输气管道的水力计算分析

0 .. 25
前苏联近年使用的公式
0 . 067 (
2K D
e

158 Re
)
0 .. 2
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
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。
地形起伏地区输气管道的流量基本公式
(s 2L
i 1
a
Z i
s i 1 )l i
考虑线路中间各点相对高程对输气能力的影响 ,也就 是线路纵断面特征对输气能力的影响。因为
输气管的压力分布和平均压力
地形起伏地区输气管道的流量基本公式
Q C0
，
[ p Q p Z (1 as
2
2
Z
)] D
5
Z * TL [1
a 2L
Z

i 1
( s i s i 1 )l i ]
,
Q C0
( pQ pZ )D
2
2
5
Z * TL
地形起伏地区输气管道的流量基本公式
水力粗糙区： Re ＞ Re2
(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:
输气管道的水力计算
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
稳定流动气体管流的基本方程
d p dx D w 2
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
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
输气管道的摩阻系数 气体管流的摩阻系数在本质上与液体没有区别。它的 值与流动状态、管内壁的粗糙度、连接方法、安装质量及 气体的性质有关。摩阻系数 是雷诺数与管壁粗糙度的函 数
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
表面状态 新钢管 室外暴露6个月 12个月 清管器清扫 喷砂 内壁涂层 绝对粗糙度,mm 0.013～0.019 0.025～0.032 0.038 0.008～0.013 0.005～0.008 0.005～0.008
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
管道的当量粗糙度考虑了管道形状损失的影响，一 般比绝对粗糙度大2～11％ 。 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。
R e

(
K
e
D
)
Ke Re , D
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
1、雷诺数Re计算及流态的划分
Re wD v Q F D v 4Q
Dv
v u , * 0
R e
4 * 0Q
Du
0 1 . 206 kg / m 3
R e 1 . 536
Q* Du
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
1、雷诺数Re计算及流态的划分
R e 1 59 . 7 /( R e 2 11 /( 2K D
e 8 e
)7
2K D
)
1 .. 5
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
层流： Re ≦ 2000 过渡区：2000 ＜ Re ＜ 4000 紊流区 水力光滑区：4000≦Re ≦ Re1 混合摩擦区: Re1 ＜Re ≦ Re2
2Baidu Nhomakorabea
K

C0

1 . 01325 10
5
287 . 1 0 . 03848 m . s . K
2
1
. kg
1
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
1
Z
2
( s i s i 1 )l i F
i 1
乃是线路纵断面线与从起点开始所画的水平线之间所 包含面积的代数和。
地形起伏地区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
纵断面线高于水平线的地方，面积取正值，低于水平 线的面积取负值。由公式可以看出，当其它条件相同时， 面积的代数和F比较小的输气管，有较大的输气能力。输气 管1-2-3-4的输气能力小于长度一样、管径一样的输气管 1 － 5 ，这不仅是由于 s4﹥s5 ，而且是由于 F1-5=0 ，而 F1-2-34﹥0的缘故。
水平输气管道的流量基本公式
Q C0
，
( pQ pZ )D
2
2
5
Z * TL
C0

4

R a T0 p0
上述公式中常数的数值随各参数所用的单位而定。如果 公式中所有的参数均采用法定单位:
,T
0
293 K

4
P 0 101325
293
Pa
Ra
287 . 1 m
2
s
2
gds
dw 2
2
消耗于摩阻的压降，气体上升克服高差的压降和流速增大 引起的压降。
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
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 层流区：

64 Re
3
临界区： 0 . 0025
Re
摩擦阻力系数与常用管道流量公式
紊流区：
1
柯列勃洛克公式 阿里特苏里公式

2 Ig (
K
e
3 .7 D
e

2 . 51 Re

)
0 . 11 (
K D

68 Re
)