第6章 燃气管网的水力计算

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1、2015/11/11第6章燃气管网的水力计算第6章燃气管网的水力计算6.1管道内燃气流动的基本方程式6.2城市燃气管道水力计算公式和计算图表6.3燃气分配管网计算流量6.4室内燃气管道水力计算6.5枝状配气管网水力计算6.6环状管网的水力计算12015/11/11燃气管网水力计算的任务（1）管道设计根据燃气的计算流量和允许的压力损失计算管道直径，以确定管道投资和金属消耗。（2）已有管道进行流量和压力损失的验算，以充分发挥管道的输气能力，或决定是否需要对原有管道进行改造•水力计算正确与否关系到经济性、可靠性6.1管道内燃气流动的基本方程1、气体在管道内流动，沿着气体流动方向，压

2、力下降，密度、流速和温度在变化。2、描述气体管流状态需要4个参数，压力、密度、温度和流速。3、为了求解4个参数，需要连续性方程、运动方程、能量方程和气体状态方程。4、在多数情况下，可以认为管道内燃气流动是等温的。5、(x,t),PP(x,t),WW(x,t)6、以刚性管道的一元流动为基础，选取一个微元控制体来推导燃气流动的基本方程。22015/11/111、计算燃气管道任意时间任意位置参数所用的方程式运动方程(流体动量的改变量等于作用于该流体上的所有力的冲量之和)重力压力摩擦力惯性项对流项P22W(W)(W)gsin(1)xd2tx

3、连续性方程(W)0(2)tx气体状态方程PZRT(3)非线性偏微分方程组，一般无解析解2、稳定流动方程式城市燃气输配中，常常不需要考虑不稳定问题运动方程重力压力摩擦力惯性项对流项P22W(W)(W)gsin(1)xd2tx连续性方程(W)0(2)tx气体状态方程PZRT(3)32015/11/112、稳定流动方程式城市燃气输配中，常常不需要考虑不稳定问题dP2运动方程Wdxd2Q0,W0,0连续性方程W常数为标准状态下的流气体状态方程PZRT质量量、速度流量和密度W常数MWF

4、WFQ00002Q2Q0W00W200FF2Q20W200FP00Z0RT00P0TZPTZPZRT002dpWdxd222dPQQPTZ00020020dx2dF2dFPTZ00216QTZPdP0Pdx25002dTZ0042015/11/11等温流动时，高压和低压燃气管道计算的基本公式216QTZPdP0Pdx25002dTZ00假设在PPP和0xL范围内λ、T和Z为常数，21对上式积分:222Q0TZPP1.62λρPL12500参数dTZ00说明对于低压燃气管道

5、：算术平均值22PP(PP)(PP)ΔP2P121212m222PP1.62λQPTZ1200ΔPρL502P2dPTZmm002QTZ00.815ρ0L低压燃气dTZ00管道中近似取为152015/11/11采用习惯的常用单位•高中压燃气管道的基本计算公式Nm3/hkPa222PPQT12701.2710λρZ50LdT0mm•低压燃气管道的基本计算公式Nm3/hPa2ΔP7Q0T6.2610ρ50LdT0mm3.燃气管道摩擦阻力系数反映管内燃气流动摩擦阻力的一个无因次系数影响因素燃气的流动状况、燃气的性质、管道材质(管内壁粗糙度)、管

6、道的连接方法及安装质量、等是雷诺数和相对粗糙度的函数fRe,d62015/11/11WdRe4QReQdW40Q0Re2dQd004Q4Q00Red3.燃气管道摩擦阻力系数64①层流区（Re≤2100）Re②临界区（2100＜Re≤3500）3扎依琴柯公式0.0025Re72015/11/11③紊流区（Re>3500）水力光滑区，过渡区，阻力平方区12.51Colebrook公式2lg3.7dRe△：管道内壁的当量绝对粗糙度0.25钢管、塑料管68阿里特苏里公式0.11

7、dRem11铸铁管AmBm谢维雷夫公式dReA0.0125,B0.75,m0.284第6章燃气管网的水力计算6.1管道内燃气流动的基本方程式6.2城市燃气管道水力计算公式和计算图表6.3燃气分配管网计算流量6.4室内燃气管道水力计算6.5枝状配气管网水力计算6.6环状管网的水力计算82015/11/116.2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64①层流区（Re≤2100）ReΔP10Q0T1.1310ρ40LdT0Re-21