管径选择与管道压力降计算(一)1~60

管径选择与管道压力降计算

第一部分管径选择

1．应用范围和说明

1.0.1本规定适用于化工生产装置中的工艺和公用物料管道，不包括储运系统的长距离输送管道、非牛顿型流体及固体粒子气流输送管道。

1.0.2对于给定的流量，管径的大小与管道系统的一次投资费(材料和安装)、操作费(动力消耗和维修)和折旧费等项有密切的关系，应根据这些费用作出经济比较，以选择适当的管径，此外还应考虑安全流速及其它条件的限制。本规定介绍推荐的方法和数据是以经验值，即采用预定流速或预定管道压力降值(设定压力降控制值)来选择管径，可用于工程设计中的估算。

1.0.3当按预定介质流速来确定管径时，采用下式以初选管径：

d=18.81W0.5 u-0.5ρ-0.5(1.0.3—1)

或d=18.81V00.5 u-0.5(1.0.3—2)

式中

d——管道的内径，mm；

W——管内介质的质量流量，kg／h；

V0——管内介质的体积流量，m3／h；

ρ——介质在工作条件下的密度，kg／m3；

u——介质在管内的平均流速，m／s。

预定介质流速的推荐值见表2.0.1。

1.0.4当按每100m计算管长的压力降控制值(⊿Pf100)来选择管径时，采用下式以初定管径：

d＝18.16W0.38ρ-0.207 µ0.033⊿P f100–0.207(1.0.4—1)

或d＝18.16V00.38ρ0.173 µ0.033⊿P f100–0.207(1.0.4—2)

式中

µ——介质的动力粘度，Pa·s；

⊿P f100——100m计算管长的压力降控制值，kPa。

推荐的⊿P f100值见表2.0.2。

1.0.5本规定除注明外，压力均为绝对压力。

2．管道内流体常用流速范围和一般工程设计中的压力降控制值

2.0.1管道内各种介质常用流速范围见表2.0.1。表中管道的材质除注明外，一律为钢。该表中流速为推荐值。

2.0.2管道压力降控制值见表2.0.2－1和表2.0.2－2，该表中压力降值为推荐值。

3．核定

3.0.1初选管径后，应在已确定的工作条件及物料性质的基础上，按不同流动情况的有关公式，准确地作出管道的水力计算，再进一步核定下述各项：

3.0.2所计算出的管径应符合工程设计规定；

3.0.3满足介质在管道输送时，对流速的安全规定；

3.0.4满足噪声控制的要求。

第二部分管道压力降计算

1 单相流(不可压缩流体)

1.1 简述

1.1.1本规定适用于牛顿型单相流体在管道中流动压力降的计算。在化工工艺专业已基本确定各有关主要设备的工作压力的情况下，进行系统的水力计算。根据化工工艺要求计算各主要设备之间的管道(包括管段、阀门、控制阀、流量计及管件等)的压力降，使系统总压力降控制在给定的工作压力范围内，在此基础上确定管道尺寸、设备接管口尺寸、控制阀和流量计的允许压力降，以及安全阀和爆破片的泄放压力等。

1.1.2牛顿型流体是流体剪应力与速度梯度成正比而粘度为其比例系数。凡是气体都是牛顿型流体，除由高分子等物质组成的液体和泥浆外，多数液体亦属牛顿型流体。

1.2 计算方法

1.2.1注意事项

1.2.1.1安全系数

计算方法中未考虑安全系数，计算时应根据实际情况选用合理的数值。通常，对平均需要使用5～10年的钢管，在摩擦系数中加20％～30％的安全系数，就可以适应其粗糙度条件的变化；超过5～10年，条件往往会保持稳定，但也可能进一步恶化。此系数中未考虑由于流量增加而增加的压力降，因此须再增加10％～20％。的安全系数。规定中对摩擦压力降计算结果按1.15倍系数来确定系统的摩擦压力降，但对静压力降和其它压力降不乘系数。

1.2.1.2计算准确度

在工程计算中，计算结果取小数后两位有效数字为宜。对用当量长度计算压力降的各项计算中，最后结果所取的有效数字仍不超过小数后两位。

1.2.2管径

1.2.2.1确定管径的一般原则

(1) 应根据设计条件来确定管道直径，需要时，可以有设计条件下压力降15％～25％的富裕量，但以下情况除外：

a. 有燃料油循环管路系统的排出管尺寸，应考虑一定的循环量；

b. 泵、压缩机和鼓风机的管道，应按工艺最大流量(在设备设计允许的流速

下)来确定尺寸，而不能按机器的最大能力来确定管道尺寸；

c. 间断使用的管道(如开工旁路管道)尺寸，应按可能得到的压差来确定。

(2) 在允许压力降范围内，应采用经济管径，某些管道中流体允许压力降范围见表1.2.2—1。

(3) 某些对管壁有腐蚀及磨蚀的流体，由流速决定管径，其流速见表1.2.2－2。

1.2.2.2管径计算

计算公式如下：

5.0

5.0

u

8.

18

u

8.

18⎪⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

=

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

=

ρ

W

V

d f

(1. 2. 2－1)

式中

d——管道内直径，mm；

V f——流体体积流量，m3/h；

u——流体平均流速，m/s；

W——流体质量流量，kg/h；

ρ——流体密度，kg/m3。

通常可由图1.2.2—1或图1.2.2—2查得管径。

某些管道中流体允许压力降范围表1.2.2—1