
对于固定管架而言，不仅需要平衡活动管架的反作用力，而且要承受管道补偿器弹力。
1.2 管道水平推力的计算在固定管架上管线通过固定支座固定在管架上，其水平推力为管道补偿器弹力和活动管架的反作用力。
设计时应根据配管专业提供的水平推力，并考虑两侧活动管架的不平衡水平推力来进行计算。
在活动管架上管道通过滑动支座与管架连接或管道直接放置在管架梁上，《管架规范》第6.2.1条对刚性活动管架和柔性管架水平推力进行了规定。
对于刚性活动管架，当热管道对管架产生的水平推力未超过最大静摩擦力时，管架与热管道发生同向位移，但热管道对管架产生的水平推力未超过了最大静摩擦力。
(整理)冷拔钢管拔制力的计算.
职工技术学习资料注意保存冷拔钢管拔制力的计算宋宝湘编译希望科技服务部印2007年3月本书较详细地阐述与分析了在各种方法冷拔钢管时的作用力与应力分布状况。
根据新的轧制形理编著基础导出更正确更接近实践的计算公式。
同时列举了许多学者和科技工作者发表的有关拔制力方面的计算公式作了比较分析，经过实践拔制力的测定与对比结果。
本书推导的计算公式更接近实践值，换差较小已成为目前冷拔钢管生产与设计中应用最广泛的计算公式。
本书适用设计工者与生产技术人员应用，可供科技研究工作者与高等专科学校高年级学生参考。
目录引言 (1)第一章钢管伸拔与影响拔制力的因素 (6)第一节钢管伸拔的拔制力 (6)第二节影响拔制力的因素 (9)第三节现有冷拔钢管拔制力的计算公式 (11)第二章钢管在伸拔过程的作用力与应力分布 (22)第一节钢管在无芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (22)第二节钢管在短芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (24)第三节钢管在长芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (26)第四节钢管在扩径伸拔过程的作用与应力分布 (27)第三章钢管在伸拔过程的拔制力计算公式的推导 (31)第一节钢管在无芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (31)第二节钢管在短芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (40)第三节钢管在长芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (48)第四节钢管在扩径伸拔过程拔制力公式的推导 (48)第四章钢管在伸拔过程的拔制力的测定与理编计算结果比较 (71)第一节钢管拔制力的测定方法 (71)第二节钢管在伸拔过程拔制力的理论计算结果与实际测定79 第五章各种计算拔制力公式的分析与比较 (91)第一节各种计算拔制力公式的分析与计算结果比较 (91)第二节本书推导出的计算公式的分析 (101)第三节结论 (121)主要参考书 (124)引 言无缝钢管用热轧方法比较普遍具有许多特色和优点成为当今钢管生产主要方式和发展趋势。
常见的由自动轧管机生产无缝钢管，它能制造最小尺寸外径D60～70mm ，壁厚S3～3.5mm 。
输水管道拐弯处水平推力计算
在水平90°弯头时，水流对管壁的冲击力， 也即为以下将介绍的水平推力，也就是水流与 管壁之间相互间的作用力，若利用伯诺里方 程，通过确定接触面上的压强分布与切应力分 布而后积分的方法求解，则计算比较复杂。在 该工程设计时，笔者运用动量方程，该方程将 运动液体和固体边壁相互间的作用力直接同运 动液体的动量变化联系起来，其优点是不必知 道流动范围内部的流动过程，而只需知道其边 界面上的流动状况。
②对高注水压力的井组开展周期注水， 在改善油层开发效果的同时，也可降低注水压 力。
例如注水井芳54-50周期注水前注水压力 已达到20M Pa，对该井实施“停七注五”的周期 注水。该井恢复注水初期，相同注水量下注水 压力为12.4M P a，下降了7.6M P a；目前注水压力 为18.3M P a，也比周期注水前低1.7M P a，降压效 果比较明显。同时连通的油井的含水也下降了 8.3%，开发效果也得到了明显改善。
（二）降低注水压力的相应对策 1．对已形成的高注水压力，可从提高地层 的绝对渗透率和水的相对渗透率来降低注水 压力。 从提高地层的绝对渗透率来看，目前的方 法很多，例如压裂、酸化、复合解堵等，对注水 井的降压增注有一定的效果，但措施成功率不 高。 分析其原因主要是：1）对于地层条件相对 较好，累积注入量不高，短时间内注水压力上 升幅度较大的注水井，采取相应的措施效果较 好，措施成功率较高。2）对于地层条件相对较 好、累积注入量高、注入时间较长、注水压力 缓慢升高的注水井，措施效果不理想，成功率 低。3）对于地层条件相对较差的注水井，各种 措施效果均不明显。因此，在对注水井采取相 应的措施时，首先应先考虑地层自身条件，再 结合该井的累积注入量大小、注入时间长短和 压力上升幅度来确定是否对地层进行改造，来 提高地层的绝对渗透率，降低注水压力。 从提高地层对注入水的相对渗透率来看， 主要是通过向地层内注入一定量的含活性剂的 低表面张力水来降低油、水界面张力从而提高 水的相对渗透率，从而达到降低注水压力的目 的。 2．对已形成的高注水压力，还可以通过适 当降低注水量和周期注水来降低注水压力。 ①对注采比偏高和含水上升较快的区块 和井组，适当降低注水量不仅可以控制含水上 升，还可以降低注水压力。
管道应力分析和计算汇总
管道应力分析和计算
目次
1 概述
1.1 管道应力计算的主要工作
1.2 管道应力计算常用的规范、标准1.3 管道应力分析方法
1.4 管道荷载
1.5 变形与应力
1.6 强度指标与塑性指标
1.7 强度理论
1.8 蠕变与应力松弛
1.9 应力分类
1.10 应力分析
2 管道的柔性分析与计算
2.1 管道的柔性
2.2 管道的热膨胀补偿
2.3 管道柔性分析与计算的主要工作2.4 管道柔性分析与计算的基本假定2.5 补偿值的计算
2.6 冷紧
2.7 柔性系数与应力增加系数
2.8 作用力和力矩计算的基本方法2.9 管道对设备的推力和力矩的计算
3 管道的应力验算
3.1 管道的设计参数
3.2 钢材的许用应力
3.3 管道在内压下的应力验算
3.4 管道在持续荷载下的应力验算
3.5 管道在有偶然荷载作用时的应力验算3.6 管系热胀应力范围的验算
3.7 力矩和截面抗弯矩的计算
3.8 应力增加系数
3.9 应力分析和计算软件。
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管道松冷推力计算方法探讨
DL/T5366-2006《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》P.23 9.0.3条规定：在管道无冷紧或各方向采用相同的冷紧比时，在不计及持续外载的条件下，管道对设备（或端点）的推力（或推力及推力矩），可按下列公式计算：
在工作状态下，
E t a t R E E R a 20)321(γ--= （9.0.3-1） 亦即)0(20
时，即无冷紧=-=γt t
a E R E E R a
在冷状态下，
E R R γ=20
（9.0.3-2）
或 E t b E t R E E R b )][1(20201σσ-= （9.0.3-3）
亦即)0()][())(][1(2020202020201时，即无冷紧=+-=--=γσσσσt t a
t b E t t a t t a t b E t R E E E E E E R E E E E R a b a a b 规定指明“在不计及持续外载的条件下”，即可认为上述三式仅为管道热胀应变引起的对设备的推力和力矩的计算公式，热胀应变包括热胀、冷缩和其它位移作用。
另外因为管道自重、支吊架反力以及其它持续载荷亦对端口产生推力及推力矩。
GLIF 以及CAESARII 计算出的初热及初冷工况对端口的推力及推力矩应为上述热胀应变及自重等作用力的总和。
此外（9.0.3-1）式为初热工况，（9.0.3-2）式为初冷工况，（9.0.3-3）式为应变自均衡工况。
CAESAR II 的SUS 工况对应初冷工况，OPE 对应初热工况，其中：
SUS 工况：W+P1+H
OPE 工况：W+D1+T1+P1+H
EXP 工况：OPE-SUS=D1+T1
其中W(自重)、D1（端点附加位移）、T1（热胀）、P1（内压）、H （支吊架），由此可认为EXP 工况的Restraint Summary 计算出的端口推力及推力矩即为纯热胀应变工况下的数值
t R 。
由（9.0.3-1）式可换算出端点对管道的热胀作用力及力矩E R 。
此处20E 及t E 应取管系中20/E E t 较小的材料(假设a 点)的20a E 及t a E （使用了不同材料的管系），因为20/E E t 较小意味热态下该管材更为柔软，减少了端口推力及推力矩，可认为较柔软的管材决定了端口推力及推力矩。
极端例子就是刚体一端与一段钢管连接，刚体一段固定，钢管一段也固定，显然钢管的柔性决定了两个端点的推力及推力矩，而不是刚体。
按SDGJ 6-78《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》P231.条文说明，（9.0.3-3）式中的t ][σ取钢材在计算温度下的基本许用应力，而E σ热胀应力范围（热胀当量应力）取管系上危险断面的应力值，因E σ在8.4.1条目中亦即热胀二次应力，危险断面即可认为是二次应力与许用值的百分比最大处。
可认为CAESAR II 的EXP 工况的Stresses 报告中HIGHEST STRESSES NODE 即为危险断面，其CODE STRESS 即为E σ，20E 及t
E 应为危险断面处（假设b 点）的20b E 及t b E ，不一定为端口处（对于使用了不同管材的管道来说）。
由以上参数取值，当1][20<t b
E t E E b σσ时，认为发生了自应变均衡，计算201R 并与20R 比较；当1][20>t b E t E E b σσ时，认为没有发生，即可认为20R 为冷态工况最大值。
自应变均衡造成的冷态推力及推力矩加上SUS 工况的自重、持续外载以及支吊架造成对端口的推力及推力矩即可近似认为是松冷工况推力及推力矩，因为弹簧作用力在初冷工况和松冷工况是变化的。
上述计算方法仅用于简单管系，对于带有分支管系以及带有间隙限位装置的非线性管系而言更为复杂。
鉴于松弛极限与管材性能、管系应力状态和几何形状都有一定的关系，其数值一般难以确定。
设计上为偏于安全，将钢材在计算温度下的基本许用应力作为松弛极限就是保守模糊的原则。
上述算法准确性有待考证。
对于连接有旁路的主蒸汽管道及热再热蒸汽管道，建议取主蒸汽管道及热再热蒸汽管道上的二次应力与许用至的百分比最大点，不考虑旁路上的二次应力百分比最大点。
因为主蒸汽及热再热蒸汽管道设计温度均超过430℃，蠕变作用比较显著；而旁路及冷再热蒸汽管道温度亦低于430℃，蠕变作用不明显。
因为目前只有GLIF 提供了松冷工况，所以用GLIF 的计算来验证上述思路。
前文式：
)0()][())(][1(2020202020201时，即无冷紧=+-=--=γσσσσt t a
t b E t t a t t a t b E t R E E E E E E R E E E E R a b a a b 可知对于所有端口而言，X 、Y 、Z 三个方向的推力及推力矩都应满足：
)0)(][())(][1(2020202020201时，即无冷紧=+-=--=γσσσσt a
t b E t t a t t a t b E t t E E E E E E R E E E E R R a b a a b 其中)][(202020
t a t b E t t a E E E E E E a b a σσ+-对于同一管系来讲，应为定值。
目前GLIF 提供了松冷工况，以一300MW 电厂的无冷紧的主蒸汽管道的GLIF 计算结果为例，其初热工况，初冷工况、松冷工况端口推力以及计算出的各端点的t R R 20
1数据如下：
其中200、300为锅炉端口，1、100为汽机端口。
可以由计算结果发现同一端口的各个方向上的
t R R 201不等，不同端口之间也不等。
与前述分析不一致。
目前汽机厂均要求提供松冷推力，但是600MW 机组基本都是采用CAESARII 计算，CAESARII 不提供松冷工况的应力计算，需要人工计算松冷推力及推力矩，其算法似乎还没有定论。
请各位专家指教。