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1、石油化工设计谈计枚术ePItDceh皿calDeslng2图2,19(l)32一35重力自流管路的管径计算杨峋(中国石化工程建设公司,北京,l。以)11)摘要:重力自流管路因其无能量消耗,已在许多厂用厂笔者介绍了一种重力自流管工中获得广泛应,该,路的设计方法法从流体流动的基本理论及实验研究出发得出了适用于满流和自放空两种状态下重力自流管路管径的计算公式,并提供了计算实例.关键:词重力自流管路管径满流自放空/一lv一2。重力自流管路提供了一种费用低廉的流体输液体依靠位差和或压差从v流向送方法,已经在许多工厂中普遍应用。该方法依
2、对于图1的流体输送系统,其流动状态包括。,,,靠位差或压差输送流体例如流体从一精馏塔两种情况一种是管道中充满液体称为满流管,,,,顶全凝器流向回流罐或从塔底管道流人重沸器道对于过冷液体或流体中含有蒸汽但允许蒸汽。一。或者仅是简单的从高位容器流向低位容器重力进人V2的系统都属于满流管道另一种情况是,,,自流管路设计的中心是其管径的计算笔者围绕流体中含有蒸汽管道出现两相流而且蒸汽不允。一,一,这一问题进行讨论许进人v2蒸汽从v1中排放出称为自放空管。道现就这两种流动状态的管径计算分别进行叙。重力自流管路管径计算的理论考虑述1.1
3、满流时重力自流管路管径的计算:对满流管路系统假设如下·管路中液体满流·,、压力尸。尸,和尸:系统处于稳态操作保持不变·管路管径不变·。、这意味着0TTI和几相等液体密度不变图l重力自流管路且没有液体蒸发V一1V-此处所研究的系统是从的底部出口到:系统的稳态物料平衡方程为2的人,1。口处即图中虚线包括的部分系统是由WI一矶=0(l)。管路和弯头构成I,:。W是人口处的流量w是出口处的流量一,一v1的操作压力和温度分别是尸。和0Tv2,。I=因此W码。一一。是尸:和跳V1的标高比v2高相对于地面,v一1,一2而言的液位是0HV人
4、口管嘴处的标高为:一一;:一一。收稿日期2X()10323修回日期2X()l1226。,HZ口同样相对于地面而言液体管路出的标高:,,作者简介杨峋助理工程师1望沁年毕业于石油大学(华东)。。,l,是H在该点操作压力和温度分别是尸和T现在中国石化工程建设公司从事设计工作。一9第卷杨峋重力自流管路的管径i十算:系统的稳态机械能量平衡方程为pl=p。+咫(Ho一H、)(9),2/29+H,+p、/咫)W,一(V22/29+HZ+V,X:因此运用下式可得出尸2/咫)叭=E(2)丫=(H。一HZ)+(po一pZ)/用(10),、、式中
5、V,姚管路入口和出口处的流速;在式(8)中未知量被减少为三个:DL和fo—;。重力常数此时需要通过迭代法来确定管径D先假设一个—液体密度;D值,L可以在管路图中通过把弯头转化为等长—。。E系统摩阻损失的管道得出大多数重力自流管路在紊流区操—,,’。由于流体流过系统时的质量流量恒定而且作可用表1估算了」如果计算出来的D[公式,管径不发生变化因此通过管路系统的液体流速,(8)左边」与假设的D[公式(8)右边]不一样再假,,=Z。。相等即VV设一个D继续计算直到假设出来的D和计算、、系统的摩阻损失E包括人口摩阻沿程摩阻。出来的D相
6、等为止摩阻系数亦可利用chu二址u,。出口摩阻可表示为:或chen所提出的公式进行计算{2〕若操作过程刃=w(V2/29)(无1+/刀+kZ,声)(3)中液体流量发生变化管径应按最大预期流量进。kl和:口和出口的k系,。式中k是管路人数行计算这将确保满流管路具有足够的推动力无,=0.78,凡:=1.0[`]。乙口和出口影是排除人响表l紊流区不同管径管路的摩阻系数;D外的总当量管长是管道直径;f是达西摩阻系管径/达西摩阻系数(f)m,·一。é乃,、`n尹ùCj,s’;一’二CU飞g41.a0数v为流速/mw为质量流量/k’gh
7、V250.40。。VlW=wl…或姚或矶50,:80将公式(3)代人公式(2)重新排列后成为1oH,一HZ+pl一pZ/=/291.78+/D()()肥V2(声)1502X()一250(4)~30粼1〕:45~以】〕0管路内流体的流速可以表示为.V二W(/3仪刃助)(5)12自放空管路的管径计算,,一式中A管道横截面积自放空管路是指管路出现两相流汽相需从—一,一。通=26)V1中排出而不允许进人V2自放空重力自流初辫(e〕X可写为重力自流管路总推动力管路的设计是以iSmsPon和Wbl的实验工作为基[,1。s。。.mx=(万
8、1一从)+(p,一pZ)/肥(7)础51哪的实验装置是一个ogl4(3英将公式(5)及(7)代人公式(4),整理以后可得尺)长,管径0.330111/0.406m(/1613英寸)的无弯头。,e:管道Wbb的实验装置装有3个弯头并在最后到··D=石(1.75+/D)025/(.9万25)(
