流体输配管网气体输配管网水力特征与水力计算课件.pptVIP

第2章气体输配管网水力特征与水力计算

2.1气体管流水力特征2.1气体管流水力特征气体重力管流水力特征v竖管内的重力流例1：如右图示管内气体由1流向2断面，能量方程为：其中：P=0，P=0，v=0，上式j21j1变为：

*结论：?流动损失的压力来源于进出口之间的位压。?位压动力大小取决于管道进出口高差和内外气体密度差?当密度小于室外空气密度，流动向上；当密度大于室外空气密度，流动向下。

vU形管内的重力流例2：如右图示，假设管内气体由1流向2断面，断面1和D间能量方程为：断面D和2之间的能量方程为：以上两式相加得：

*结论：?U型管道内的气体流动动力取决于两竖直管段内的气体密度差（ρ－ρ）21和管道高度（H—H）之积。21?密度相对较大的竖管内气体下流，相对较小的竖管内气体上流。

v闭式环型管内的重力流例3：如把例2图变为右图，形成封闭循环管道，其能量方程为：

*结论：?无机械动力的闭式管道中，流动动力取决于两竖直管段内的气体密度差（ρ－ρ）12和管道高度（H—H）之积。21?密度相对较大的竖管内气体下流，相对较小的竖管内气体上流。

*结论：?无机械动力的闭式管道中，流动动力取决于两竖直管段内的气体密度差（ρ－ρ）12和管道高度（H—H）之积。21?密度相对较大的竖管内气体下流，相对较小的竖管内气体上流。

气体压力管流水力特征当管道内部、管道内外不存在密度差，或是水平管网，则有：g（ρ-ρ）（H-H）=021a即位压为零，则式：变为：即：

结论1：位压为0的管道中，两断面之间的流动阻力等于两断面间的全压差。对公式：变为：

*结论：?当管段中没有外界动力输入时，下游断面的全压总是低于上游断面的全压；?当下游断面的静压低于上游断面的静压；?当两断面的静压相等?当下游断面的静压大于上游断面的静压

压力和重力综合作用下的气体管流水力特征由得：重力作用压力作用2H21H1

结论：§第一项两断面之间的全压差反映压力作用；第2项位压反映重力的作用；二者综合作用，克服流动阻力ΔP，维持管内流动。二者的综1~2合作用并非总是相互加强的。§若压力驱动的流动方向与位压一致，则二者淙合作用加强管内气体流动，§若驱动方向相反，则由绝对值大者决定管流方向；绝对值小者实际上成为另加流动阻力。

2.2流体输配管网水力计算的基本原理和方法ü流体输配管网水力计算的目的：§根据要求的流量分配确定管网的管径或阻力；求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备条件，进而确定动力设备§或者根据已定的动力设备，确定管道尺寸。

ü*流体输配管网水力计算的理论依据：流体力学一元流体流动连续性方程和能量方程及串、并联管路流动规律。动力设备提供的压力等于管网总阻力，串联管路总阻力等于各段管路阻力之和。管段中的流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。

摩擦阻力的计算（2-2-1）其中：λ为摩阻系数，l为管长，d为管径或流速当量直径（4RR=f/x），R为单位长度摩擦阻力。s，sm对高中压燃气管网（P＞10KPa）由动量方程、气体状态方程和连续方程得：

对低压燃气管网（P≤10KPa）式2-2-1可简化为：λ摩阻系数的确定：1、层流区R＜2000e2、临界区R=2000-4000e3、紊流区R＞4000e

谢维列夫公式1、新管公式v新钢管公式v新铸铁管公式v综合公式2、旧管公式v旧钢管公式v旧铸铁管公式v综合公式

局部阻力计算流体输配管网常用的水力计算方法*1、假定流速法(按照技术经济比较确定推荐的风道流速（经济流速），然后根据风道内的风量来确定风道断面尺寸和阻力损失)*2、压损平均法(风管系统的风机压头已知或对分支管进行阻力平衡)*3、静压复得法(特别适合于多条主风道，而每条主风道又有很多分支道，出风口或末端装置均有相同的静压)

水力计算步骤（假定流速法）v计算前，完成管网布置，确定流量分配?绘草图，编号?确定流速?确定管径?计算各管段阻力?平衡并联管路?计算总阻力，计算管网特性曲线?根据管网特性曲线，选择动力设备

水力计算步骤（平均压损法）v计算前，完成管网布置，确定流量分配?绘系统图，编号，标管段L和Q，定最不利环路。?根据资用动力，计算其平均Rm。?根据R和各管段Q，确定其各管段管径。m?确定各并联支路的资用动力，计算其R。m?根据各并联支路R和各管段Q，确定其管m径。

水力计算步骤（静压复得法）v计算前，完成管网布置?确定管道上各孔口的出流速度。?计算各孔口处的管内静压P和流量。j?顺流向定第一孔口处管内流速、全压和管道尺寸。?计算第一孔口到第二孔口的阻力P。1·2?计算第二孔口处的动压Pd2。?计算第二孔口处