燃气输配彭世尼第六章燃气管网的水力计算.pptVIP

第六章 燃气管网的水力计算 第一节 管道内燃气流动的基本方程式 一、不稳定流动方程式 决定燃气流动状态的参数为：压力P、密度ρ和流速W，均沿管长随时间变化，它们是距离x和时间τ的函数，即: (一) 运动方程： (二) 连续性方程： (三) 气体状态方程： (四) 方程组 二、燃气管道内燃气稳定流方程式 得到： 高、中压燃气管道的基本计算公式 用于低压燃气，上式简化为： 对于低压燃气： 采用习惯采用单位，并考虑城市燃气管道压力一般在1.6MPa以下，Z≈Z0=1，则高、中燃气管道和低压燃气管道计算公式为： 三、燃气管道的摩擦阻力系数 概念：它是反映管内燃气流动摩擦阻力的确个无因次系数，其值与燃气在管道内的流动状况，燃气性质，管材(内壁粗糙度)及连接方法，安装质量有关。 不同流态区的摩阻系数的经验及半经验公式 （一）层流区： （二）临界区： （三）紊流区 1.适用于整个紊流区的通用公式： 柯列勃洛克公式： 阿里特苏里公式： 谢维列夫公式： 2.适用于一定流态区的专用公式： （1）水力光滑区 尼古拉茨公式： 谢维列夫公式： 对于新钢管： 对于新铸铁管： 过渡区 对于新钢管： 对于新铸铁管： 阻力平方区 尼古拉茨半经验公式： 谢维列夫公式： 对于新钢管： 对于新铸铁管： 第二节 城市燃气管道水力计算公式和计算图表 一、低压燃气管道摩擦阻力损失计算公式 （一）层流状态(Re2100) （二）临界状态(Re=2100-3500) （三） 紊流状态(Re3500) 钢管 铸铁管 二、高、中压燃气管道摩擦阻力损失计算公式 （一）钢管、塑料管 （二）铸铁管 三、燃气管道摩擦阻力损失计算图表 五、燃气管道局部阻力损失和附加压头 （一）局部阻力损失 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。 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： 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，而后可得： 实际工程中通常根据此式，对不同种类的燃气制成图表，见图6-6，可查出不同管径不同流量时的当量长度。 管段的计算长度L可由下式求得 （二）附加压头 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，其值由下式确定： 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，应考虑附加压头。 第三节 燃气分配管网计算流量 一、燃气分配管段计算流量的确定 燃气分配管网各管段根据连接用户的情况，分为三种： 只有转输流量的管段 只有途泄流量的管段 有转输途泄流量的管段 计算流量公式：Q=αQ1+Q2=0.55Q1+Q2 由上式可见，燃气分配管道可看作在终端有一集中负菏，流量为Q，则其压力降等于实际上既有转输流量，又有逾泄流量的该管段的压力降。因此，途泄流量常可看作相当于两个集中流量值，即在管段始端为0.45Q1，而在终端为0.55Q1。 二、途泻流量的计算 途泄流量只包括大量的居民用户和小型公共建筑用户。用气负荷较大的公共建筑或工业用户应作为集中负荷来进行什算。 以图6-9所示为例，各管段的途泻流量计算步骤如下： （一）将供气范围划分为若干小区 根据该区域内道路、建筑物布局及居民人口密度等划分为A、B、C、D、E、F小区，并布置配气管道1-2、2-3……。 （二）分别计算各小区的燃气用量 分别计算各小区居民用气量、小型公共建筑及小型工业用气量，其中居民用气量可用居民人口数乘以每人每小时的燃气计算流量e（m3／(人.h)）求得。 (三）计算各管段单位长度途泄流量 计算中可以认为，途泄流量是沿管段均匀输出的，管段单位长度的途泄流量为 图6-9中A、B、C各小区管道单位长度途泻为： （四）求管段途泄流量 管段途泻流量等于单位长度途泻流量乘以该管段长度；需同时向两侧供气时，其途泻流量为两侧的单位长度途泻流量之和乘以该管段长度。 图6-9中各管段的途泻流量如下： 二、节点流量 在用电子计算机进行燃气环状管网水力计算时，常把途泄流量转化成节点流量来表示。这样，假设沿管线不再有流量流出，即管段中的流量不再沿管线变化，只在管段的起点和终点有流量流出，它产生的管段压力降与实际压力降相等