低压燃气管道水力计算公式
第六章_燃气管网的水力计算
局部阻力损失也可用当量长度来计算，各种管件折成相同管径管
段的当量长度L2可按下式确定：
L2 W 2 P d 2 d L2 d
对于ζ=1时各不同直径管段的当量长度可按下法求得：
根据管段内径、燃气流速及运动粘度求出Re，判别流 态后采用不同的摩阻系数λ的计算公式，求出λ值， d 而后可得： l2
( W ) 0 x
(三) 气体状态方程：P ZRT
运动方程的基础是牛顿第二定律，对
于微小体积(或称元体积)的流体可写为： 微小体积流体动量的改变量等于作用 于该流体上所有力的冲量之和，即
(一) 运动方程：
( W ) ( W 2 ) P W2 g sin x x d 2
二、燃气管道内燃气稳定流方程式 除单位时间内输气量波动大的超高压天然气长输管线，要用不稳定 流进行计算外，在大多数情况下，设计城市燃气管道时燃气流动的 不稳定性可不予考虑。
P 0
0
W 0
P W 2 x d 2 W 常数 P ZRT
P P ( ) 1 gas 由燃气密度进行水力计算修正： L L
从结果可知，系统最大压降值是从用
户引入管至用具14，通过计算，各管 段的管径均可确定。
课后作业
某多层住宅，已知燃气室内立管终端
标高15m，引入管始端标高-0.6m，燃 气密度0.71kg/Nm3，引入管起点压力 P1=1100Pa，燃气由起点到终点的总阻 力损失为80Pa，计算附加压头及立管 终端压力P2。
第六章 燃气管网的水力 计算
一、不稳定流动方程式
燃气是可压缩流体，一般情况下管道内燃
四、燃气管道的水力计算
0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2+0.3
80 120 90 120 90 120 200
80 120 120 -
160 240 90 120 90 240 200
• 计算节点流量
节点 号 1
相关管段
1-2，1-6
节点流量
0.45×160+0.45×240=180
• 燃气管道总压力降和压力降分配 • • 高压燃气管道局部阻力按沿程压力损失 的5%计算；低压燃气管道局部阻力按沿程 压力损失的10%计算；
• （为了确保燃气管道能安全正常运行而规定的燃气压力 降，用于管网计算平差的校核。）
• 室外低压燃气管道允许压力降计算公式 • △P=0.75Pe
• • • •
• 图中已注明节点 号，环号、管段 长度和每环的煤 气负荷，给出了 需要由管段1~2、 2~3、1~6供应的 环外邻近区域的 负荷以及由节点3、 6引出支线的负荷。 管网中的计算压 力降P=550Pa。 • 1、求各管段的 途泄流量； • 2、拟定气流方 向；
• 计算各环单位长度途泄流量
各环单位长度途泄流量计算环号环内总负荷 （m³ ） /h 环号 环内总负荷 环内管段总 单位长度途泄流 （m³ /h） 长(m) 量[ m³ (h· / m)]
推算管段计算流量
196
322.5 65.5 50 80
115.5
308
504 180
536
153.5
302.5
103.5
• 初步拟定管径
P 550 0.38 Pa / m l 1300 1.1
允许的总压力降550Pa，计算点1到点4（不 利点）的距离为1300米。 根据允许的单位长度的压降和管段的计算长 度，从水力计算图标查管径。
低压燃气管道水力计算公式
燃气管道输送水力计算一、适用公式燃气的管道输配起点压力为10KPa，按《城镇燃气设计规范》，应纳入中压燃气管道的范围。
但本设计认为，虽然成套设备的输出压力为10KPa，出站后，压力即降至10KPa以下。
整个管网系统都在10KPa以下的压力状态下工作，因此，在混空轻烃管道燃气输配过程的水力计算，应采取低压水力计算公式为宜。
二、低压燃气管道水力计算公式：1、层流状态 Re≤2100λ＝64/Re Re＝dv/γΔP/L＝1.13×1010（Q0/d4）γρ0（T/T0）2、临界状态 Re＝2100~3500λ＝0.03＋（Re －2100）/（65 Re－1×105）ΔP/L＝1.88×106［1＋（11.8 Q0－7×104dγ）/（23.0Q－1×105dγ）］（Q02/d5）ρ（T/T）3、紊流状态 Re≥35001）钢管λ＝0.11［（Δ/d）＋（68/ Re）］0.25ΔP/L＝6.89×106［（Δ/d）＋192.26（dγ/ Q0）］0.25（Q2/d5）ρ（T/T）2）铸铁管λ＝0.102［（1/d）＋4960（dγ/ Q）］0.284ΔP/L＝6.39×106［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］0.284（Q02/d5）ρ0（T/T0）注：ΔP——燃气管道的沿程压力降（Pa） L——管道计算长度（m）λ——燃气管道的摩阻系数 Q——燃气流量（Nm3/h）d——管道内径（mm）ρ——燃气密度（kg/Nm3）γ——0℃和101.325kPa时的燃气运动粘度（m2/s）Δ——管壁内表面的绝对当量粗糙度（mm） Re——雷诺数T——燃气绝对温度（K） T——273Kv——管内燃气流动的平均速度（m/s）（摘自姜正侯教授主编的《燃气工程技术手册》——同济大学出版社1993版P551）二、燃气的输配工况条件起点压力——10KPa 最大流速——10m/s燃气密度——1.658kg/Nm3（20℃和浓度20%时）纯轻烃燃气运动粘度——1.92×10－6m2/s（0℃和101.325kPa时）燃气运动粘度——11.1×10－6m2/s（0℃和101.325kPa时）三、钢管阻力降的计算与查表结果注：1、——*因计算数据与实际数据误差过大，已无计算、列表的必要。
燃气管网水力计算公式
燃气管网水力计算公式
1）庭院燃气管道的计算公式：
Q=N Q K K n t ∑0
式中：
Q ——庭院燃气管道的计算流量（Nm 3/h ）；
K t ——不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，可取K t =1； K 0——相同燃具或者相同组合燃具数；
N ——相同燃具或相同组合燃具数；
Q n ——相同燃具或相同组合燃具的额定流量（Nm 3/h ）
2）中压管网水力计算公式：
Z T T d
Q 1027.1L P P 052102221ρλ⨯=- ⎥⎦⎤⎢⎣
⎡+-=λλRe 51.23.7d K 2lg 1 式中：
P 1，P 2 ——管道始、末端的燃气绝对压力(kP a )；
Z ——压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa （表压）时，压缩因子取1.0； L ——管段计算长度(km)；
Q ——燃气流量(Nm 3／s)；
d ——管道内径(m)；
ρo ——燃气的密度（Kg/Nm 3）；
λ——摩擦阻力系数；
K ——管壁内表面的当量粗糙度（mm ）；
Re ——雷诺数（无量纲）；
3）低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失应按下式计算：
0527T T d
1026.6p ρλQ l ⨯=∆ 式中： △P ——燃气管道摩擦阻力损失（Pa ）；
λ——燃气管道摩擦阻力系数；
Q ——燃气管道的计算流量（m 3/h ）；
d ——管道内径（mm ）；
ρ——燃气的密度（kg/ m 3）；
T ——设计中所采用的燃气温度（K ）；
T 0——273.15(K)；。
燃气管网水力计算
第6章 燃气管网水力计算
第一节 燃气管网设计计算
水力计算的任务
➢ 设计计算：根据计算流量（Q）和允许压力损失 （△P）计算管径（D），进而决定管网投资与金属 消耗量等
➢校核计算：对已有管道进行流量（Q）和压力损失 （△P）的验算，已充分发挥管道的输气能力，或决 定是否需要对原有管道进行改造
➢意义：关系到输配系统经济性和可靠性，是城镇 燃气规划与设计中的一项重要工作
• 转输流量：流经燃气管段，并转送给后续管段的流量 Q2称为转输流量
燃气供应
第6章 燃气管网水力计算
第一节 燃气管网设计计算
（一）燃气分配管网的供气方式
➢ 管段沿途不输出燃气，这种管段的燃气流量是不变的 Q1 ＝ 0, Q2 ≠0
➢ 由管段始端进入的燃气在途中全部供给各个用户 Q1 ≠ 0, Q2 ＝ 0
Z 压缩因子， 当燃气压力小于1.2MPa
（表压）时，取Z =1；
d 管道直径，mm
L 燃气管道的计算长度，km
燃气管道摩擦阻力系数
燃气密度，kg/m3
T 设计中所采用的燃气温度，K
T0 标准状态气体绝对温度，273.15K
燃气供应
第6章 燃气管网水力计算
第一节 燃气管网设计计算
8）由管段的压力降推算管网节点的压力：
节点压力需满足要求，管道压力降过小而不经济时，需调整管
径，重复6）、7）两步计算
燃气供应
第6章 燃气管网水力计算
第二节 室内燃气管道的设计计算
一、室内燃气管道及燃具的布置
(一)燃气用户引入管 (二)室内燃气管道 (三)燃气计量表的布置 (四)燃具的布置
燃气供应
Q1 - 途泄流量，m3 /h Q2 - 转输流量，m3 /h
燃气工程-第6章燃气管网水力计算
环状管网的计算步骤
5)根据管网允许压力降和供气点至零点的管 道计算长度(局部阻力通常取沿程损失的 5%-10%)，求得单位长度允许压力降，根 据流量和单位长度允许压力降查附图即可 选择管径。
(一)燃气分配管网供气方式
(3)最常见的分配管段供气情况。
(二)燃气分配管段途泄流量的确定
▪ 在城镇燃气管网计算中可以认为，途泄流 量是沿管段均匀输出的。管段单位长度途 泄流量为：
管段途泄流量计算
计算管段途泄流量
▪ 1-2管段
▪ 1-6管段
(三)燃气分配管段计算流量确定
▪ 管段上既有途泄流量又有转输流量的变负 荷管段，其计算流量可按下式求得：
Q 2 -30 .5 5 1 8 05 0 1 4 9
Q 1 -4 0 .5 5 3 9 5 2 8 4 5 0 2
Q 4-30 .559050100
(4)求计算流量
▪ 对于Ⅱ环：
Q 1 -6 0 .5 5 2 9 4 4 9 8 6 6 0
Q 6-50.55216083
Q 4-50.55144079
(1)环状管网的计算特点 (2)环状管网的计算步骤
(1)环状管网的计算特点
(2)环状管网的计算步骤
1)绘制管网平面示意图，管网布置应使管道 负荷较为均匀。然后对节点、环网、管段 进行编号，标明管道长度、燃气负荷、气 源或调用站位置等。
2)计算各管段的途泄流量。
环状管网的计算步骤
3)按气流沿着最短路径从供气点流向零点(零 点是指各环中燃气沿顺时针流动与逆时针 流动的交汇点，此点为各环压力的最低点) 的原则，拟定环状管网燃气流动方向。但 在同一环内，必须有两个相反的流向。
04-城市燃气-燃气管网的水力计算
n1
PQ, L Pi (Qi , li ) i 1
为进行变负荷管段的水力计算， 可以找出一个假想不变的流量 Q ， 使它产生的管段压力降与实际压 力降相等。这个不变流量 Q 称为 变负荷管段的计算流量
P PQ PQ1 Q2
Q Q1 Q2
推导过程
n
n 1 1.75 x (1 2 n)
n
0.66(12
22
n2
)
x
2
n
1 2 n n(n 1) 2
12 22 n2 n(n 1)(2n 1) 6
n 1 1.75 x n(n 1)
4、绘制图表时,标况下天然气粘度 15106 m2/s;
5、绘制图表时,标况下人工燃气粘度 25106 m2/s;
6、对于低压管道,纵坐标为P/L (Pa/m);
7 、对于高、中压管道,纵坐标为 P12 P22 [ ( k P a )2 / m ] ; L
8、绘制图表时，取钢管绝对粗糙度 0.0002 m;
二、《城镇燃气设计规范》推荐的燃气管道计算常用到 的摩阻系数和摩阻计算公式
（一）低压燃气管道
1、层流状态（Re<2100）
64
λ Re
ΔP L
1 . 1 31 01 0
Q D
0 4
υ
T ρ 0 T0
2、临界状态（2100<Re<3500）扎依琴柯
λ
0 . 0 3
Re 2100 6 5 R e 1 05
ρ
0
T T0
（2）铸铁管
λ
0 . 1 0 2 2 3 6 (1 D
燃气基础知识 第六章 燃气管网水力计算
家用燃气表及灶具安装规定及要求
1）燃气用户应单独设置燃气表；燃气表应根据燃气的工作 压力、温度、流量和允许的压力降等条件选择； 2）燃气表宜安装在不燃或难燃结构的室内通风良好和便于 查表、检修的地方； 3）严禁安装在下列场所：卧室、卫生间及更衣室内；设备 的管道井内，或有可能滞留泄漏燃气的隐蔽场所；环境温度 高于45℃的地方；经常潮湿的地方，堆放易燃易爆、易腐蚀 或有放射性物质等危险的地方；有变、配电等电气设备的地 方；有明显振动影响的地方；高层建筑中的避难层及安全疏 散楼梯间内。 4）使用人工煤气和天然气时，燃气表的环境温度应高于0℃； 使用液化石油气时，应高于其露点5℃以上；高位安装燃气 表，表底距地面不宜小于1.4m；低位安装时，表底距地面不 得小于10cm。
式中 Q—计算流量，m3/h Q1—途泄流量，m3/h； Q2—转输流量，m3/h；
节点流量
节点流量等于流入节点所有管段途泄流量 的0.55Q1、流出节点所有管段途泄流量的 0.45Q1以及与该节点的集中流量三者之和
节点1
q1 0.55Q1 61 0.45Q1 12
节点2
q2 0.55Q1 12 0.55Q1 52 0.45Q1 23
（1）补偿高层建筑的沉降。 （2）克服高程差引起的附加压头的影响：增加阻力；高低层系 统分设；用户调压器；专用灶具。 （3）补偿温差产生的变形。
户内燃气管道水力计算
户内燃气管道水力计算1）计算方法：户内燃气管道压力降ΔP = 管段压力降 + 燃气表压力降 — 附加压力管段压力降 = 沿程压力降 + 局部阻力2）管段压力降计算➢ 方法一：计算局部阻力损失法当燃气流经三通、弯头、变径管、阀门等管道附件时，由于几何边界的急剧改变，燃气流线的变化，必然产生额外的压力损失，称之为局部阻力损失。
在进行城市燃气管网水力计算时，管网的局部阻力损失一般不逐项计算，可按燃气管道摩擦阻力损失的5%-10%进行估算。
对于街坊内庭院管道和室内管道，由于管道附件较多，压力损失主要消耗在局部阻力损失，常需要按下式逐一计算。
△P j ＝∑ξ22W ρ0式中 △P j ——局部阻力的压力损失（Pa ）；∑ξ——计算管段中局部阻力系数的总和（局部阻力系数可查得）； W ——管段中燃气流速（m/s ）； ρ0——燃气的容重（kg/Nm 3）。
管段压力降△P ＝△P l +△P j （△P l —沿程压力降） ➢ 方法二：当量长度计算法局部阻力损失一般用当量长度来计算，各种管件折成相同管径管段的当量长度L 2。
则管段的计算长度L 等于管段实际长度L 1与局部阻力系数的当量长度L 2之和。
局部阻力系数对应的当量长度可根据下式计算：L 2=λξd ∑⋅式中 d——管道内径（m ）；λ——燃气管道的摩擦阻力系数，计算公式同公式3、4、5、6； 计算长度L=L 1+ L 2，单位长度摩擦阻力损失同公式2。
3）附加压力计算由于燃气与空气的密度不同，当管段始末端存在标高差值时，在燃气管道中将产生附加压头。
因此，计算室内燃气管道及地面标高变化相当大的室外或厂区的低压燃气管道时，应考虑因高程差而引起的燃气附加压力。
燃气的附加压力可按下式计算：附P ∆=g （ρk -ρm ）·△H =9.81×（1.293-0.75）×△H 式中 附P ∆ —沿燃气流动方向管段终端及始端的标高差，计算时注意正负号（Pa ）；ρk — 空气的密度（kg/m 3），一般取1.293；ρm — 燃气的密度（kg/m 3），为方便计算，这里统一取0.75； △H — 燃气管道终、起点的高程差(m)。
燃气输配-05第五章-燃气管网的水力计算
（a）只有转输流量的管段；（b）只有途泄流量的管段； （c）有途泄流量和转输流量的管段
二、变流量低压分配管段计算流量的 确定
1.途泄流量Q1的确定
2.变负荷管段的计算流量的确定
1.途泄流量Q1的确定 几点假设：
（1）途泄流量Q1沿管段均匀输出；
（2）途泄流量只包括大量的居民用户和 小型公共建筑用户。若该管段上连有负荷 较大的用户，应当作集中负荷进行计算；
故变流量分配管段计算流量的公式为：
Q=0.55Q1+Q2
§5-4 管网水力计算 环状管网与枝状管网的主要区别 环状管网水力计算的特点 环状管网水力计算步骤
举例
环状管网与枝状管网的主要区别
1.环状管网由一些管道封闭成环，可同时由 一条或几条管道给某管段输送燃气，而枝 状管段只能由一条管道供气。
2.燃气管道成环连接，是为了保证管网工作 的可靠性，转输流量的分配也必须考虑到 管网工作的最大可靠性。
2.各管段的计算流量
（1）在管网的计算简图上将各管段依次编号， 在距供气点（调压室）最远处，假定零点的位置 （1、3、7和9），同时决定气流的方向；
（2）计算各管段的途泄流量；
（3）计算各管段的转输流量，计算由零点开始 ，与气流相反方向推算到供气点。当集中负荷由 两侧管段供气时，转输流量以各分担一半左右为 宜。
9.将室内燃气管道的总压力降与允许的压力降进 行比较，如不合适，则可调整个别管段的管径。
§5-3 燃气分配管道计算流量
一、燃气分配管道的分类 二、变流量低压分配管段计算 流量的确定
一、燃气分配管道的分类
途泄流量Q1
由管段始端输入的流
量为QN；沿程输出的 流量
转输流量Q2
流经管段，由始端送 至末端，始终恒定不 变的流量
专业学习【油气储运工程】燃气输配燃气输配第六章
决定燃气流动状态的参数：
压力P 密度ρ
流速
温度 四者是随时间τ、离起点的距离x而变的函数
在多数情况下，管道内燃气的流动可认为是等温的， 其温度等于埋管周围土壤的温度。因此，决定燃气 流动状态的参数为：
第六章 城市燃气管网的水力计算
燃气管网水力计算的任务： 1．根据燃气的计算流量和允许的压力损失计算管道直 径，以确定管道投资和金属消耗。 2．对已有管道进行流量和压力损失的验算，以充分发 挥管道的输气能力，或决定是否需要对原有管道进行 改造。
因此，正确地进行水力计算，是关系到输配系统经济性和可 靠性的问题，是城市燃气规划与设计中的重要环节。
第六章 城市燃气管网的水力计算
管内燃气流动基本方程式 城市燃气管道水力计算公式和计算图表 内 燃气分配管道计算流量的确定
容
枝状管网的水力计算 环状管网的水力计算 室内燃气管道的水力计算
第一节 管内燃气流动基本方程式
不稳定流动方程式 稳定流动方程式 燃气管道的摩擦阻力系数
一、不稳定流动方程式
不稳定流动：运动参数均沿管长随时间变化，它们是 距离和时间的函数。
稳定流动燃气管道的水力公式 ：
P12
P22
1.62 Q02
d5
0 P0
T T0
Z Z0
L
假设条件：稳定流；等温过程； 适用于高压与低压燃气管道基本公式 。
对于低压燃气管道，可以做进一步的简化：
P12 P22 P1 P2 P1 P2 2Pm P1 P2
Pm=(P1 +P2)/2≈P0； 所以低压管道的基本计算公式表达为下列形式 ：
庭院燃气管道水力计算
庭院燃气管道水力计算1）低压燃气管道的基本计算公式（单位长度的摩擦阻力损失） 低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失应按下式计算:L ∆P ＝6.26×107λ52dQ ρ0T T （公式2）式中 △P——燃气管道摩擦阻力损失（Pa ）；λ——燃气管道摩擦阻力系数；计算方法如下公式3-公式6计算。
L——燃气管道的计算长度（m ）； Q——燃气管道的计算流量（m 3/h ）； d——管道内径（mm ）； ρ——燃气的密度（kg/m 3）；T ——设计中所采用的燃气温度（K ）, 本设计中取燃气温度为15℃； T 0——273.15（K ）；不同流态下, 摩擦阻力系数λ值不同, 计算公式如下:层流状态（Re<2100）: （公式3） 临界状态（Re=2100~3500）: （公式4）紊流状态（Re>3500）: 钢管 （公式5）铸铁管284.0Q d 5158d 1102236.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=v λ （公式6）式中 λ——燃气管道摩擦阻力系数；Re ——雷诺数, , d 为管道内径（m ）, 为管道断面的平均流速（m/s ）, d——管道内径（mm ）；Q——燃气管道的计算流量（m 3/h ）；v ——燃气的运动粘度（m 2/s ）；△——管壁内表面的当量绝对粗糙度, 对钢管: 输送天然气和气态液化石油气时取0.1；输送人工煤气时取0.15。
对于庭院燃气管道, 燃气在管道中的运动状态绝大多数在紊流过渡区, 因此一般取, 相应的单位长度的摩擦阻力损失计算公式为：L ∆P＝6.9×10625.0Q d 2.192d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆v 52d Q ρ0T T（公式7） 2）低压燃气管网压降及压降分配（1）城镇低压燃气管道从调压柜到最远端燃具的管道允许阻力损失城市燃气管网与用户的连接有两种方法: 一、通过用户调压器与燃具连接, 这样管网中压力的波动不影响用户处的压力, 燃器具就能在相对恒定压力下工作；二、用户直接与低压管网相接, 这样, 随着管网中流量的变化和压力的波动, 燃具前的压力也随之变化。
燃气管网的水力计算
第四章 燃气管网的水力计算燃气管网水力计算的任务是根据燃气的计算流量和允许的压力降来确定管径；在有些情况下，已知管径和压力降，求管道的通过能力。
总之，通过水力计算，来确定管道的投资和金属耗量，及保证管网工作的可靠性。
第一节 水力计算的基本公式一、摩擦阻力 1.基本公式在通常情况下的一小段时间内，燃气管道中的燃气流动可视为稳定流。
将摩擦阻力公式、连续性方程和气体状态方程组成方程组：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===-RTZ P const wA w d dx dP ρρρλ22（4-1） 为了对摩擦阻力公式进行积分，由连续性方程得：00Q wA ρρ=由气体状态方程得：000Z PT TZP =ρρ 代入摩擦阻力公式，在管径不变的管段中24d A π=，整理得：dx Z T TZP dQ PdP 000052028ρλπ=- （4-2）假设燃气在管道中是等温流动，则λ和T 均为常数，考虑管道压力变化不太大，Z 也可视为常数。
通过积分，得高、中压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失为：0000520222162.1Z T TZP dQ L P P ρλ=- 4-3） 式中 P 1——燃气管道始端的绝对压力（Pa ）；P 2——燃气管道末端的绝对压力（Pa ）； P 0——标准大气压，P 0=101325Pa ； λ——燃气管道的摩擦阻力系数；Q 0——燃气管道的计算流量（Nm 3/s ） d ——管道内径（m ）；ρ0——标准状态下的燃气密度（kg/Nm 3）；T 0——标准状态下的绝对温度（273.15K ）； T ——燃气的绝对温度（K ）；Z 0——标准状态下的气体压缩因子； Z ——气体压缩因子；L ——燃气管道的计算长度（m ）对低压燃气管道，()()m P P P P P P P P 221212221⋅∆=+-=-式中 ()221P P P m +=为管道1、2断面压力的算术平均值，对低压管道，0P P m ≈，代入式（4-3），得低压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失为：00052081.0Z T TZdQ L P ρλ=∆ （4-4） 若采用工程中常用单位，则高、中压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失为：005201022211027.1T TZ dQ L P P ρλ⨯=- （4-5） 式中 Z ——气体压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa （表压）时，Z 取1。
低压燃气管道水力计算
3.计算λ 管内径 d mm 100 流速 雷诺数 阻力系数 υ Re λ m/s 7.07714 ####### 0.0241
2.1E-05
4.结果 单位长 阻力损失 出口压力 度阻力 P2 Δ P/l ΔP Pa/m Pa Pa 4.67 467 4533
低压燃气管道水力计算
1.计算公式：
d ×υ π ×d 2 Q = ×υ R e = ν 4 2 ΔP Q T = 6.26 × 7 λ 5 ρ 10 l T0 d
K ห้องสมุดไป่ตู้ 2.51 2 lg 3.7d Re
式中： Q--燃气管道的计算流量(m3/h) d--管道内径(mm) υ--管道计算流速(m/s) ν --0℃和101.325kPa时燃气的运动粘度(m2/s) Re--雷诺数 λ --燃气管道的摩擦阻力系数 Δ P--燃气管道摩擦阻力损失(Pa) ρ --燃气的密度(kg/m3) l--燃气管道的计算长度(m) T--设计采用的燃气温度(K) T0--273.15(K) K--管道内表面当量绝对粗糙度，对钢管输送天然气和气态液化石油气时取0.1mm 输送人工煤气时取0.15mm；对PE管0.01mm. 2.原始数据： 流量 密度 运动粘度 管外径 管壁厚 起点压力 计算长度 采用温度 基准温度 粗糙度 P1 T0 Q ρ ν D δ l T K 3 3 2 mm mm Pa m K K mm m /h kg/m m /s 200 0.76 ####### 108 4 5000 100 278.15 273.15 0.1
燃气管网水力计算讲义
一、低压燃气管道水力计算公式
层流区(Re<2100)：
LP1.131010Q d040TT0
临界区(Re=2100~3500)
紊流区(Re>3500)
L P 1 .8 8 16 0 1 1 2..8 0 1 Q 3 Q 0 0 7 1 1 15 4d d 0 0 Q d 0 5 2 0T T 0
＝0.00017m
3、取钢管的当量绝对粗糙度： 0＝0.5Kg/Nm3
例 题 1：
已知：人工燃气的密度 ，＝ 251－ 0运6m 动2/粘s度：
p6 l
.26 1
0 7
L2 0 d5
T
T0
15℃时燃气流经l=100m长
的低压燃气钢管，当流量Q0＝10Nm3/h时，管段压力
降为4Pa，求该管道管径。
图：燃气97 6－4、5
计算图表的绘制条件：
1、燃气密度按 lp(lp)计01算，使用时不同的燃气密度 要进行修正。
低压管道：
p12p22 l
(p12l p22)01
高中压管：
人工燃气： 天然气：
钢管、塑料管：
L P6.8 9 160 d19 .2Q d 2 0 0.25 Q d0 5 20T T 0
铸铁管：
L P6.3 9 160 d 151Q d5 0 08 .28Q d4 0 5 2
T 0T 0
二、高中压燃气管道水力计算公式
钢管、塑料管：
P 1 2 LP 2 21.4 16 0 d1.9 2Q d2 0 0.25 Q d0 5 2 0T T 0
铸铁管：
P 1 2 LP 2 21.3 16 0d 151Q d0 5 0.2 88Q d 4 0 5 2 0T T 0
城镇燃气管网水力计算
第二节 燃气管道计算压力降及其分配
பைடு நூலகம்
一、低压管网计算压力降的确定
用气概况
供配气量
2. 增大燃具的压力波动范围，可增大管网的计算压力降。
5 5
第二节 燃气管道计算压力降及其分配
二、高压、次高压、中压管网计算压力降的确定
高压、次高压管网：
始端压力：取决于上游管道的供气压力； 末端压力：取决于下游调压站的用最气低概进况口压力与安全附加值之供和配。气量
计算 公式
一、低压燃气管道摩阻损失：4-1
二、高压、次高压和中压燃气管道摩阻损失： 4-7、4-8
三、燃气管道水力计算图表：查表求压降
四、燃气管道的局部阻力：4-16
第二节 燃气管道计算压力降及其分配
燃气管道计算压力降 ❖ 在单位时间最大用气量发生时管网始、末两端的压力降。 管网始端压力：即设计压力，用气应概在况所需压力级制的供压配力气范量 围内 经技术、经济分析比较后确定 管网末端压力：取决于调压器最低进口压力或用户所需压力。
中压管网：
始端压力：取决于上游管道供气压力或上游管道调压站出口压力； 末端压力：取决于由中-低压调压站最低进口压力或用户中压燃烧器 所需压力确定。
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7
城镇燃气管网水力计算
1 燃气管道使用水力计算公式
CONTENTS
2 燃气管道计算压力降及其分配
课前思考与问答
1. 燃气管径如何确定？ 2. 燃气为有压输送，输送过程中是否有压降，压降发生在 哪些地方？ 3. 各级管道（高、次高、中、低压管道）始端压力、末端 压力如何确定？
第一节 燃气管道实用水力计算公式
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低压燃气管道水力计算
公式
-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
燃气管道输送水力计算
一、适用公式
燃气的管道输配起点压力为10KPa，按《城镇燃气设计规范》，应纳入中压燃气管道的范围。
但本设计认为，虽然成套设备的输出压力为10KPa，出站后，压力即降至10KPa以下。
整个管网系统都在10KPa以下的压力状态下工作，因此，在混空轻烃管道燃气输配过程的水力计算，应采取低压水力计算公式为宜。
二、低压燃气管道水力计算公式：
1、层流状态 R e≤2100
λ＝64/R e R e＝dv/γ
ΔP/L＝×1010（Q0/d4）γρ0（T/T0）
2、临界状态 R e＝2100~3500
λ＝＋（R e－2100）/（65 R e－1×105）
ΔP/L＝×106［1＋（ Q0－7×104dγ）/（－1×105dγ）］
（Q02/d5）ρ0（T/T0）
3、紊流状态 R e≥3500
1）钢管λ＝［（Δ/d）＋（68/ R e）］
ΔP/L＝×106［（Δ/d）＋（dγ/ Q0）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）
2）铸铁管λ＝［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］
ΔP/L＝×106［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］（Q02/d5）ρ0（T/T0）注：ΔP——燃气管道的沿程压力降（Pa） L——管道计算长度（m）λ——燃气管道的摩阻系数 Q0——燃气流量（Nm3/h）
d——管道内径（mm）ρ0——燃气密度（kg/Nm3）γ——0℃和时的燃气运动粘度（m2/s）
Δ——管壁内表面的绝对当量粗糙度（mm） R e——雷诺数
T——燃气绝对温度（K） T0——273K
v——管内燃气流动的平均速度（m/s）
（摘自姜正侯教授主编的《燃气工程技术手册》——同济大学出版社1993版P551）
二、燃气的输配工况条件
起点压力——10KPa 最大流速——10m/s
燃气密度——Nm3（20℃和浓度20%时）
纯轻烃燃气运动粘度——×10－6m2/s（0℃和时）
燃气运动粘度——×10－6m2/s（0℃和时）
三、钢管阻力降的计算与查表结果
注：1、——*因计算数据与实际数据误差过大，已无计算、列表的必要。
2、查表数据根据袁国汀主编的《建筑燃气设计手册》——中国建筑工业出版社1999年版P194 表5-2经修正后得出。
四、单管输送的实测情况
安徽省界首燃气站的工况条件是：通径100mm的钢管200m、流量
110m3/h、气温10℃。
用2m的U型计实测压力降为320Pa。
按层流状态计算公式，计算压降为m，全程压降为。
按查表数据，低压天然气管道的压力降查表为m，全程压降为1344Pa。
在安徽界首现场的实测数据与层流状态的计算数据和查表所得数据都不相符。
据临界状态数据差距更大。
由此可见，管道里流动的气体不是单一的层流状态，而是在层流与过渡之间的某一状态。
由手册查得，甲烷的运动粘度为×10－6m2/s，燃气的运动粘度为×10－
6m2/s，在压力降计算公式里运动粘度与压力降成正比，因此燃气的压力降比低压天然气低25%。
这是燃气压力降较小的原因之一。
如将燃气与人工煤气作比较，人工煤气中的氢气占40%左右，纯氢气的运动粘度为93×10－6m2/s，人工煤气的运动粘度为×10－6m2/s，由此可见，人工煤气管道输送的压力降是燃气的4倍多。
五、城市燃气管网的压力分配——1级压力级制的设计方案
1、城市燃气站的出口压力：10KPa；
2、城市燃气站至城市主管网连接点最大流量时的压力降（压力损失）设定为；
3、城市主管网最远点、最大流量时的压力降（压力损失）设定为4KPa；
4、城市主管网至庭院管连接点最大流量时的压力降（压力损失）为1KPa；
5、庭院管、户外管、楼栋管的压力降（压力损失）为1KPa.
——要求进户时的最低压力为。
以上为一级压力级制的设计方案，即采取进户调压、将燃气计量表与调压阀联为一体的设计方案。
用户燃具的额定压力为2KPa，当进户压力为10KPa 时，调压阀出口压力为；当进户压力为时，调压阀出口压力为。
调压阀与燃气
计量表的最小流量设计为3Nm3/h。
这样的进户流量及压力设计方案能满足居民家用燃灶、家用燃气热水器的燃用。
六、20000户规模城市燃气管网的案例模拟设计
某城市面积3×3平方公里，人口8万人，按2万户供气规模进行模拟设计。
（管道输送压力降按查表所得数据的25%进行计算，这与界首的实测数据相近）
1、城市燃气站出口压力为10KPa；
2、城市燃气站至城市燃气管网连接点的铺管长度为800m，铺管通径为
400mm，最大流量时的压力降为；
3、城市主管网最远点的单管铺管长度为4km，铺管通径为300mm，按环流管网双管供气计算，最大流量时的压力降为；
4、城市主管网至小区的铺管长度为400m，铺管通径为200mm，最大流量时的压力降为；
5、庭院管、户外管、楼栋管的压力降总计为1KPa：
——进户时的最低压力为。
可满足1级压力级制设计方案最低压力的要求。
——以上为全程全流量计算的压降结果，城市管网实际输配过程流量在沿途各节点已逐步分流。
由于计算公式里压降是与流量成正比的，因此实际输配过程的压降远小于这个计算结果。