管径选择SHJ35-91条文说明(3)

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编制本导则时曾用式2.1.10--1～2计算的每百米管道阻力降 (ΔP 1)，与详细计算的每百米管道最大阻力降（ΔP 2，即附表中的阻力降值）作了比较，情况如下:

一、水管道用式2.1.10--1计算的阻力降(ΔP 1)

小于附表3的阻力降 （ΔP 2）值，泵的吸入排出管道ΔP 1/ΔP2平均值为0·96，循环冷却水管道ΔP 1/ΔP2平均值为0·91，

1、饱和液体吸入管道ΔP 1/ΔP2的范围为0.856～1.048，平均值1.003;

2、不饱和液体吸入管道ΔP 1/ΔP2的范围为0.848～0.998, 平均值0.965; 3、泵的排出管道ΔP 1/ΔP2的范围为0.829～0.949,平均值0.921; 4、循环冷却水管道ΔP 1/ΔP2的范围为0.822～0.931,平均值0.908。 二、油品管道有一部份是处于滞流(层流)状态，公式2.1.10--1～2是不适用的。湍流状态下，由公式2.1.10--1计算的阻力降 (ΔP 1 )均大于附表4--1～3中的阻力降值(ΔP2)，情况如下:

1、油品运动粘度为5×10m/s的管道，其ΔP 1/ΔP2的平均值为1.117。 饱和液体吸入管道DN20和DN25的最大流量时，均处于滞流状态。DN40～DN500的最大流量时，ΔP 1/ΔP2范围处于0.953～1.219平均值1.141;

不饱和液体吸入管道DN20和DN25在最大流量时，均处于滞流向湍流的临界状态，DN40～DN500在最大流量时ΔP 1/ΔP2的范围为0.974一1.184，平均值1.126。 泵的排出管道DN20在最大流量时，处于滞流向湍流的临界状态。DN25～DN500在最大流量时ΔP 1/ΔP2的范围为0.910一1.136，平均值1.083。

2、油品运动粘度为30×10m/s的管道，其ΔP 1/ΔP2的平均值为1.195。

饱和液体的泵吸入管道中DN25、40、50、80，在最大流量时，处在滞流状态，DN100(在最大流量时，处在滞流向湍流的临界状态。DN150～DN500，处在最大 流量时ΔP 1/ΔP2的范围1.059～1.256，平均值1.181；

不饱和液体的泵吸入管道中DN25、40、50在最大流量时，处在滞流状态，DN80、100在最大流量时，处在滞流向湍流的临界状态。DN150～DN500在最大流量时 ΔP 1/ΔP2的范围为1.093～1.269平均值1.204。

泵的排出管道中DN25、40，在最大流量时，处在滞流状态，DN50、80在最大流量时，处在滞流向湍流的临界状态。DN100～DN500在最大流量时，ΔP 1/ΔP2

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的范围为1.052～1.269平均值1.201。

3、油品运动粘度为100×10m/s的管道，其ΔP 1/ΔP2的平均值为1.130。 饱和液体的泵吸入管道中DN40,50,80,100,150，200在最大流量时，均处于滞流状态。DN250,300，在最大流量时，处于滞流向湍流的临界状态。DN350～ DN500在最大流量时，ΔP 1/ΔP2的范围为1.O68～1.144，平均值1.109。

不饱和液体的泵吸入管道中，DN40,50,80，100，150在最大流量时，处于滞流状态，DN200在最大流量时处于滞流向湍流的临界状态。DN250～DN500在最 大流量时ΔP 1/ΔP2的范围为1.054～1.185，平均值1.131。

泵的排出管道中，DN40,50,80,100在最大流量时，处于滞流状态，DN150，在最大流量时，处于滞流向湍流的临界状态。DN200至DN500的ΔP 1/ΔP2的范围为1.052～1.224，平均值1.152。

三、饱和水蒸气管道用式2.1.10—2计算的每百米管道阻力降 (ΔP 1)，小于附表5的阻力降值 (ΔP2)。

1·绝对压力为0.3MPa的水蒸气管道，ΔP 1/ΔP2的范围为0.806～0.899，平均值0.878。

2·绝对压力为0.6MPa的水蒸气管道，ΔP 1/ΔP2的范围为0.766～0.845，平均值0.825;

3·绝对压力为1.0MPa的水蒸气管道，ΔP 1/ΔP2的范围为0.735～0.807，平均值0.786;

四、压缩空气管道用式2.1.10—1计算的每百米管道阻力降 (ΔP 1)常压管道大于附表6的阻力降值 (ΔP2);有压力管道小于附表6的阻力降值:

1.绝对压力为0.101MPa的空气管道，ΔP 1/ΔP2的范围为0.985～1.095，平均值1.050;

2.绝对压力为O.4 5MPa的空气管道，ΔP 1/ΔP2的范围为0.842～0.915，平均值0.898;

3. 绝对压力为O.8MPa的空气管道，ΔP 1/ΔP2的范围为0.789～0.841，平均值0.827;

4. 绝对压力为1. 5MPa的空气管道，ΔP 1/ΔP2的范围为0.725～0.770，平均值0.756;

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综合以上情况，可以得出以下结论:

一、类似水的物料管道，用式2.1.10—1～2计算的阻力降若小于允许管道阻力降的90%，一般是可行的;

二、油品管道 (运动粘度较大)应首先核算雷诺数，判断是否处在滞流状态，如果是滞流，则应按本导则第2.2.3～2.2.4条进行核算。当运动粘度为30×10m/s的油品管道，DN50以下和运动粘废为100×10m/s的油品管道DN100 (包括DN100)以下用式2.1.10—1～2计算的管道阻力降误差甚大，所以参照本导则附表4--1～3进行初步的管径选择较好，若用公式计算，则应进行认真的阻力降验算。

三、饱和水蒸汽管道用式2.1.10—1～2计算阻力降，误差可能达到27%，但每百米管长最大阻力降控制值小，每百米管长阻力降的误差值约为进口绝对压力的0.005～0.007，在实际生产中是不会引起显著影响的。

四、常压的空气管道用式2.1.10—1～2计算，阻力降的误差很小，有压力的空气管通，阻力降的误差仅为进口绝对压力的0.0016～0.0028，实实际生产中是不会引起显著影响的。

本条所指\管道的允许阻力降限制比较严格的管道\按以上分析，有以下几种情况:

一、按式2.1.10—1～2计算的管道阻力降已达到由位差、压差决定的允许阻力降的90%，而位差、压差不可能再作调整的管道;

二、按式2.1.10—1～2计算的管道阻力降已达到流体输送设备所能提供的允许阻力降85%的管道;

三、运动粘度较大的油品管道，流动状态有可能处于滞流 (层流)状态的管道，可参见本条前面的说明。

本导则没有提供闸阀不同开度的当量长度，也没有提供闸阀、截止阀、蝶阀、旋塞阀不同开度的局部阻力系数。认为采用增大局部阻力来增大安全系数不如作详细的阻力计算复核好。因为增大局部阻力是无效的消耗能量，不应采取这种措施减少设计工作量。

第2·2·2条 本条只是说明管道的阻力降是由直管部分的阻力降和管件部分的局部阻力降两部分组成，\分别计算\是为了引出以下条文，说明直管部分阻

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力降与管件局部阻力降的不同计算方法，并非要求必须分两部分进行计算。 在实际工作中，有利用以下公式进行综合计算的:

ΔPf=[λ·（L+ΣLe）/di+ΣK]·(ρu/2)·10 (明2.2.2一1) ΔPf=[λ·（L+ΣLe）/di+ΣK]·(υG/2)·10 (明2.2.2一2) 以上式中:

ΔPf____管道的阻力降 ;kpa:;

λ____直管的阻力系数: L_____直管的长度 (n)); Le_____管件的当量长度 (m); di————管内径 (m); K——管件的局部阻力系数; ρ——流体密度 (kg/m3); υ——流体比容 (m3/kg) u——流体的流速 (m/S);

G——流体的质量流速（kg/m3·S）。

同一个管件已经计算了当量长度，就不再计算局部阻力系数，反之亦然，以免重复计算了该管件的局部阻力降。

公式明2.2.2--1～2是考虑了在一个管道系统中，有些管件的局部阻力降可用当最长度法计算，而另--些管件的局部阻力降需用局部阻力系数计算的情况。 第2·2·3条 公式2.2.3--1和公式2.2.3--2可以利用下列关系式互相推导出来，

G=ρu ρυ=1

在--般流体力学的资料中，很少提出公式2.2.3--2，然而在生产装置的工艺设计中，物料的流量多是以质量流量 (qm)表示的，如果利用公式2.2.3--2，则则可直接通过qm计算，没有必要进行质量流量和体积流量的换算。

第2·2·4条 图2.2.4是奠迪图 (Moody friction chart)，公式2.2.4—3

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是光滑管阻力系数的布拉修斯(BlasiuS)计算公式，公式2.2.4—4和2.2.4--5是粗糙管阻力系数计算的科尔博鲁克----怀特公式(Cole-brook and White)，都是在工程设计中广泛采用的。

最好采取查图与公式计算相结合的方法求取阻力系数。

因为查图时易读错数据，也不易取准，若将查图得到的读数代入公式试算可以起到相互核对的作用。

如果仅利用公式计算，则可以采用公式明2.1.1--1的计算值作为第一次试算的数据代入公式2.2.4--4。

由滞流(层流)转变为湍流 (紊流)的雷诺数为2320,然而在工程应用中认为镭诺数小于2000时存在稳定的滞流，而镭诺数大于2000，小于4000时，流体的流动处在临界区状态，管道的阻力系数是不稳定的，工程设计中采用光滑管的阻力系数求管道阻力降。

由边界层的研究得知，当粗糙度镭诺数大于70时，阻力系数与雷诺数无关， 只随管壁的粗糙度而异，如公式2.2.4--5所表示。

粗糙度雷诺数与管子的相对粗糙度，流体流动的雷诺数和管子的阻力系数有关，如下式所示，

Rer=(ε/ di)·（Re）·（√λ/8） (明2.2.4--1) 式中 Rer---粗糙度雷诺数;

ε---管壁的绝对粗糙度 (m); di---管子内径; Re---流体流动的雷诺数； λ---直管阻力系数。 当Rer =70时，由明2.2.4--1可得

Re =70×√8 ×（di /ε）×（1/√λ）=198（di /ε）（1/√λ） (明2.2.4--2) 以公式2.2.4一5代入上式得:

Re=396（di /ε）·log(3·7di /ε) (明2·2·4-3) 所以公式2·2·4一5适用于下述条件:

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