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1、Ξ燃气管道摩擦阻力计算的探讨蒋祥龙(中国市政工程中南设计研究院,湖北武汉430010)摘要:分析了燃气管道摩擦阻力计算公式中各参数适用的基准状态,提出了天然气管道摩擦阻力计算时计量基准状态与摩阻计算基准状态不一致的的解决方案;通过计算比较,提出了柯列勃洛克公式的适用范围;分析了低压燃气管道摩擦阻力计算公式的计算误差,对摩擦阻力和摩阻系数计算公式的分类与选用提出了建议。关键词:燃气管道;摩擦阻力;计算公式;基准状态中图分类号:TU996文献标识码:BDiscussiononCalculationofFrictionalResistanceforGasP
2、ipelineJIANGXiang2long(CentralandSouthernChinaMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Wuhan430010,China)Abstract:Thispaperanalysesthereferenceconditionsthatareapplicabletotheparametersofformulaforcal2culatingthepressurelossfromfrictionalresistance(PLFR)ingaspipeline,putsfo
3、rwardasolutiontocalculatethepressurelosswhenthemeteringreferenceconditionisinconsistentwiththereferenceconditionforcalculat2ingPLFR.Comparingbycalculation,theproposalsonthescopeofapplicationofColebrookformulaareof2fered.AnalyzingthecalculationerroroftheformulaforcalculatingPLFR
4、inlow2pressuregaspipeline,theproposalsontheclassification,selectionoftheformulaforcalculatingPLFRandthecoefficientoffrictionalre2sistanceareprovided.Keywords:gaspipeline;frictionalresistance;calculationformula;referencecondition1引言0在文献中规定燃气小时计算流量的标准状态为0℃,101.325kPa。在我国城市燃气行业,人工
5、燃气一般按标准状态(0℃,101.325kPa)计量,对于天然气,国家有关部门规定按照20℃,101.325kPa进行计量。人工燃气和天然气计量基准状态不一致,燃气管道摩擦阻力计算的参数取值状态不明确,给有关规范的执行带来一定困难。在燃气管道摩擦阻力和摩擦阻力系数计算公式中,与气体状态有关的参数有温度、压力、燃气体积流量、密度、压缩因子、粘度等。在管道中燃气质量在城镇燃气工程的规划、可行性研究和工程设计中,燃气管道摩擦阻力计算(以下简称“摩阻计算”)对燃气管网管径确定、燃气输配系统压力级制选择以及项目经济性等的影响都是至关重要的。为此,本文对燃气管道
6、摩阻的计算进行探讨。1参数计算的基准状态流量相同的情况下,对不同温度、压力状态下的计算流量、密度等值,摩阻计算结果也不同,可能影响管径的确定,从而影响到工程项目的适用性和经济性。以0℃和20℃为例,因温度基准引起的体积流量、密度之差分别为7.322%,-6.822%,如不修正,摩擦阻力的差别较大。决定燃气管道计算的状态参数主要是温度和压力。对于压力,一般都采用101.325kPa,异议较小。对于温度,除了0℃,20℃外,也有用25℃,15.5℃作为基准。究竟取哪种状态作为燃气体积流量等参数的计算基准,取决于摩阻计算公式推导的前提和推导过程。在管道中燃
7、气为稳定流动和等温流动的前提下,燃气管道中的燃气流动由简化运动方程、连续性方程和气体状态方程组成2:式中:p1,p2燃气在管道起点、终点的绝对压力,Pa;燃气管段的长度,m;L燃气在摩阻计算基准状态(pm,Tm)qV,m的体积流量,m3Πs;燃气在管道中T、平均压力状态下的压Z缩因子;燃气在计算基准状态的压缩因子;ZmTmpmρm摩阻计算基准状态温度,K;摩阻计算基准状态压力,Pa;3燃气在计算基准状态的密度,kgΠm。从上述推导过程可见,摩阻计算基准状态(p,mTm)可以是任一给定的状态,但qV,m,ρm,Zm等应该与状态(pm,Tm)相对应。如果
8、将摩阻计算基准状态(pm,Tm)定义为标准状态(p0=101.325kPa,T0=273.15K),将p0=
