蒸汽管道水力计算表说明

5. 计算结果
已知管道总阻力系数，可根据下式计算得出管道压降， “蒸汽管道水力 计算表.xls”中可自动计算得出： ∆P = 式中，∆P——管道压降，MPa。 此算例中，管道压降为 0.2362MPa，与管道进口饱和蒸汽初始压力 0.7926MPa 相比，下降 29.8%。如果该管道出口最终压力不满足设计要求， 则需对管道管径进行调整，降低流速以减小管道压降，提高出口压力。下
������ ∙d ������ · V
（1）
η ——饱和水蒸汽的动力粘度，此算例中为 159×10-6Pa·s； V——饱和水蒸汽的比容，此算例中为 0.2431kg/m3。 此算例中，表中计算雷诺数为 11600。
4. 根据流动状态选择阻力计算公式进行水力计算
根据雷诺数可判断饱和水蒸汽在管道内流动状态，从而选择合适的单 位沿程阻力系数λ
������
= 0.0056 +
0.5 ������e 0.32
（3）
如果 Re>100000，则为紊流粗糙区，则选择如下公式： λ a) 沿程阻力系数 根据计算得出的沿程阻力系数λ ，可计算沿程阻力， “蒸汽管道水力计 算表.xls”中按下式自动计算沿程阻力系数： λ =
λ ������ ������ ������
3. 计算管道内蒸汽流动雷诺数确定流动状态
由上已知管道内流速与管道内径，此算例为 20 号钢管，则管道粗糙度 为 0.1mm，填入“蒸汽管道水力计算表.xls” 。根据下式计算表自动计算出 雷诺数：
Re = 式中，Re——雷洛数，无量纲； w——饱和水蒸汽流速，此算例中为 15m/s； d——管道内径，此算例中为 0.03m；
=
0.3164 ������e 0.25
（4）
������ （5）
式中，������ ——饱和蒸汽管道长度，此算例中为 500m，需代入“蒸汽管道水 力计算表.xls”中已知条件中。 b) 局部阻力系数 局部阻力系数主要根据三类局部阻力如 90°弯头、三通与大小头数量 计算。在“蒸汽管道水力计算表.xls”中已知条件中分别填入相应数量。在 表中“参数取值”中已设置好各局部阻力系数，可根据需要自行调整，管 道局部阻力系数即为各种局部阻力数量与系数乘积之和。 此算例中，计入 90°弯头 2 个，大小头 2 个，则管道局部阻力系数计算 为 0.6。 c) 总阻力系数 沿程阻力系数加上局部阻力系数即为管道总阻力系数ζ ， “蒸汽管道水 力计算表.xls”中可自动计算得出。 此算例中，管道总阻力系数ζ 为 510.5043，可以看出局部阻力与沿程 阻力相比，对总阻力贡献几乎可以忽略。
饱和水蒸汽管道水力计算表使用说明
1. 管道初始端饱和水蒸汽物性参数的确定
根据初始饱和水蒸汽温度， 在 “饱和水蒸汽管道水力计算参数选取表” 文件夹中“饱和水蒸汽物性参数表.xls”选取相应温度下饱和水蒸汽密度ρ 与绝对压强 Pab。此算例中为 170℃饱和水蒸汽，则查表知此温度下绝对压 强为 0.7926MPa，密度为 4.113m3/kg，则比容 V 为 0.2431kg/m3。 根据初始饱和水蒸汽温度与绝对压强，在在文件夹“饱和水蒸汽管道 水力计算参数选取表”中“水和水蒸气的动力粘度表.xls”选取相应温度与 压力下饱和水蒸汽的动力粘度η 。此算例中为 170℃饱和水蒸汽，则查表取 170℃时 1MPa 时水蒸汽动力粘度η 为 159×10-6Pa·s。 将 170℃、0.7926MPa、0.2431kg/m3 与 159×10-6Pa·s 代入“蒸汽管道 水力计算表.xls”已知条件中。
2. 初步确定管道管径
根据管道饱和水蒸汽设计流量，经过试算，在“饱和水蒸汽管道水力 计算参数选取表”文件夹中“水、蒸汽及压缩空气管道推荐流速.doc”选取 相应管径范围内推荐流速。此算例中流量为 0.117t/h，经试算管道直径小于 100mm，则推荐流速为 15~30m/s，取下限值 15m/s，由此初步确定管道内 径为 30mm，管道壁厚 2.5mm，故管道外径为 35mm。
ζ ∙w 2 2000000 ������
Hale Waihona Puke Baidu
（6）
面以要求压降为 10%为例进行计算。
6. 要求压降小于 10%重新选择管径
选择管道内径为 40mm，已知流量，则可算出流速为 9.36m/s，则“蒸 汽管道水力计算表.xls”中计算得出压降为 0.0728MPa，小于 10%即管道压 降满足设计要求。
d
计算公式。 “蒸汽管道水力计算表.xls”会自动计算雷诺
数，并自动判断饱和蒸汽流态，根据（2） 、 （3）与（4）计算沿程阻力系数 λ d： 如果 Re<2100，则为层流状态，则选择如下公式： λ
������
=
64 ������e
（2）
如果 2100<Re<100000，则为紊流过度区，则选择如下公式： λ