管道计算步骤

管道水力学计算步骤

（1）计算上游管道的覆土厚度，确定设计原则

d>>0.7 m，则i

（2）选D

一般情况下与上游管道相同。如果为第一段设计管段，则选用最小管径（污水管为300mm）

（3）查对应管径的水力学算图，采用q + h/D（最大充满度）查图得到v ，检查v是否大于最小设计流速0.6m/s。

结果为yes，则查出i（h/D最大时，i最小，有利于减小埋深）,将i 与I比较，i 是否小于I，yes则适合，确定选用该套水力学参数，进入（4）计算。否则依然退回（2）。

结果为no，则采用q + v（最小流速，取0.6m/s）得到相应的h/D，检查h./D是否小于且接近于最大设计充满度，如果no，则退回（2）从新选择管径（增大管径）。如果yes，则检查相应的i 是否小于I，yes则适合，确定选用该套水力学参数，进入（4）计算。否则依然退回（2）。

（4）高程计算

选择设计管段与上游管段的衔接方式（管顶平接、水面平接or管底平接），以确定设计管段上端的管顶、水面or管底的高程。首选管顶平接，确定设计管段上端管顶高程，计算设计管段上端水面高程，检查是否回水（设计管段上端水面高程>上游管段下端水面高程）。

不回水，则继续计算设计管段的其它五个点的高程，并计算覆土厚度，看是否满足大于最小覆土厚度的要求（道路下为0.7m。）将计算结果填入表中。如果覆土厚度不满足，则需退回（2）或（3）中。

会回水，则改用水面平接，从而确定了设计管段上端水面高程，计算出设计管段的其它五个点的高程，并计算覆土厚度，看是否满足大于最小覆土厚度的要求（道路下为0.7m。）将计算结果填入表中。如果覆土厚度不满足，则需退回（2）或（3）中。

几句重要的话：

管段容积未充分利用——充满度太小（书本P61例题2-4）

管径一般不越级增加——设计管段的管径比上游管道大一级（书本P61例题2-4）综合比较管道材料价格和施工费用，选择方案A——两种管道设计方案都满足要求时（书本P61例题2-5）

管径选择与管道压力降计算(二)61~91

3 气—液两相流(非闪蒸型) 3.1 简述 3.1.1在化工设计中，经常可以遇到气体和液体混合物在管内并流的现象，此流动现象称为气—液两相流，这种现象可以在冷凝、蒸发、沸腾、起泡、雾化等过程中形成，如发生在蒸汽发生器及其加热管、蒸汽冷凝管中等场合。 气—液两相流的流动过程十分复杂，与单相流体的流动机理不同，没有类似单相流中的摩擦阻力系数与雷诺数之间的通用关联式，通常采用半经验性的关联式来进行计算。 3.1.2两相流的压力降要比相同质量流速的单相流大得多，主要是： 3.1.2.1由于管内壁持液，使管内径变小； 3.1.2.2由于气—液两相间产生相互运动，导致界面能量损失； 3.1.2.3液体在管中起伏运动，产生能量损失等。 在一般情况下，当气—液混合物中气相在6％—98％(体积)范围内；应采用气—液两相流的计算方法来进行管路的压力降计算。 3.1.3气—液两相流分为非闪蒸型和闪蒸型两类。液体非闪蒸是流体在流动过程中，气—液相体积分率不发生变化。液体闪蒸是随着压力的降低液体闪蒸流动。 3.1.4气—液两相流管径的计算，应采用和流型判断相结合的方法，并根据流型判断结果初选管径。 3.1.5确定气—液两相流的流动形式，对于两相流的压力降计算是非常重要的。在水平管中，气—液两相流大致可分七种类型，见表 3.1.5—1；在垂直管中，气—液两相流大致可分成五种流型，见表3.1.5—2。 3.1.6在工程设计中。一般要求两相流的流型为分散流或环状流，避免柱状流和活塞流，以免引起管路及设备严重振动。若选用的管路经计算后为柱状流，应在压力降允许的情况下尽量缩小管径，增大流速，使其形成环状流或分散流。也可采取增加旁路、补充气体、增大流量等其它办法避免柱状流。 3.1.7本规定介绍均相法和杜克勒法计算非闪蒸型气—液两相流的压力降计算。 3.1.8第4章介绍闪蒸型气—液两相流压力降计算。

第九章-水电站的水锤及调节保证计算

第九章水电站的水锤及调节保证计算 本章重点内容：水电站有压引水系统非恒定流现象和调节保证计算的任务、单管水锤简化计算、复杂管路的水锤解析计算及适用条件、机组转速变化的计算方法和改善调节保证的措施。 第一节概述 一、水电站的不稳定工况 由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 丢弃负荷：剩余能量→机组转动部分动能→机组转速升高 增加负荷：与丢弃负荷相反。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象 管道末端关闭→管道末端流量急剧变化→管道中流速和压力随之变化→“水锤”。 导时关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。 导叶开启时则相反，将在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中则引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。 二、调节保证计算的任务 (一) 水锤的危害 (1) 压强升高过大→水管强度不够而破裂； (2) 尾水管中负压过大→尾水管汽蚀，水轮机运行时产生振动； (3) 压强波动→机组运行稳定性和供电质量下降。 (二) 调节保证计算 水锤和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。 1．调节保证计算的任务： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据；最小内水压力作为压力管道线路布置，防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据； (2) 计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率，并检验其是否在允许的范围内。 (3) 选择调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值。 (4) 研究减小水锤压强及机组转速变化的措施。

市政管道工程计算规则

市政管道工程计算规则 第八册总说明 一.第八册《市政管道工程》（以下简称本定额）包括土方工程，降水工程，砖石砌体与装修，钢筋与混凝土工程，给水管道铺设及附件安装，给水管道附属工程，排水管铺设，排水管道附属工程，燃气、热力管道铺设及管件安装燃气、热力管道附件制作及安装，管道防水、防腐、绝缘、保温、刷油顶管工程和其它项目等共十三章。 二.无缝钢管管外径≤159mm，铸铁管公称直径≤250mm，其它钢管公称直径≤150mm及混凝土管管径≤400mm的室外管道，按设计要求分别执行第一册《建筑工程》或第五册《给排水、采暖、燃气工程》定额。 三.本定额混凝土子目均不含模板工作内容，另执行第十三章相应定额子目。 四.本定额的模板工程是按钢模与木模综合编制的。 五.本定额中的混凝土、砂浆强度等级是按常用标准列出的，若设计要求与定额不同时允许换算。 补充定额有关规定 一、电力隧(沟)道如采用明挖法施工,按如下规定执行: 1、隧(沟)道净宽度在1600mm以内,执行2001年<北京市建设工程预算定额>第一册(建筑工程)及相关规定; 2、隧(沟)道净宽度在1600mm以外,执行2001年<北京市建设工程预算定额>第八册(市政管道工程)及相关规定. 二、现场经费、企业管理费按市政排水工程的标准执行. 三、采用暗挖法施工的热力隧道工程,应执行本补充定额. 第一章土方工程 说明及工程量计算规则 一.说明 (一)本章包括：人工土方、机械土方、机械运土方等3节共27个子目。 (二)土方工程分机械土方与人工土方两种施工方法。使用中应首先选用机械挖土在机械挖土不能满足施工要求时选用人工挖土。 (三)挖土方定额是按综合土质编制，执行时不得调整。

管道压力降计算

中国石化集团兰州设计院标准 SLDI 233A13-98 中国石化集团兰州设计院

目次 1 单相流(不可压缩流体) (1) 1.1 简述 (1) 1.2 计算方法 (1) 1.3 符号说明 (24) 2 单相流(可压缩流体) (25) 2.1 简述 (25) 2.2 计算方法 (25) 2.3 符号说明 (36) 3 气-液两相流(非闪蒸型) (37) 3.1 简述 (37) 3.2 计算方法 (38) 3.3 符号说明 (48) 4 气-液两相流(闪蒸型) (49) 4.1 简述 (49) 4.2 计算方法 (49) 4.3 符号说明 (57) 5 气-固两相流 (58) 5.1 简述 (58) 5.2 计算方法 (59) 5.3 符号说明 (74) 6 真空系统 (76) 6.1 简述 (76) 6.2 计算方法 (76) 6.3 符号说明 (87) 7 浆液流 (88) 7.1 简述 (88) 7.2 计算方法 (88) 7.3 符号说明 (97)

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.工艺系统专业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 流动过程中剪应力与剪变率之比为一常数,并等于其动力粘度的流体称牛顿型流体.凡是气体都是牛顿型流体,除工业上的高分子量液体、胶体、悬浮液、乳浊液外，大部分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 a) 应根据设计条件来确定管道直径.当需要时，可增加设计条件下压力降15%～25%的富裕量，但以下情况除外： 1) 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; 2) 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； 3） 间断使用的管道（如用于开工的旁路管道）尺寸，应按可能得到的压差来确定。 b) 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。 c) 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： 5.05.0f )( 8.18)( 8.18μρ μ W V d == （1.2.2-1） 式中 d ——管道内直径，mm ； V f ——流体体积流量，m 3/h μ——流体平均流速，m/s; W ——流体质量流量，kg/h ； ρ——流体密度，kg/m 3。 通常可由图1.2.2-1或图1.2.2-2查得管径。

第三章给水排水管道系统水力计算础

第三章给水排水管道系统水力计算基础 本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。 对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。

停泵水锤的计算方法详解

停泵水锤计算及其防护措施 停泵水锤是水锤现象中的一种，是指水泵机组因突然断电或其他原因而造成的开阀状态下突然停车时，在水泵及管路系统中，因流速突然变化而引起的一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。一般情况下停泵水锤最为严重，其对泵房和管路的安全有极大的威胁，国内有几座水泵房曾发生停泵水锤而导致泵房淹没或管路破裂的重大事故。 停泵水锤值的大小与泵房中水泵和输水管路的具体情况有关。在泵房和输水管路设计时应考虑可能发生的水锤情况，并采取相应的防范措施避免水锤的发生，或将水锤的影响控制在允许范围内。我院在综合国内外关于水锤的最新科研成果并结合多年工程实践的经验，以特征线法为基础开发了水锤计算程序。这一程序可较好地模拟各种工况条件下水泵及输水管路系统的水锤状况，为高扬程长距离输水工程提供设计依据。 1 停泵水锤的计算原理 停泵水锤的计算有多种方法:图解法、数解法和电算法。其基本原理是按照弹性水柱理论，建立水锤过程的运动方程和连续方程，这两个方程是双曲线族偏微分方程。 运动方程式为：

连续方程式为： 式中H ——管中某点的水头 V——管内流速 a——水锤波传播速度 x——管路中某点坐标 g——重力加速度 t——时间 f——管路摩阻系数 D——管径 通过简化求解得到水锤分析计算的最重要的基础方程： H-H0＝F(t-x/a)+F(t+x/a) (3) V-V0＝g/a×F(t-x/a)-g/a×F(t+x/a) (4) 式中F(t-x/a)——直接波 F(t+x/a)——反射波 在波动学中，直接波和反射波的传播在坐标轴(H，V)中的表现形式为射线，即特征线。它表示管路中某两点处在水锤过程中各自相应时刻的水头H与流速V之间的相互关系。为了方便计算机的计算，将上述方程组变

管道压力损失计算

冷热水管道系统的压力损失 无论在供暖、制冷或生活冷热水系统，管道是传送流量和热量必不可少的部分。计算管道系统的压力损失有助于： （1） 设选择正确的管径。 （2） 设选择相应的循环泵和末端设备。也就是让系统水循环起来并且达到热能传送目的 的设备。 如果不进行准确的管道选型，会导致系统出现噪音、腐蚀（比如管道阀门口径偏小）、严重的能耗及设备的浪费（比如管道阀门水泵等偏大）等。 管道系统的水在流动时遇到阻力而造成其压力下降，通常将之简称为压降或压损。 压力损失分为延程压力损失和局部压力损失： — 延程压力损失指在管道中连续的、一致的压力损失。 — 局部压力损失指管道系统内特殊的部件，由于其改变了水流的方向，或者使局部水流通道变窄（比如缩径、三通、接头、阀门、过滤器等）所造成的非连续性的压力损失。 以下我们将探讨如何计算这两种压力损失值。在本章节内我们只讨论流动介质为水的管道系统。 一、 延程压力损失的计算方式 对于每一米管道，其水流的压力损失可按以下公式计算 其中：r=延程压力损失 Pa/m Fa=摩擦阻力系数 ρ=水的密度 kg/m 3 v=水平均流速 m/s D=管道内径 m 公式（1） 延程压力损失 局部压力损失

管径、流速及密度容易确定，而摩擦阻力系数的则取决于以下两个方面： （1）水流方式，（2）管道内壁粗糙程度 表1：水密度与温度对应值 水温°C10 20 30 40 50 60 70 80 90 密度 kg/m3999.6 998 995.4 992 987.7 982.8 977.2 971.1 964.6 1．1 水流方式 水在管道内的流动方式分为3种： —分层式，指水粒子流动轨迹平行有序（流动方式平缓有规律） —湍流式，指水粒子无序运动及随时变化（流动方式紊乱、不稳定） —过渡式，指介于分层式和湍流式之间的流动方式。 流动方式通过雷诺数（Reynolds Number）予以确定： 其中： Re=雷诺数 v=流速m/s D=管道内径m。 ?=水温及水流动力粘度，m2/s 表2：水温及相关水流动力粘度 水温m2/s cSt °E 10°C 1.30×10-6 1.30 1.022 20°C 1.02×10-6 1.02 1.000 30°C 0.80×10-6 0.80 0.985 40°C 0.65×10-6 0.65 0.974 50°C 0.54×10-6 0.54 0.966 60°C 0.47×10-6 0.47 0.961 70°C 0.43×10-6 0.43 0.958 80°C 0.39×10-6 0.39 0.956 90°C 0.35×10-6 0.35 0.953 通过公式2计算出雷诺数就可判断水流方式： Re<2,000：分层式流动 Re：2,000-2,500：过渡式流动

长输管道基础知识

输油管道工程设计规范》 ( GB50253-2003) 1.输油管道工程设计计算输油量时，年工作天数应按350 天计算。 2.应在紊流状态下进行多品种成品油的顺序输送。 3.当顺序输送高粘度成品油时宜使用隔离装置。 4.埋地输油管道与其他用途的管道同沟敷设，并采用联合阴极保护的管道之间的 距离，最小净距为0.5 米。 5.管道与光缆同沟敷设时，其最小净距不应小于0.3 米。 6.当输油管道需改变平面走向适应地形变化时，可采用弹性弯曲、冷弯管、热煨 弯头。在平面转角较小或地形起伏不大的情况下，首先应采用弹性弯曲。采用热煨弯管时，其曲率半径不宜小于 5 倍管子外径，且应满足清管器或检测器顺利同过的要求。 7.输油管的平面和竖向同时发生转角时，不宜采用弹性弯曲。 8.一般情况下管顶的覆土层厚度不应小于0.8 米。 9.管道敷设采用套管时，输油管与套管之间应采用绝缘支撑。套管端部应采用防 水、绝缘、耐用的材料密封。绝缘支撑间距根据管径大小而定，一般不宜小于 2 米。 10.输油管道沿线应安装截断阀，阀门间距不应超过32 千米。人烟稀少地区可加大间距。 11.当输油管道的设计温度同安装温度之差较大时，宜在管道出土端、弯头、管径 改变处及管道和清管器收发装置连接处，根据计算设置锚固设施，或采取其他稳管措施。 12.输油管道沿线应设置里程桩、转角桩、阴极保护测试桩和警示牌等永久性标志。 13.里程桩应设置在油流方向的左侧，沿管道从起点至终点，每隔1kw 设置1个， 不得间断。阴极保护测试桩可同里程桩结合设置。 14.在管道改变方向处应设置水平转角桩。转角桩应设置在管道中心线的转角处左侧

水锤计算例题9-2

天津大学，水电站249页水锤压力例题9-2 某水电站压力管道长L=400m ，直接自水库引水，上下游水头差120m ，水击波速度a=1000m/s 。阀门全部开启（τ0=1）时，管道流速Vmax=4.5m/s 。(1)设阀门在0.5s 中全部关闭，求阀门断面最大水击压力。（2）设阀门按线性规律关闭，有效关闭时间Ts=4.8s 。①若阀门由全开到全关，求阀门断面最大水击压力。②若阀门由部分开启（τ0）到全关，求阀门断面最大水击压力。 解： 1判断水击类型 计算相长， s a L t r 8.01000 40022=?== （1）阀门在0.5s 中全部关闭， a L t 2<，发生直接水锤，)(4595.48 .910000m v g a H =?==? （2）阀门按线性规律关闭 ①有效关闭时间Ts=4.8s ，阀门由全开到全关，a L t 2> =0.8s ，发生间接水锤。 ②若阀门由部分开启（τ0=0.5）到全关，Ts=4.8s ×0.5=2.4（s ），a L t 2>=0.8s ，发生间接水锤。 2计算管道特性常数ρ、σ 91.1120 8.925.4100020max =???==gH av ρ 32.08.48.95.44000max =??== s T gH Lv σ 3判断何种间接水锤、计算水锤压力值 ①有效关闭时间Ts=4.8s ，阀门由全开到全关，ρτ0=1.91×1=1.91>1，为极限水锤。 采用表9-1中简化公式 38.032 .0232.0222=-?=-=σσξA m ； )(6.4512038.00m H H A m =?==?ξ ②若阀门由部分开启（τ0=0.5）到全关，Ts=4.8s ×0.5=2.4（s ） ρτ0=1.91×0.5=0.96<1，按照第一相水锤近似公式 32.05.091.1132.021201-?+?=-+=σ ρτσ ξA =0.39 )(8.4612039.001m H H A =?==?ξ

管道工程施工图预算工程量计算技巧

管道工程施工图预算工程量计算技巧 随着我国改革开放的深入，社会主义市场经济不断发育成熟，建筑工程造价管理体制也正由传统计划经济模式下的定额管理转向市场经济体制下的管理，而工程量的计算则成为建筑工程造价管理的重要组成部分。工程预算由两个方面组成，一是预算定额中各个工程量子目的预算单价；再就是该项工程子目的工程量。而工程量的计算则是工程预算工作的基础和重要组成部分。 1 计算顺序 确定工程量计算顺序，在划分分项工程项目的基础上，统筹考虑的原则是：先易后难。对后序工程量计算能提供依据的数据及辅助数据应一并预先算出，减少图纸翻阅次数，防止重复计算和漏算，提高计算准确性和速度。因此，确定管道工程施工图预算的自然或物理计量单位的工程量计算顺序显得尤为重要。 (1)自然计量单位的工程量计算顺序 自然计量单位的工程量计算顺序见表1: 表1自然计量单位计算顺序 按上述计算顺序计算自然计量单位的工程量，可进一步熟悉或更好地掌握具体单位工程的设计意图及系统构造，为后序和物理计量单位的工程量快速计算奠定基础。例如，采暖工程计算以"片"为单位的散热器工程量时，应分别统计总片数和总组数及布置相同、建筑开间尺寸相等的标准与非标准的立管根数，除了为计算立支管阀门和手动放风阀数量及散热器除锈刷油工程量提供依据外，又为列式快速计算立支管工程量提供了基础数据，此数据又可服务于施工预算及施工管理工作。即一次算出，多次利用，达到事牛功倍、快速计算之目的。 对于管道间或管廊内的阀门、法兰还应按规格及.数量分别加以标注"其中"字样，以便套用预算单价时执行人工费调整系数。 (2)物理计量单位的计算顺序 物理计量单位的计算顺序见表2。 表2物理计量单位计算顺序

水锤计算方法

第一节概述 一、水电站的不稳定工况 机组在稳定运行时，水轮机的出力与负荷相互平衡，这时机组转速不变，水电站有压引水系统(压力隧洞、压力管道、蜗壳及尾水管)中水流处于恒定流状态。 在实际运行过程中，电力系统的负荷有时会发生突然变化(如因事故突然丢弃负荷，或在较短的时间内启动机组或增加负荷)，破坏了水轮机与发电机负荷之间的平衡，机组转速就会发生变化。此时水电站的自动调速器迅速调节导叶开度，改变水轮机的引用流量，使水轮机的出力与发电机负荷达到新的平衡，机组转速恢复到原来的额定转速。由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 由于发电机负荷的变化是瞬时发生的，而导叶的启闭需要一定时间，水轮机出力不能及时地发生相应变化，因而破坏了水轮机出力和发电机负荷之间的平衡，导致了机组转速的变化。丢弃负荷时，水轮机在导叶关闭过程中产生的剩余能量将转化为机组转动部分的动能，从而使机组转速升高。反之增加负荷时机组转速降低。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象 当水轮机流量发生变化时，管道中的流量和流速也要发生急剧变化，由于水流惯性的影响，流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化，即产生水锤。导叶关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。反之导叶开启时，在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。无压引水系统中产生的水位波动计算在第八章已介绍。 二、调节保证计算的任务 水锤压力和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。调节保证计算的任务及目的是： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据之一；最小内水压力作为压力管道线路布置、防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据。 (2) 计算丢弃负荷和增加负荷时的机组转速变化率，并检验其是否在允许范围内。 (3) 选择水轮机调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值。

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。

水锤计算

第九章水电站的水锤与调节保证计算 第一节概述 一、水电站的不稳定工况 机组在稳定运行时，水轮机的出力与负荷相互平衡，这时机组转速不变，水电站有压引水系统(压力隧洞、压力管道、蜗壳及尾水管)中水流处于恒定流状态。 在实际运行过程中，电力系统的负荷有时会发生突然变化(如因事故突然丢弃负荷，或在较短的时间内启动机组或增加负荷)，破坏了水轮机与发电机负荷之间的平衡，机组转速就会发生变化。此时水电站的自动调速器迅速调节导叶开度，改变水轮机的引用流量，使水轮机的出力与发电机负荷达到新的平衡，机组转速恢复到原来的额定转速。由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 由于发电机负荷的变化是瞬时发生的，而导叶的启闭需要一定时间，水轮机出力不能及时地发生相应变化，因而破坏了水轮机出力和发电机负荷之间的平衡，导致了机组转速的变化。丢弃负荷时，水轮机在导叶关闭过程中产生的剩余能量将转化为机组转动部分的动能，从而使机组转速升高。反之增加负荷时机组转速降低。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象 当水轮机流量发生变化时，管道中的流量和流速也要发生急剧变化，由于水流惯性的影响，流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化，即产生水锤。导叶关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。反之导叶开启时，在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。无压引水系统中产生的水位波动计算在第八章已介绍。 二、调节保证计算的任务 水锤压力和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。调节保证计算的任务及目的是： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据之一；最小内水压力作为压力管道线路布置、防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据。

简单管水锤计算及演示程序说明-程永光

简单管水击计算及演示程序说明 （武汉水利电力大学水电站教研室，武汉430072） 1 程序名称及使用方法 1.1 程序名称 执行程序Singlep.exe，原代码文件Singlep.dpr和Single.pas。 1.2 使用方法 该程序是用面向对象编程环境Delphi 4.0编制而成的，可直接在Windows环境下运行。使用界面见图1和图2。 程序使用方法：程序启动后，自动进入图1中，首先填入“水库-管道-阀门”系统的原始参数；之后用鼠标单击数据确定接受数据；然后单击进行计算获得结果；接着可击“波动过程”页标进入图2；单击开始演示观察压力变化和传播过程；得到压力极值和压力分布过程。单击打印屏幕可将屏幕上的内容打印出来，单击打印曲线可将阀端压力变化过程线、最大最小压力沿程分布线打印出来。 图1 参数输入界面

图2 结果输出和参数变化过程显示界面 2 程序功能 能对“水库-管道-阀门”这样的简单引水系统的水力过渡过程进行计算和演示。计算功能可满足初步设计要求。演示功能，作为辅助教学手段，可加深学生对水击物理实质的理解。该程序能配合教材，对下列内容进行分析和演示教学： ①水击波的传播和反射； ②直接水击和间接水击； ③一相水击和末相水击； ④起始开度对水击的影响； ⑤开度变化规律对水击压力的影响； ⑥阀门启闭终了后的水击现象。 3 数学模型及参数说明 3.1 数学模型 采用特征线法。特征方程和特征线方程为 C g a dH dt dV dt f V V D dx dt a C g a dH dt dV dt f V V D dx dt a + - ++==+?? ? ????- ++==-?? ?????: : 2020 在特征线上将特征方程积分并整理有 C H C B Q C H C B Q P P P P P M M P + - =-=+:: 由这两式可解出未知量H p 和Q P 。式中

管径选择与管道压力降计算(二)61~91(精)

3 气—液两相流(非闪蒸型 3.1 简述 3.1.1 在化工设计中，经常可以遇到气体和液体混合物在管内并流的现象，此流动现象称为气—液两相流，这种现象可以在冷凝、蒸发、沸腾、起泡、雾化等过程中形成，如发生在蒸汽发生器及其加热管、蒸汽冷凝管中等场合。 气—液两相流的流动过程十分复杂，与单相流体的流动机理不同，没有类似单相流中的摩擦阻力系数与雷诺数之间的通用关联式，通常采用半经验性的关联式来进行计算。 3.1.2 两相流的压力降要比相同质量流速的单相流大得多，主要是： 3.1.2.1 由于管内壁持液，使管内径变小； 3.1.2.2 由于气—液两相间产生相互运动，导致界面能量损失； 3.1.2.3 液体在管中起伏运动，产生能量损失等。 在一般情况下，当气—液混合物中气相在6％—98％(体积范围内；应采用气—液两相流的计算方法来进行管路的压力降计算。 3.1.3 气—液两相流分为非闪蒸型和闪蒸型两类。液体非闪蒸是流体在流动过程中，气—液相体积分率不发生变化。液体闪蒸是随着压力的降低液体闪蒸流动。 3.1.4 气—液两相流管径的计算，应采用和流型判断相结合的方法，并根据流型判断结果初选管径。 3.1.5 确定气—液两相流的流动形式，对于两相流的压力降计算是非常重要的。在水平管中，气—液两相流大致可分七种类型，见表3.1.5—1；在垂直管中，气—液两相流大致可分成五种流型，见表3.1.5—2。 3.1.6 在工程设计中。一般要求两相流的流型为分散流或环状流，避免柱状流和活塞流，以免引起管路及设备严重振动。若选用的管路经计算后为柱状流，应在压力降允许的情况下尽量缩小管径，增大流速，使其形成环状流或分散流。也可采取增加旁路、补充气体、增大流量等其它办法避免柱状流。

(完整版)管道阻力的基本计算方法

管道阻力计算 空气在风管内的流动阻力有两种形式：一是由于空气本身的黏滞性以及空气与管壁间的摩擦所产生的阻力称为摩擦阻力；另一是空气流经管道中的管件时(如三通、弯头等)，流速的大小和方向发生变化，由此产生的局部涡流所引起的阻力，称为局部阻力。 一、摩擦阻力 根据流体力学原理，空气在管道内流动时，单位长度管道的摩擦阻力按下式计算： ρ λ 242 v R R s m ?= (5—3) 式中 Rm ——单位长度摩擦阻力，Pa ／m ； υ——风管内空气的平均流速，m ／s ； ρ——空气的密度，kg ／m 3； λ——摩擦阻力系数； Rs ——风管的水力半径，m 。 对圆形风管： 4D R s = (5—4) 式中 D ——风管直径，m 。 对矩形风管 )(2b a ab R s += (5—5) 式中 a ，b ——矩形风管的边长，m 。 因此，圆形风管的单位长度摩擦阻力 ρ λ 22 v D R m ?= (5—6) 摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管内壁的粗糙度有关。计算摩擦阻力系数的公式很多，美国、日本、德国的一些暖通手册和我国通用通风管道计算表中所采用的公式如下： ) Re 51 .27.3lg( 21 λλ +-=D K (5—7) 式中 K ——风管内壁粗糙度，mm ； Re ——雷诺数。 υvd = Re (5—8) 式中 υ——风管内空气流速，m ／s ； d ——风管内径，m ； ν——运动黏度，m 2／s 。 在实际应用中，为了避免烦琐的计算，可制成各种形式的计算表或线解图。图5—2是计算圆形钢板风管的线解图。它是在气体压力B ＝101．3kPa 、温度t=20℃、管壁粗糙度K ＝0．15mm 等条件下得出的。经核算，按此图查得的Rm 值与《全国通用通风管道计算表》查得的λ／d 值算出的Rm 值基本一致，其误差已可满足工程设计的需要。只要已知风量、管径、流速、单位摩擦阻力4个参数中的任意两个，即可利用该图求得其余两个参数，计算很方便。

管径选择与管道压力降计算单相流可压缩流体

2 单相流(可压缩流体) 简述 2.1.1本规定适用于工程设计中单相可压缩流体在管道中流动压力降的一般计算，对某些流体在高压下流动压力降的经验计算式也作了简单介绍。 2.1.2可压缩流体是指气体、蒸汽和蒸气等(以下简称气体)，因其密度随压力和温度的变化而差别很大，具有压缩性和膨胀性。 可压缩流体沿管道流动的显着特点是沿程摩擦损失使压力下降，从而使气体密度减小，管内气体流速增加。压力降越大，这些参数的变化也越大。 计算方法 2.2.1注意事项 2.2.1.1压力较低，压力降较小的气体管道，按等温流动一般计算式或不可压缩流体流动公式计算，计算时密度用平均密度；对高压气体首先要分析气体是否处于临界流动。 2.2.1.2一般气体管道，当管道长度L>60m时，按等温流动公式计算；L<60m时，按绝热流动公式计算，必要时用两种方法分别计算，取压力降较大的结果。 2.2.1.3流体所有的流动参数(压力、体积、温度、密度等)只沿流动方向变化。2.2.1.4安全阀、放空阀后的管道、蒸发器至冷凝器管道及其它高流速及压力降大的管道系统，都不适宜用等温流动计算。 2.2.2管道压力降计算 2.2.2.1概述 (1) 可压缩流体当压力降小于进口压力的10％时，不可压缩流体计算公式、图表以及一般规定等均适用，误差在5％范围以内。 (2) 流体压力降大于进口压力40％时，如蒸汽管可用式(2.2.2—16)进行计算；天然气管可用式—17)或式—18)进行计算。 (3) 为简化计算，在一般情况下，采用等温流动公式计算压力降，误差在5％范围以内。必要时对天然气、空气、蒸汽等可用经验公式计算。 2.2.2.2一般计算 (1) 管道系统压力降的计算与不可压缩流体基本相同，即 ⊿P＝⊿P f+⊿P S+⊿P N(2.2.2—1)

管道荷载计算方法

管道荷载计算方法 注意 （1）此设计规定应按照以下说明： 管道设计工作应按照规定执行。 （2）此规定指出工程设计专业必须为管道设计的需要来执行。 在规定基础上管道设计者可以作适当的修改。 2．荷载和外力的设计 2.1通则 当设计下列结构时，应考虑荷载。 各种荷载的联合作用在计算中的应用见2.14条。 2.2结构本体 应计算结构本体和防火材料的重量。 2.3动设备 对于泵、压缩机、马达等设备重量，要尽可能快地从制造商处获取相关数据，其中应包括控制、辅助设备、配管等重量。在对设备直接设在支架上的情况进行计算时，应尽可能快地提交相关动力影响因素。 2.4起重机荷载 起重机的荷重应根据制造商的数据来确定。 2.5容器、塔等 除容器和塔外，还包括过滤器、沉降槽、换热器、冷凝器及其配管。 根据该类设备各种荷载的综合情况，在计算中应包括以下重量/荷载。 （1）空重 这是容器、塔等的静止重量，包括衬里材料、保温、防火、阀门等，应根据制造商提供的数据推导出来。 （2）操作重 操作重是容器、塔等的空重，几在该单元操作过程中最大容量的重量之和。 （3）水压实验荷载 在现场需要对设备进行水压实验时，设计支架结构时应考虑该设备完全充满水的重量。当一个支撑支一台以上的容器时，该支撑应根据以下基础进行设计：在同一时刻，一台容器进行水压实验，而其他容器为空设备或仍处于操作状态中。 2.6活动荷载 （1）活动荷载应根据以下平台或通道的用途分为几个等级 （a）A级 主要用作人行通道，除了人可搬动的物品外，没有其他东西。例如台阶、楼梯平台、管架上人行道、仪表监测平台及阀门操作平台。 （b）B级 用于较轻的阀门、换热器、法兰、类似部件的检修工作，放置拆卸这些部件的工具，若在梁或桁架上放置重物须加小心。 （c）C级 承受特殊荷载。要根据特殊需要进行设计。 （2）活动荷载见表1

管道安装基础计算规则

第一章管道施工图识读 1. 设计规范要求，暖气支管不得小于DN20。 2. 保温常规做法――给水：防结露保温，热水：保温，消防：不保温，冷冻水：连阀门都需保温，冷却水：按设计要求，未要求可以不作。一般吊顶里的管道均需保温。 给水：暗敷防结露保温；明敷穿越门厅、卧室和客厅过门处必须做防结露保温。排水：暗敷做防结露保温；明敷公共厕所座便上反水弯必须做。 管井里除消防、喷洒管道管道外均做保温。 3. 镀锌钢管连接方式：《DN100丝接，>DN100可焊接（需防腐），可法兰焊接（需二次镀锌），少量可丝扣法兰连接。 4. 管道外皮距墙距离为25-50mm。 5. 采暖干管接立管时，当立管直线管段<15m时，采用2个90。弯头，当直线管段>15m 时采用3个90。弯头。 6. 施工时，排水管宁高勿低，地漏宁低勿高。 7. 标高规定：室内管道一般为管中，室外管道排水为管内底，给水为管顶。 8. 暖气片中应与窗同轴。 9. 闸阀：开关作用，阻力系数0.5；截止阀：调节开关作用，阻力系数19。 10. 补偿器分为：自然补偿，方型胀力，弯头，波纹补偿器，套筒补偿器，球型胀力，角质胀力。 11. 集气罐：干管末端，其管径为末端管道直径的4-6倍。膨胀水箱：稳压、排气、容纳膨胀水、信号作用。气压罐：稳压、排气。 膨胀水箱共五根管道：膨胀管、循环管、溢水管、排污管、信号管。 集气罐安装位置：管道接口距集气罐上端2/3，距下端1/3。 12. 按照标准图集，掌握热媒入口情况。 13. PP-R管可以套用铝塑复合管或给水U-PVC管道定额。 14. （1）刚性防水套管：Ⅰ型防水套管，Ⅱ型防水套管，Ⅲ型防水套管 Ⅰ型防水套管适用于铸铁管和非金属管；Ⅱ型防水套管适用于钢管；Ⅲ型防水套管适用于钢管预埋，将翼环直接含在钢管上。 （2）柔性防水套管一般适用于管道穿过墙壁处受有振动或有严密防水要求的构筑物。 一般管道穿外墙的管道加防水套管。穿水池的管道采用柔性防水套管。 若室外水位高采用柔性防水套管，若室外水位低采用刚性防水套管。 15. 一般水表管径比管道管径小一号。 16. 给水支管上凡是接两个以上供水点，支管均加活接头和法兰。若支管接水表除外。 17. 规定：洗脸盆（洗菜盆）上边缘距地800mm. 水嘴距脸盆上边缘200mm. 拖布池水嘴距拖布池上边缘300mm 座便给水距地250mm 脸盆给水距地450mm 18. 立管出地面时必须加阀门和活接头。 19. 消火栓：单栓DN65 规范：栓口向外，不应安装在门轴侧 双栓DN65或DN50 消火栓箱厚度》240mm，栓口中心距地 单栓+自救卷盘 1.1m 20. 水表的安装：住宅：阀门+水表 公共建筑：阀门+水表+阀门 室外：阀门+水表+阀门+泄水阀+减震等

第三节水锤计算的解析法

第三节水锤计算的解 析法 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

第三节水锤计算的解析法 一、直接水锤和间接水锤 （一）直接水锤 若水轮机开度的调节时间≤ 2L/c，则在水库反射波到达水管末端之前开度变化已经结束，水管末端只受因开度变化直接引起的水锤波的影响，这种现象习惯上称为直接水锤。由于水管末端未受水库反射波的影响，故基本方程式(14-5)和式(14-6)中的函数f(t-x/c)，用以上二式消去F(t+x/c)的直接水锤公式 从式（14-13）可以看出，当开度关闭时，管内流速减小，括号内为负值，△H为正，发生正水锤，反之，当开启时，△H为负，发生负水锤。直接水锤的压强界与流速变(V -Vo )和水管特性（反映在波速c 中）有关，而与开度的变化速度、变化规律和水管长度无关。 若管道中的初始流速Vo=5m/s,波速c=1000m/s,在丢弃全负荷时若发生直接水锤，△H将达510m，因此在水电站中直接水锤是应当绝对避免的。 （二）间接水锤 若水轮机开度的调节时间>2L/c,则在开度变化终了之前水管进口的反射波已经到达水管末端，此反射波在水管末端将发生再反射，因此水管末端的水锤压强是由向上游传播的水锤波F和反回水管本端的水锤波f叠加的结果，这种水锤现象习惯上称为间接水锤。显然，间接水锤的计算要比直接水锤复杂得多。间接水锤是水电站中经常发生的水锤现象，也是我们要研究的主要对象。 二、水锤的连锁方程 利用基本方程求解水锤问题，必须利用已知的初始条件和边界条件。 初始条件是水轮机开度未发生变化时的情况，此时管道中为恒定流，压强和流速都是已知的。 对于图14-1的简单管，边界条件是利用A、B两点。B点的压强为常数，令ζ=△H/Ho，则=0,水锤波在B点发生异号等值反射。 A点的边界条件较为复杂，决定于节流机构的出流规律。从《水力学》中我们知道水斗式水轮机喷嘴的边界条件可表达为

长距离输水水锤计算的方法与计算公式

长距离输水水锤计算的方法与计算公式 水锤压力的作用原理──管路内的水系统，系统内任一点水压力的瞬间变化，造 成整个水管路系统的压力巨变。 改善与防止 (1).改善─系统的压力变化幅度降低，压力变化时间延长 水锤压力是以sin,或cos函数曲线变化，说明如下： 1. F 大，则T 小 2. F 小，则T 大→ 上图中蓝色曲线是改善的方法。 降低瞬间压力升降的F值，延长水锤压力作用的时间 管路必须做应力分析，从应力分析曲线选择安装水锤 压力吸收器。如果随便找个地方安装，毫无学问与专 业，就不必念书了。 (2)防止─ 从管路设计开始，管路系统平衡的设计，管路材料的选择，???等 管路材料的选择是唯一最正确的防止方法。 Vw = 1/n ×√K/P Tc ＝2L / Vw △Hfr ＝Vw ×△Vr /g 其中， n= √ 1+ ID × K / E × SP 或 n= 1+ √ ID×K×(1.25-μ)/ E×SP 上项方程式中 ID 管的内径

SP 管的厚度 E 管材料的弹性系数 μ Poisson 常数 K 流体的buckling value P 流体密度 Tc 水锤发生的时间 L 管路长度 瞬间最大压力 由以上的数学方程式，管子的材料选择100%掌控值的大小。 这个=F，愈小愈好；愈大愈不好。上图中的F就是。 如果有需要可与我联系。该系统不但可以降低噪音到50db以下，也可以防止水锤造成的噪音与管路的伤害。缴税款。纳税人未按照规定期限缴纳税款的，扣缴义务人未按照规定期限解缴税款的，税务机关除责令限期缴纳外，从滞纳税款之日起，按日加收滞纳税款0.5‰的滞纳金。