输气管道计算
气体管道管径计算公式
气体管道管径计算公式气体管道是工业生产中常见的输送介质的管道，其管径的计算是设计和施工过程中非常重要的一部分。
正确的管径计算可以保证气体在管道中的流动效率，避免能源浪费和安全隐患。
在进行气体管道的设计时，需要根据具体的工程要求和气体输送的特性来确定合适的管径。
下面将介绍气体管道管径计算的公式和方法。
首先，气体管道的管径计算需要考虑到气体的流量、压力损失、管道材质和输送距离等因素。
一般来说，常用的气体管道管径计算公式包括以下几种：1. 根据流量计算管径：根据气体的设计流量和流速来确定管道的直径。
常用的计算公式为Q=VA，其中Q为气体的流量，V 为气体的流速，A为管道的横截面积。
通过这个公式可以计算出理论上的最佳管径大小。
2. 根据压力损失计算管径：在确定了气体的设计流量和压力损失限制后，可以通过压力损失计算公式来反推出合适的管径大小。
一般来说，压力损失与管道长度、流速、管径等因素有关，可以使用Darcy-Weisbach方程或者其他压力损失计算公式来进行计算。
3. 根据经验值计算管径：在实际工程中，可以根据相关的经验值来确定合适的管径大小。
例如，对于一些常见的气体输送工程，可以根据以往的设计经验来确定合适的管径范围，然后再结合具体情况进行调整。
除了以上几种计算方法外，还需要考虑到气体输送过程中可能出现的其他因素，例如气体的密度变化、温度变化、管道材质对流速的影响等。
在进行管径计算时，需要综合考虑这些因素，并且根据具体情况进行调整和修正。
在实际工程中，通常会结合以上几种方法来进行气体管道的管径计算。
首先可以根据气体的设计流量和压力损失限制来初步确定合适的管径范围，然后再根据具体情况进行调整和修正。
同时，还需要考虑到工程预算、施工难度、管道材质选择等因素，综合进行综合考虑。
总之，气体管道的管径计算是一个复杂而又重要的工作。
在进行设计时，需要充分考虑到气体输送的各种因素，并且结合实际情况进行综合分析和调整。
输气管道工艺计算
输气管道工艺计算输气管道工艺计算是为了确定输气管道在运输气体过程中的流量、压力损失、速度和温度等参数，以保证管道运行安全和经济。
在进行输气管道工艺计算前，需要先了解管道的基本参数和条件，如管道直径、长度、流体介质、入口压力和温度等。
输气管道的工艺计算主要包括以下几个方面：1. 流量计算：根据输气量和管道直径等参数，确定气体在管道中的流量。
常用的流量计算公式有经验公式、物理模型和数值模拟等。
根据计算结果，可以选择合适的管道直径以满足输气要求，并确保气体在管道中的流速合理。
2. 压力损失计算：输气管道在运输过程中会产生一定的压力损失，主要包括管阻力、摩擦阻力和局部阻力等。
通过压力损失计算，可以确定管道每段长度上的压力损失，并根据需要进行管道增压或减压处理。
3. 速度计算：速度是指气体在管道中运动的速率，通过速度计算可以确定气体在管道中的流速是否合适。
过大的流速会导致能量损失和管道冲刷，过小的流速则会影响输气效率。
一般来说，气体在输气管道中的速度不宜超过一定的限制值，可以根据速度计算结果进行相应的调整。
4. 温度计算：气体输送过程中的温度变化也是需要考虑的因素之一。
通过温度计算，可以确定气体在管道中的初始温度和末端温度，以及温度梯度和温度变化率。
温度计算结果有助于确定气体输送过程中的热损失和冷却需求，以便选择合适的绝热措施。
总之，输气管道工艺计算是一个综合性的工作，需要考虑多个参数和因素的综合影响。
通过合理的计算和分析，可以确保管道的输气过程安全、高效和经济。
输气管道工艺计算是输气工程领域中非常重要的一步，它关系到输气管道的安全性、经济性和运行效率。
在进行输气管道工艺计算之前，需要获取一系列的输入参数，如输气量、管道直径、管道长度、管道材质、气体性质、入口压力和入口温度等。
这些参数的准确性和完整性对于工艺计算结果的准确性和可靠性至关重要。
首先，对于输气管道的流量计算，可以根据流量计算公式来进行。
这些公式包括经验公式、物理模型和数值模拟等。
输气管道工艺计算
输气管道工艺计算A.0.1 当输气管道沿线的相对高差△h≤200m且不考虑高差影响时，气体的流量应按下式计算：式中：q v——气体(P0＝0.101325MPa，T＝293K)的流量(m3／d)；E——输气管道的效率系数(当管道公称直径为300mm～800mm时，E为0.8～0.9；当管道公称直径大于800mm时，E为0.91～0.94)；d——输气管内直径(cm)；P1、P2——输气管道计算管段起点和终点的压力(绝)(MPa)；Z——气体的压缩因子；T——气体的平均温度(K)；L——输气管道计算段的长度(km)；△——气体的相对密度。
A.0.2 当考虑输气管道沿线的相对高差影响时，气体的流量应按下式计算：式中：α——系数(m-1)，，R a为空气和气体常数，在标准状况下，R a＝287.1m2／(s2·K)；△h——输气管道计算管段的终点对计算段的起点的标高差(m)；n——输气管道沿线计算管段数，计算管段是沿输气管道走向从起点开始，当相对高差≤200m时划作一个计算管段；h i、h i-1——各计算管段终点和对该段起点的标高差(m)；L i——各计算管段长度(km)。
附录B 受约束的埋地直管段轴向应力计算和当量应力校核B.0.1 由内压和温度引起的轴向应力应按下列公式计算：式中：σL——管道的轴向应力，拉应力为正，压应力为负(MPa)；μ——泊桑比，取0.3；σh——由内压产生的管道环向应力(MPa)；E——钢材的弹性模量(MPa)；α——钢材的线膨胀系数(℃-1)；t1——管道下沟回填时的温度(℃)；t2——管道的工作温度(℃)；P——管道设计内压力(MPa)；d——管子内径(mm)；δn——管子公称壁厚(mm)。
B.0.2 受约束热胀直管段，应按最大剪应力强度理论计算当量应力，并应满足下式要求：式中：σe——当量应力(MPa)；σs——管材标准规定的最小屈服强度(MPa)。
附录C 受内压和温差共同作用下的弯头组合应力计算C.0.1 当弯头所受的环向应力σh小于许用应力[σ]时，组合应力以σe应按下列公式计算：式中：σe——由内压和温差共同作用下的弯头组合应力(MPa)；σh——由内压产生的环向应力(MPa)；σhmax——由热胀弯矩产生的最大环向应力(MPa)；σb——材料的强度极限(MPa)；P——设计内压力(MPa)；d——弯头内径(m)；δb——弯头的壁厚(m)；[σ]——材料的许用应力(MPa)；F——设计系数，应按本规范表4.2.3和表4.2.4选取；φ——焊缝系数，当选用符合本规范第5.2.2条规定的钢管时，φ值取1.0；t——温度折减系数，温度低于120℃时，t取1.0；σs——材料标准规定的最小屈服强度(MPa)；βq——环向应力增强系数；σo——热胀弯矩产生的环向应力(MPa)；r——弯头截面平均半径(m)；R——弯头曲率半径(m)；λ——弯头参数；M——弯头的热胀弯矩(MN·m)；I b——弯头截面的惯性矩(m4)。
输气管道工艺计算
输气管道工艺计算输气管道的布置是指对管道的走向、沿线设计、标高等进行合理的安排，以满足输气管道的运行和施工要求。
在进行输气管道的布置计算时，需要考虑以下几个方面：1.管道走向设计。
根据输气管道所经过的地形、地貌、建筑物等因素，确定管道的走向，以最短的距离和最低的建设成本连接输气站和用户。
2.沿线设计。
确定管道沿线各个节点的位置和数量，以保证管道的均匀分布和连续运行。
3.标高设计。
根据地形起伏和管道的运行要求，确定管道的标高，以保证管道在水平和垂直方向上的稳定运行。
4.交叉设计。
在设计管道的布置时，需要考虑与其他管道、道路、河流等的交叉，确定合适的交叉方式和位置，以确保施工和运行的安全和顺畅。
土建工程是指对输气管道的基础、支架、绝热、防护等土建工程进行计算和设计，以保证输气管道的安全和稳定运行。
在进行土建工程的计算时，需要考虑以下几个方面：1.基础设计。
根据土壤的承载力、地质情况等因素，确定合适的基础形式和尺寸，以确保输气管道的稳定性。
2.支架设计。
根据管道的直径、材料和重量，确定合适的支架形式和间距，以保证管道在运行和施工过程中的稳定性。
3.绝热设计。
根据管道的运行温度和环境温度，选择合适的绝热材料和绝热层厚度，以减少能量损失和保持管道的温度稳定。
4.防护设计。
对于在地下或水下敷设的管道，需要进行防腐蚀、防冲刷等设计，以保护管道免受外界环境的损害。
在进行输气管道工艺计算时，通常采用数学模型和计算软件来进行计算和分析。
根据输气管道的实际情况，输入相关的参数，软件可以自动生成管道的布置和土建工程设计，并进行相关的计算和分析。
总之，输气管道工艺计算是保证管道安全运行和施工的重要环节。
通过合理的布置设计和土建工程计算，可以减少工程成本和风险，提高管道的运行效率和可靠性。
中冶天然气专供长输管道强度计算
中冶陕西轧辊有限责任公司天然气专供高压输气管道强度计算和应力验算1.1输气管道设计管径计算：流量Q=11416Nm/h管道当量绝对粗糙度K=0.2燃气密度：0.764Kg/m3经计算：管径---DN200终点流速---2.58m/s1.2管道强度计算1.2.1燃气管道S理论壁厚计算：δ=PD/2δsφFt ( 1-1)δ---管道计算壁厚（mm）：P---设计压力4.0（Mpa）D---管道外径（mm）：δs---钢管的最小屈服强度（Mpa）φ---焊缝系数（无缝钢管φ=1）t---温度折减系数，当温度小于120℃钢管，t=1.0δ=PD/2δsφFt=4.0×219/2×360×1×0.6×1.0=2.03 1.2.2燃气管道设计壁厚和名义壁厚：燃气管道设计壁厚：δs=δ+CC= C1+C2δS---管道设计壁厚（mm）：C---管道壁厚附加量（mm）：C1---管道壁厚付偏差附加量，包括加工、开槽和罗纹深度及材料厚度付偏差（mm）：C1=A tδ,该工程C1取0.8C2---管道壁厚腐蚀附加量（mm）：该工程C2取0.2δ---管道计算壁厚（mm）：管道名义壁厚δn(取用壁厚)应不小于管道的设计壁厚δS。
该工程燃气管道设计壁厚：δs=δ+C=2.03+0.8+0.2=3.03该工程燃气管道名义壁厚：δn=8该工程管道采用φ219×8无缝钢管，材质为L360GB/T9711.2。
1.3管道应力验算1.3.1 概述燃气管道的应力，主要是由于管道承受内压力和外部载荷以及热膨胀等多种因素引起的，管道在这些载荷作用下的应力状态是复杂的。
管道应力验算的任务是：验算管道在内压、持续外载作用下的一次应力和热胀冷缩及其位移受约束产生的热胀二次应力，以判明所计算的管道是否安全、经济、合理。
1.3.2 一次应力验算管道一次应力验算采用极限分析进行验算，钢管在工作状态下，由内产生的折算应力，不得大于钢管在设计温度下的许用应力，按下式验算：σzs≤［σ］t（1-2）［δ］t---钢管在设计温度t下的许用应力（Mpa）σzs---内压折算应力（Mpa）σzs=P［D0-（δn-C）］/2φ（δn-C）（1-3）P---设计压力（Mpa）D0---管道外径（mm）：δn---管道名义壁厚（mm）φ---焊接接头系数（无缝钢管φ=1）C---管道壁厚附加量（mm）：对于无缝钢管和在产品技术条件中提供有壁厚允许负偏差百分数值的焊接管，C按下式计算：C=δn A t/1+A t （1-4）A t---管道壁厚负偏差系数C、δn---同前C=δn A t/1+A t=8×0.2/1+0.2=1.333σzs=P［D0-（δn-C）］/2φ（δn-C）=4×［219-（8-1.333）］/2×1×（8-1.333）=63.70［σ］t：钢管在常温下的许用应力为360（Mpa）通过以上计算σzs≤［σ］t1.3.3 由于内压和温度引起的轴向应力按下式计算：σL =μσh+Ea(t1 –t2）（1-5）σh=Pd/2δn （1-6）σL-----管道的轴向应力拉应力为正，压应力为负（Mpa）μ----泊桑比，取0.3；σh-----由于内压产生的管道环向应力（Mpa）;P----管道设计内压力（Mpa）;d----管子内径（cm）;δn----管子公称壁厚（cm）E----钢材的弹性模量（Mpa）t1------管道下沟回填时温度℃t2------管道的工作温度℃σh=Pd/2δn=4.0×20.3/2×0.8=50.75（Mpa）σL =μσh+Ea(t1 –t2）=0.3×507.5+2.05×1.18×10-3×(30–20）=-3.68（Mpa）只考虑压应力1.3.4受约束热胀直管段，按最大剪应力强度理论计算应力，并应合下列表达式的要求：σe=σh–σL＜0.9σsσe----当量应力（Mpa）σs-----管子的最低屈服强度（Mpa）σe=σh–σL＜0.9σs=50.75-（-3.68）＜0.9×36054.43＜324通过以上计算，采用φ219×8无缝钢管，材质为L360钢GB/T9711.2,是符合要求的。
输气管道水力等计算公式(输气管道设计与管理)
潘汉德 注：该式适用于管径从168.3mm到610mm，雷诺数范围从 尔A式 14×106的天然气管道 潘汉德 注：该式适用于管径大于610mm的天然气管道 尔B式
λ= 0.008159
m /s 0.0000109 (Ns)/m2 0.44 16 m m3/s
2
三个公式可任选一个,其中二式用 三式用的是体积流量）
第一边界雷诺数 Re1= 第二边界雷诺数 Re2=
2174.974 3210493
前苏联取k=0.03mm，我国常取
输量不大、净化程度较差
雷诺数范围从5×10 到
6
的天然气管道
管壁的当量粗糙度
k=
0.00005 m
水力摩阻系数λ 水力摩阻系数λ的计算
1、光滑区 2、混合摩擦区 λ= 0.009146 λ= 0.012997 或 0.011836166
λ= 0.012368
威莫斯 注：此公式取k=0.mm，适用于管径小、输量不大 的矿区集气管网 公式
3、阻力平方区
λ= 0.009436
雷诺数
Re=
0
0
33307000﹤Re﹤Re1 Re﹥3000 流态为紊流 Re1﹤Re﹤Re2 Re﹥Re2 流态判断 光滑区 混合摩擦区 阻力平方区 阻力平方区 注：目前美国取k=0.02mm， 0.05mm 第一边界雷诺数 第二边界雷诺数
计算雷诺数
气体流速 气体密度 气体相对密度 v= ρ= △= 0.65 1.206 kg/m3 kg/s （含推导过程，三个公式可任选一个 的是质量流量，三式用的是体积流量 m/s kg/m3 气体运动粘度 气体动力粘度 管道内径 ν= = D=
空气密度（标况） ρa= 输气管道质量流量 M=
输气管道流量（标况） Q=
输气管径计算
一般常用管道输气能力计算公式
管道容积计算
V=AL=πD2L/4
其中：V:管道的体积，m3.
L:管道的长度，m
D:管道的内径，m
圆周长公式：C=πD或者C=2πR
圆面积公式：S=πR2或者S=πD2/4
C：圆周长，m
D：圆直径，m
R：圆半径，m
标准状态下天然气体积计算
根据理想气体状态方程式公式计算标准状态下天然气体积。
PnVn/Tn=P1V1/T1=常数（理想气体状态方程式）
其中：Pn：气体在标准状态下的压力Mpa
Vn：气体在标准状态下的体积Nm3
Tn：气体在标准状态下的温度K
P1：气体在工作状态下的压力Mpa
V1：气体在工作状态下的体积Nm3
T1：气体在工作状态下的温度K
一般输气管线的通过能力公式
管线吹扫所用天然气量的计算可按一般输气管线的通过能力公式计
算。
Q=5033.11D8/3[(P12-P22)/GTZL]1/2管线放空能力的近似计算公式：
Q=382.78D8/3[(P12-P22)/L]1/2
其中：Q：天然气的体积Nm3
D：输气管道内径cm
P1：输气管道起点压力Mpa
P2：输气管道终点压力Mpa
G：天然气的真实相对密度
T：天然气的绝对温度
Z：天然气的压缩因子
L：输气管道长度Km。
常用公式
一、输气常用计算公式1． 输气量计算用公式：当管段起终点得相对高差小于200米时[]51.053.2961.0222111522ZTLGP P EdQ -=当管段起终点得相对高差大于200米时()51.01)1(53.2112961.0222111522⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧∑=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆+-=-ni i i i L aL h h ZTLG h a P P Ed Q式中：Q ：气体流量（P 0=0.101325Mpa,T 0=293.15K ）,m 3/d ； d ：输气管内径，cm ；P 1,P 2：输气管计算段起点、终点的气体压力（绝），MPa ； Z ：气体的压缩系数；T ：气体的平均温度，非精确计算时可简化为加权平均值； L ：计算段长度，km ； G ：气体的相对密度；E ：输气管的效率系数，DN 为300～800时，E=0.8～0.9； a ：系数，a=0.0683(G/ZL)，m -1; Δh ：输气管段终点和起点的在日常运行管理过程中，针对鄯乌线当前实际（管线长度 L=301.625Km ；管径457×6mm ；），因此，此公式可简化为：Q输 = 7967538⎥⎦⎤⎢⎣⎡-TL PP 22210.51（Nm 3/h ）2． 管道储气量计算公式式中：Q 储=管道的储气量，Nm3; V —管道的容积,m3; T 0—293.15K; P 0—0.101325Mpa; T —气体的平均温度；P 1m —管道计算段内气体的最高平均压力（绝），Mpa ； P 2m —管道计算段内气体的最低平均压力（绝），Mpa ； Z 1、Z 2—对应P1m 、P2m 时的气体压缩系数。
3．平均压力P m 及管道任意点气体压力P x 计算公式：⎪⎪⎭⎫- ⎝⎛=221100Z m P Z m P T P VT Q储)(3221221P P P P P m ++= （MPa ）LXP P P P x )(222121--=(MPa)4．管道内气体平均温度t 、沿线任意点温度t X 计算式：t X =t 0+( t 0+t 0)e -aX式中：t —管道计算段内气体平均温度，℃； t 0—管道周围介质温度，℃； t 1—管道计算段内起点气体温度，℃； t X —管道任意点气体温度，℃； e —自然对数底数，e=2.718； L —管道计算段的实际长度，Km ； X —管道计算段起点至任意点的长度，Km;⎪⎭⎫⎝⎛--+=aL -1010e QL t t t t PQGC KDa610256.225⨯=a—计算常数；K—管道内气体到土壤的总传热系数，W/m2〃℃；D—管道外直径，m；Q—气体流量（p0=0.101325Mpa,T0=293.15K），m3/d；G—气体的相对密度；C P—气体的定压比热，J/kg〃℃。
常用管道输气能力计算公式
常用管道输气能力计算公式1.经验公式经验公式是根据工程实践总结得出的近似计算公式，适用于一般的管道输气能力估算。
常用的经验公式有德阿雷斯经验公式、斯皮洛经验公式和希尔经验公式等。
a)德阿雷斯经验公式：Q = kA(P1-P2) / Pavg其中，Q为管道的体积流量(m³/s)，A为管道截面积(m²)，P1和P2分别为管道两端的压力(Pa)，Pavg为两端压力的平均值(Pa)，k为经验系数。
b)斯皮洛经验公式：Q = k(ApA + BpB)(P1^2 - P2^2)^(1/2) / Pavg其中，Q为管道的体积流量(m³/s)，Ap和Bp为管道两端的面积因素(一般等于1)，P1和P2分别为管道两端的压力(Pa)，Pavg为两端压力的平均值(Pa)，k为经验系数。
c)希尔经验公式：Q = kA(V1 - V2) / Vavg其中，Q为管道的体积流量(m³/s)，A为管道截面积(m²)，V1和V2分别为管道两端的速度(m/s)，Vavg为两端速度的平均值(m/s)，k为经验系数。
这些经验公式在实际应用中可以根据具体情况选用合适的公式，并根据实际工程进行修正。
2.一般计算公式一般计算公式是基于流体力学基本理论的计算方法，适用于复杂的管道系统分析。
常用的一般计算公式有杨氏方程、科尔布恩方程和魏斯巴赫方程等。
这些公式考虑了流体的密度、粘度、弥散和压力损失等综合因素，能够较准确地估算管道的输气能力。
a)杨氏方程：Q=kD^2ΔP/(μL)其中，Q为管道的体积流量(m³/s)，D为管道的内径(m)，ΔP为管道两端的压力差(Pa)，μ为流体的粘度(Pa·s)，L为管道的长度(m)，k为经验系数。
b)科尔布恩方程：Q=kCvD^2ΔP/(ϱμL)其中，Q为管道的体积流量(m³/s)，Cv为流量系数(与流量阀门有关)，D为管道的内径(m)，ΔP为管道两端的压力差(Pa)，ϱ为流体的密度(kg/m³)，μ为流体的粘度(Pa·s)，L为管道的长度(m)，k为经验系数。
第五章输气管道水力计算
第五章输气管道水力计算输气管道是将天然气从生产地运输到用户的重要通道，而输气管道水力计算是为了保证管道的安全运行和正常供气提供依据。
本章主要介绍输气管道水力计算的基本原理、方法和步骤。
一、输气管道水力计算的基本原理输气管道水力计算是根据沿程压力损失的原理，通过确定气体流量、管道尺寸和气体特性等参数，计算管道内气体的流量、速度、压力和泄漏等水力特性，以便确定管道的设计参数。
1.流量计算原理天然气输送的基本单位是标准立方米（Sm3），常用单位是立方米每小时（m3/h）。
流量计算的原理是根据其中一段管道中气体的压力、温度和流量，使用状态方程和流量公式计算出标准流量。
2.流速计算原理天然气在管道内的流速主要由管道尺寸和气体特性决定。
流速计算的原理是根据流量和管道截面积计算出流速，从而判断管道内气体的流动状态。
3.压力计算原理压力损失是指气体在输送过程中由于摩擦、弯头、阀门等引起的压力降低。
压力计算的原理是根据管道段内的阻力系数、流速和管道长度计算出压力损失，并根据起始压力和压力损失计算出终点压力。
4.泄漏计算原理泄漏是指管道系统中气体的无控制泄漏现象，会引起压力降低和能量损失。
泄漏计算的原理是根据管道的压力和泄漏速度计算泄漏量，并通过合理的泄漏措施来保证安全。
二、输气管道水力计算的方法和步骤输气管道水力计算通常包括以下几个步骤：1.确定设计参数根据天然气供应需求和管道的使用要求，确定气体流量、压力、温度和管道材质等设计参数，作为计算的基础。
2.确定管道特性确定管道截面形状、尺寸和摩阻系数等特性参数，以便计算流量、流速、压力和压力损失等水力特性。
3.流量计算使用状态方程和流量公式计算管道中的标准流量，以便确定管道内气体的流动状态。
4.流速计算根据管道截面积和流量计算出流速，并根据流速范围判断管道的液态或气态流动状态。
5.压力计算根据管道段的阻力系数、流速和长度等参数计算压力损失，并根据起始压力和压力损失计算出终点压力。
一般常用管道输气能力计算公式
一般常用管道输气能力计算公式在石油和天然气工业中，管道输气能力的计算是一个重要的工程问题。
管道输气能力指的是单位时间内通过管道的气体流量，通常以标准立方米/小时或者百万标准立方英尺/天来表示。
下面介绍一些常用的管道输气能力计算公式。
1.伯努利方程伯努利方程是流体动力学中的一个基本定律，它描述了在不同位置的管道中液体或气体的速度、压力和高度之间的关系。
对于稳态、定常流动的压缩气体，可以利用伯努利方程计算管道的输气能力。
伯努利方程可以表示为：P1 + ρv1^2/2 + ρgh1 = P2 + ρv2^2/2 + ρgh2其中，P1和P2分别表示管道两端的压力，ρ表示气体的密度，v1和v2分别为两端气体的流速，g为重力加速度，h1和h2分别为两端气体的高度。
2.克法方程克法方程是由德国科学家克法于1850年提出的，用来计算流体在管道中的流动速度、流量和压力损失。
克法方程是基于能量守恒和质量守恒定律推导出来的，在管道输气能力的计算中也经常被使用。
克法方程可以表示为：Q=A*v其中，Q表示单位时间内通过管道的气体流量，A表示管道的横截面积，v表示气体的流速。
3.柯西相似理论柯西相似理论是流体力学中的一个经验规律，用来描述流体在不同尺寸的管道中的流动特性。
根据柯西相似理论，当两个相似的管道中的流速分布和流量分布相同时，它们的压降也相同，可以通过典型模型的试验数据来推导出管道输气能力的计算公式。
柯西相似理论可以表示为：Q=k*(ΔP*L/D)^n其中，Q表示单位时间内通过管道的气体流量，ΔP表示管道两端的压降，L表示管道的长度，D表示管道的内径，k和n是经验系数。
需要注意的是，以上介绍的公式仅适用于理想情况下，实际工程中还需要考虑多种因素，如管道材料、温度、湍流效应等。
另外，有时需要使用更复杂的模型和方法来计算管道输气能力。
对于大型工程项目，通常会进行更为详细和精确的计算和模拟。
综上所述，管道输气能力的计算公式涵盖了伯努利方程、克法方程和柯西相似理论等基本原理。
常用管道输气能力计算公式
常用管道输气能力计算公式
压力法是一种基于流体力学原理的方法，通过计算气体在管道中的压力变化来推算出管道的输气能力。
其计算公式如下：
Q=(P1^2–P2^2)*A/(γ*P1*L)
其中，Q表示管道的输气能力（单位为m3/s），P1和P2分别表示管道起点和终点处的压力（单位为Pa），A表示管道的横截面积（单位为m2），γ表示气体的压缩因子，L表示管道的长度（单位为m）。
速度法是一种基于气体流速的方法，通过计算气体的流速来推算出管道的输气能力。
其计算公式如下：
Q=A*V
其中，Q表示管道的输气能力（单位为m3/s），A表示管道的横截面积（单位为m2），V表示气体在管道中的流速（单位为m/s）。
在计算过程中，需要注意一些常用的参数值。
例如，气体的压缩因子γ一般为1.4，管道的横截面积A可以根据管道的内径和壁厚计算得到，气体在管道中的流速V可以通过测量管道中的压力差和流量来计算得到。
此外，在实际应用中，还有一些修正系数需要考虑。
例如，管道的长度L较长时，需要考虑摩擦力的影响，可以引入修正系数来进行修正。
另外，如果管道中存在弯头、收缩处或扩张处等几何特征，也需要引入相应的修正系数进行修正。
总之，管道输气能力的计算公式可以根据压力法或速度法来选择，具体公式的选择还需要根据实际情况来确定。
在实际应用中，还需要考虑一些修正系数来修正计算结果，以得到更为准确的输气能力值。
输气管道水力计算相关公式
潘汉德尔A式
Q= C2ED2.6182[(PQ2-PZ2)/(Z△0.8539TL)]0.5394
潘汉德尔B式
Q= C3ED2.53[(PQ2-PZ2)/(Z△0.961TL)]0.51
前苏联早期公式 Q= C4D2.7[(PQ2-PZ2)/(Z△TL)]0.5
前苏联近期公式 Q= C5αφED2.6[(PQ2-PZ2)/(Z△TL)]0.5
离输气管道， 公式进行了简
化
0.0384 C的数值见右表
Q=C[(PQ2-PZ2)D5/(λZ△TL)]0.5
104m3/d
式
838.0317
道计算公式(下面只列出了平坦地区的部分公式)
104m3/d
126.2601499 154.2288288 136.449569 128.6290579 128.8599581
C1=
0.3967
C2=
0.3144
C3=
0.3931
C4=
0.4102
C5=
0.393
则α=1/(1+2.92D2/Q)0.1,其中，D--管道内径，m，Q-，φ=0.975；垫环间距6m， φ=0.95。
λ/λr)0.5,
式
系数；λ--设计中采用的
E=Βιβλιοθήκη 0.9道沿线各点的压力Px=[PQ2-(PQ2-PZ2)*x/L]0.5
管道内径 起点压力 终点压力
mm
MPa
MPa
管线长度 km
640
5.8
3.51
110
平坦地区输气管道基本公式
输气管道质量流量 M=
kg/s
管道内径
D=
计算段起点压力 PQ= 5800000 Pa 水力摩阻系数 λ= 0.0094
输气管道流量、管径、末端压力计算
m3/d cm Mpa Mpa K km -
qv E d PH PK Z T L Δ λ
#DIV/0! 0.86 58.000 4 2 0.94 293 66.95计算 1 雷诺数 气体流量 气体相对密度 气体的动力粘度 N·s/m
2
Re
1551 895.38 0.588 0.000010393
120
P12-P22 12
104m3/d cm Mpa Mpa K km -
qv E d P1 P2 Z T L Δ
895.38 0.86 58.000 4 2 0.94 293 65 0.588
26.208
0.76
A.0.2
当输气管道沿线的相对高差影响时，气体的流量计算
略
《石油天然气长输管道工程设计》第五册 气体（P0=0.101325MPa，T=293K）的流量 输气管道的效率系数（当管道公称直径为 300mm~800mm时，E为0.8~0.9；当管道公称直 输气管道内直径 输气管道计算管段起点压力（绝） 输气管道计算管段终点压力（绝） 气体的压缩因子 气体的平均温度 输气管道计算段的长度(计算长度应为输气管 实长和局部摩阻损失当量长度之和。在无实测 气体的相对密度
输气管道工艺计算
A.0.1 当输气管道沿线的相对高差Δ h≤200m，且不考虑高差影响时，气体的流量计算
104m3/d
气体（P0=0.101325MPa，T=293K）的流量 输气管道的效率系数（当管道公称直径为 300mm~800mm时，E为0.8~0.9；当管道公称直 径大于800mm时，E为0.91~0.94）； 输气管道内直径 输气管道计算管段起点压力（绝） 输气管道计算管段终点压力（绝） 气体的压缩因子 气体的平均温度 输气管道计算段的长度 气体的相对密度
输气管道的水力计算
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
一般干线输气管线都在水力粗糙区（阻力平方区）， 不满负荷时在混合摩擦区。城市及居民区的配气管道多 在水力光滑区。
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
2、管壁粗糙度
输气管的管壁粗糙度一般比输油管小。对于新管， 美 国 一 般 取 当 量 粗 糙 度 ＝ 0.02mm ， 前 苏 联 平 均 取 0.03mm，我国通常取0.05mm 。美国气体协会测定了 输气管在各种状况下的绝对粗糙度，其平均值如下:
从上面的数据可以看出，输气管加上了内壁涂层， 不但减少了内腐蚀，更主要的是使粗糙度下降了很多， 在同样的条件下使输气管输气量增加5～8％，有的甚至 达10％。内壁涂层的费用一般只占钢管费用的2～3％ ， 只要输气量能提高1％，就能很快地收回其投资。
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
3、摩阻系数的计算公式
输气管基本参数对流量的影响
◆ 长度对流量的影响 Q1 ( L2 ) 0..5 Q 2 L1
即输气量与长度的0.5次方成反比，即输气量与长度 的0.5次方成反比。若站间距缩小一半，例如在两个压气 站之间增设一个压气站,L2 12，L1 则流量
Q2 2Q1 1.41Q1
即倍增压气站，输气量只能增加41％ 。
第4章 输气管道的水力计算
稳定流动气体管流的基本方程 水平输气管道的流量基本公式 地形起伏地区输气管道的流量基本公式 摩擦阻力系数与常用管道流量公式 输气管基本参数对流量的影响 输气管的压力分布和平均压力
输气管基本参数对流量的影响
◆ 直径对流量的影响
Q1
( C0[
pQ2 pZ2 )D15 Z*TL
1 2
.k
g 1
第4章 输气管道的水力计算
输气管道工艺计算
输气管道工艺计算
第11页
四、输气管道清管器相关计算
2.清管器运行距离估算式
式中: L估 —— 清管器运行距离，单位为(m)，Po=0.101325MPa,
To=293.15K；
T —— 清管器后管段内气体平均温度(K)；
Q进 —— 发清管器后累计进气量(m³)；
d —— 输气管内直径(m)；
P —— 推清管器压力，即某时刻清管器后管段内气
1/4管段。
输气管道工艺计算
3/
L
4
第2页
一、输气管道压力计算
2.管道沿线任意点气体压力计算式
式中：Px —— 管道沿线任意点气体压力(绝)(MPa)；
P1 —— 管道计算段内起点气体压力(绝)(MPa)；
P2 —— 管道计算段内终点气体压力(绝)(MPa)；
X —— 管道计算段起点至沿线任意点长度(km)；
1.影响清管器速度原因 清管器运行速度应控制在12-18km/h，才能确保清管器
速度惯性能顺利经过三通处而不被卡堵。 影响清管器速度主要原因：
球前后压力差、球在管内摩擦阻力、管内径改变、管 内杂物阻力等。而球前后压力差与推球压力源（气源量） 相关：球摩擦阻力与球过盈量和管内壁粗糙度相关；管内 杂物与施工清管质量相关。
1.管存 管存是指管道中实际储存天然气体积量，即管道储气
气体数量，是反应管道运行时压力、温度、季节、运行配 置以及运行效率综合指标，是控制管道进出气体平衡一个 主要参数。
管存与管容（与管道长度、内径等相关）、压力、温 度及压缩因子参数相关。理论上，压缩因子参数与管道输 量、压气站配置、压气站出站温度及管道地温等原因相关。
Z1.Z2——对应P1m、P2m时气体压缩系数。
输气管道的水力计算
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
E为输气管输气效率系数。E表示输气管输气能力的变 化：
Qs λL E= = QL λs
设计时在计算公式中加上E值，是为了保证输气管投产 一段时间后，仍然达到设计能力。设计时，美国一般取 E=0.9～0.95。
第4章 输气管道的水力计算
稳定流动气体管流的基本方程 水平输气管道的流量基本公式 地形起伏地区输气管道的流量基本公式 摩擦阻力系数与常用管道流量公式 输气管基本参数对流量的影响 输气管的压力分布和平均压力
Q = C0
，
2 2 [ pQ − p Z (1 + as Z )]D 5
a Z λZ∆ *TL[1 + ∑ (s i + si −1 )li ] 2 L i −1
2 2 ( pQ − p Z ) D 5
,
Q = C0
λZ∆ *TL
地形起伏地区输气管道的流量基本公式
as Z
是输气管终点与起点高差对输气管输送能力的影响.终 点比起点位置越高(相对高程越大),则输气能力越低,反之 亦然。
(阻力平方区）
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
一般干线输气管线都在水力粗糙区（阻力平方区）， 不满负荷时在混合摩擦区。城市及居民区的配气管道多 在水力光滑区。
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
2、管壁粗糙度 输气管的管壁粗糙度一般比输油管小。对于新管， 美国一般取当量粗糙度＝0.02mm，前苏联平均取0.03mm， 我国通常取0.05mm 。美国气体协会测定了输气管在各种 状况下的绝对粗糙度，其平均值如下:
Q2 = 2 2.5 Q1 = 5.66Q1
流量是原来的5.66倍。由此可见，加大直径是增加 输气管流量的好办法。也是输气管向大口径发展的主要 原因。
输气管道的水力计算分析
输气管道的水力计算分析输气管道的水力计算分析是指在输气过程中，通过计算输气管道的水力损失、流量、压力等参数，来评估管道输送能力、确定管道尺寸和选择有效的管道设计参数的过程。
本文将介绍输气管道水力计算分析中的基本原理和方法，并对输气管道的流量、水力损失和压力进行详细的计算和分析。
一、流量计算在输气管道的水力计算分析中，首先需要计算流量。
流量是指单位时间内通过输气管道的气体质量或体积。
常用的流量计算公式有以下几种：1.等温式流量计算公式Q=3600*A*V*ρ/Z其中，Q为流量（m³/h），A为管道截面积（m²），V为气体速度（m/s），ρ为气体密度（kg/m³），Z为气体压缩因子。
2.等焓式流量计算公式Q=3600*A*C其中，C为气体流量系数，由气体特性和流量计算方法决定。
根据具体情况选择合适的流量计算公式，并根据管道截面形状和气体流动条件确定管道截面积和气体速度，进而计算出流量。
二、水力损失计算水力损失是指气体在管道中由于摩擦、弯管、阀门、管道直径变化等原因引起的能量损失。
水力损失的计算是衡量输气管道输送能力和选择管道尺寸的重要依据。
常用的水力损失计算方法有以下几种：1.摩擦压降法ΔP=λ*L*(V²/(2gD))其中，ΔP为压降（Pa），λ为摩擦系数，L为管道长度（m），V为气体速度（m/s），g为重力加速度（m/s²），D为管道直径（m）。
2.流量比例法ΔP=K*Q²其中，ΔP为压降（Pa），K为系数，Q为流量（m³/h）。
根据具体情况选择合适的水力损失计算方法，并根据管道长度、摩擦系数、管道直径和流量计算出水力损失。
三、压力计算压力是指气体在输气管道中的压力。
在输气管道的水力计算分析中，需要计算出管道起点和终点的压力，以评估管道输送能力和确定管道参数。
压力的计算方法有以下几种：1.法向压力梯度法ΔP=ρ*g*H其中，ΔP为压降（Pa），ρ为气体密度（kg/m³），g为重力加速度（m/s²），H为管道高度差（m）。
管道输气能力理论计算
计算管道输气能力的经验公式：
设输气管线为水平，无高程变化，故忽略考虑流速增大引起的动能压降较摩阻压降则：总压降梯度为摩阻压降梯度：
dp/dz=f*ρ*v^2/2/D
已知参数有：
D 管道直径m q
sc 流量，m 3/d
γg 气体比重f 摩阻系数
用平均压力和平均温度计算平均
计算步骤：
1、计算气体平均Z、粘度μ和比
2、假定一个流量，计算雷诺数
3、计算摩阻系数f
4、计算流量qsc
式：
，无高程变化，故忽略重位压降；
的动能压降较摩阻压降下，一般可忽略。
摩阻压降梯度：
ρ*v^2/2/D
L管道长度，m
p1、p2分别为管道起点和终点压力，Mpa T1、T2分别为管道起点和终点温度，℃
均温度计算平均Z。
气体平均Z、粘度μ和比重γg
一个流量，计算雷诺数Re。
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22:00
0.211 0.44
合计气 量
103.20 0.1119 0.108
43.00
55.7881
25.19
23.95
1.94
1.50
3.18
35.77
黄色表 示电厂 开机发 电的时 间
电厂开机 时，气体处 理厂外输干 气全部输送 到电厂，
不足部分从 管道系统中 抽气补充。 合计供电厂 6.83万方天 然气
1.50
压力
1.00
0.50
储气量
45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00
压力 MPa(a)
储气量104Nm3
0.50 0.00
5.00 0.00
23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00
0.384 0.384
0.384
龙口市
招远市
莱州市
公福 工业 民用 公福 工业 民用 公福 工业 民用 公福 工业
104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h
时间
输气管 线示意
输气首站
f323.9 x7.1 L=2.5k m
发电厂
f559x6.4 L=12km f219.1x6.4 L=5km
龙口区
f273x6.4 L=13km
辛庄
f114.3x4 L=2km
阀组
f457x6.4 L=16km
f273x6.4 L=14km
黄城区
f219x6.4 L=21km
电厂用气 104Nm3/h
2.52 2.52 2.52 1.26
2.52 2.52 2.52 1.26 2.52 2.52 2.52
烟台市
104Nm3/h
0.65 0.44
0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 3.82 0.65 0.65 0.65
0.65
3.82
0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 3.82 0.65 0.65 0.65 0.65
0.03
0.88
0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.88 0.03 0.03 0.03 0.03
总用气量
104Nm3/h
0.89 0.47
0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 6.52 0.89 0.89 0.89
0.89
6.52
0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 6.52 0.89 0.89 0.89 0.89
说
明：
全部
电厂管道
及储罐容
罐容积
储罐数 m3
0.05 2000
总容积 m3 100
最低压力
储气温度oC MPa(a)
30
0.5
存底气量 104Nm3
0.05
管线长度 管径mm 壁厚mm
龙~阀组 559
7.1
阀组-烟 457
6.4
黄-招支
线
219
5.6
蓬莱支线 219 5.6
阀组-莱
线
273
6.4
长度km 12 83
…
~3:00 open …
8:01 open … 11:30 open …
14:01 open … 17:30 open …
19:01 open …
closed closed closed closed closed closed
21:59 closed
open
22:01 closed
open
closed
Hale Waihona Puke 20:00 4.300.011
21:00 4.30
0.011
22:00 4.30
0.011
储气量 x104m3
0.03 0.04
0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.11 0.10
0.09
0.08
0.07 0.07 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.06 0.05 0.04 0.02
23:00
0.211 0.44
0:00
0.44
1:00
0.44
2:00
0.44
3:00
0.44
4:00
0.44
5:00
0.44
6:00 3.16
0.211 0.44
7:00
0.211 0.44
8:00
0.211 0.44
9:00
0.211 0.44
10:00
0.211 0.44
11:00 3.16
0.211 0.44
0.02
0.04
0.02
0.04
0.02
0.04
0.02
0.42
0.17
0.04
0.02
0.04
0.02
0.04
0.02
0.04
0.02
黄城区
104Nm3/h
0.10 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.67 0.10 0.10 0.10
0.10
0.67
0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.67 0.10 0.10 0.10 0.10
压力 MPa(a)
0.34 0.43
0.53 0.62 0.72 0.81 0.90 1.00 1.09 1.09 0.98
0.87
0.76
0.71 0.71 0.71 0.60 0.49 0.38 0.33 0.57 0.46 0.36 0.25
去电厂 104Nm3/h
4.3 4.3 4.3 2.15
储气管道
系统
蓬莱市
龙口区
104Nm3/h 104Nm3/h
0.04
0.02
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.42
0.17
0.04
0.02
0.04
0.02
0.04
0.02
0.04
0.02
0.42
0.17
0.04
0.02
0.04
0.02
0.04
蓬莱市
f559x6.4 L=21km
f457x6.4 L=57km
烟台市
f273x6.4 L=41km
招远市
莱州市
输气首 站流程 图
F1
1＃ 压缩机
中海公司来气
F2
F3
F4
F5
2＃
压缩机
运行时间
表：
时间： F1
F2
F3
F4
F5
1#压缩机 2＃压缩机
发电厂 至外输管网
23:00 closed
open
管线压力
MPa(a)
0.76 0.96
1.17 1.37 1.58 1.79 1.99 1.87 2.05 2.24 2.05
1.87
1.38
1.38 1.57 1.75 1.57 1.38 1.20 0.90 1.08 0.90 0.71 0.53
烟台市
蓬莱市
民用
公福
工业
时间
104Nm3/h 104Nm3/h 104Nm3/h
0.03 0.01 0.72 0.12 0.00 0.36 0.017 0.004 0.847 0.022 0.011
电厂开始 run 发电
stoped 电厂停机
电厂开始 run 发电
stoped stoped
电厂停机 电厂停机
中海公司来 气直接进入 输气管道系 统储存
中海公司来 气直接进入 输气管道系 统储存
工业用气
小时平均
0.44 0.01
0.00 0.00 0.01 0.47
储器温 度oC
30
20
民用 104Nm3/h
104Nm3/h h
104Nm3/h
23:00 4.30 0.01
0:00 4.30 0.01
1:00 4.30 0.01
2:00 4.30 0.01
3:00 4.30 0.01
4:00 4.30 0.01
5:00 4.30 0.01
6:00 4.30 0.01
7:00 4.30 0.01
8:00 4.30 0.01
9:00 4.30
0.011
10:00 4.30
0.011
11:00 4.30
0.011
12:00 4.30
0.005
13:00 4.30 0.01
14:00 4.30 0.01
15:00 4.30
0.011
16:00 4.30
0.011
17:00 4.30
0.011
18:00 4.30
0.005
19:00 4.30 0.01
100
1 TRUE TRUE
100
1.66 7.61
0.42 0.42
2.27 10.72
各城市民用 天然气随时 间变化，管 道系统提供 部分储气调 峰能力。