燃气管道水力计算表
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三化业务建设燃气管道水力计算表设计和使用说明完成部门:完成时间:目录一、燃气管道水力计算表的适用范围 (3)二、燃气管道水力计算表的编制依据 (3)三、燃气管道管材和管件的选用 (5)四、燃气管道水力计算表的使用步骤 (6)五、燃气管道管径的推荐值 (7)一、燃气管道水力计算表的适用范围本计算表的适用范围:适用于常温下,中压和低压庭院燃气管道阻力的计算。
可使用本计算表求出给定流量和管径的燃气管道的单位长度压力损失,通过确认单位长度压力损失、总压力损失是否在合理范围内,从而判断所选管径是否合理;平时工作中可使用本计算表求出庭院燃气管道和入户燃气管道的流量、管道阻力损失,得出每个接点的燃气管道压力值。
二、燃气管道水力计算表的编制依据2.1 燃气管道流量的计算根据《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)的10.2.9节,居民生活用燃气计算流量可按下式计算:n h kNQ Q ∑= (1)Q h ——燃气管道的计算流量(m 3/h ); k ——燃具同时工作系数;N ——同种燃具或成组燃具的数目; Q n ——燃具的额定流量(m 3/h );燃具为燃气双眼灶、快速热水器时,同时使用系数按《城镇燃气设计规范》GB50028-2006附录F 取值。
燃具为热水器、浴槽水加热器或采暖炉时,同时使用系数《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》CJJ12-99表3.3.6-2取值。
附件xls 文件第一张表中列出了2000户之内的同时使用系数。
2.2 摩擦阻力系数的计算通过求解《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)的6.2.5节给出的柯列勃洛克公式可求出摩擦阻力系数,柯列勃洛克公式为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡λ+-=λRe 51.2d 7.3Klg 21 (2)λ——燃气管道摩擦阻力系数;K ——管壁内表面的当量绝对粗糙度(mm ),对钢管:输送天然气和气态液化石油气时取0.1mm ;输送人工煤气时取0.15mm ;d ——管道内径(mm );Re ——雷诺数,无量纲。
目录目录 (1)常用水力计算Excel程序使用说明 (1)一、引言 (1)二、水力计算的理论基础 (1)1.枝状管网水力计算特点 (1)2.枝状管网水力计算步骤 (2)3.摩擦阻力损失,局部阻力损失和附加压头的计算方法 (2)3.1摩擦阻力损失的计算方法 (2)3.2局部阻力损失的计算方法 (3)3.3附加压头的计算方法 (4)三、水力计算Excel的使用方法 (4)1.水力计算Excel的主要表示方法 (5)2.低压民用内管水力计算表格的使用方法 (5)2.1计算流程: (5)2.2计算模式: (6)2.3计算控制: (6)3.低压民用和食堂外管水力计算表格的使用方法 (7)3.1计算流程: (7)3.2计算模式: (7)3.3计算控制: (7)4.低压食堂内管水力计算表格的使用方法 (8)4.1计算流程: (8)4.2计算模式: (8)4.3计算控制: (9)5.中压外管水力计算表格的使用方法 (9)5.1计算流程: (9)5.2计算模式: (9)5.3计算控制: (10)6.中压锅炉内管水力计算表格的使用方法 (10)6.1计算流程: (10)6.2计算模式: (10)6.3计算控制: (11)四、此水力计算的优缺点 (11)1.此水力计算的优点 (11)1.1.一个文件可以计算不同气源的水力计算 (11)1.2.减少了查找同时工作系数,当量长度的繁琐工作 (12)1.3.进行了计算公式的选择 (12)1.4.对某些小细节进行了简单出错控制 (12)2.此水力计算的缺点 (12)2.1................................................................................................................ 不能进行环状管网的计算 (12)2.2.没有采用下拉菜单等可操作性强的方式 (12)2.3.没有将某些已有的管件压损计算公式模块嵌入计算表中 (12)2.4.没有将气源性质计算公式计算表中 (12)五、存在问题的改进 (13)六、后记 (13)常用水力计算Excel程序使用说明、引言随着我国经济的迅猛发展,人们对居住环境及生活条件改善的需求更加迫切。
公式:
式中:
λ计算
公式:36.73699式中:λ--水力摩阻系数
lg--常用对数
K--钢管内壁绝对粗糙度(m )规划P411
d--管内径(m)
Re--雷诺数规划P411Re计算
公式
式中:Re--雷诺数
D--管道内径(m )
ν--燃气在管道内的流速(m/s )
v--燃气的运动粘度(m 2/s )高压、次高压和中压燃气管道水力计算
计算公式:按《城市燃气设计规范》GB50028-93(2002年版)中5.2.5条规定执行P36本计算表用于计算单一直管段的终点压力
P 1--燃气管道起点的压力(绝压kPa )
d--管道内径(mm )
ρ--气体的密度(kg/m 3)
T--设计中采用燃气的温度(K )T 0--273.15K
P 2--燃气管道终点的压力(绝压kPa )
Z--压缩因子,当燃气压力小于1.2MPa (表压)时,Z 取1
L--燃气管道计算长度(Km )
λ--水力摩阻系数见:GB50251-94 中3.3.2.3条 P7
Q--燃气管道的计算流量(m 3/h )
Z T T d Q L P P 0
521022211027.1ρλ⨯=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=λλRe 51.271.3lg 01.21d K v D υ=
Re 15.112.0100100
m
P Z +=
Z 的计算公式:
P m --
计算管段的管道平均压力(MPa )Z--计算管段平均压力下的气体压缩系数15
.112.0100100
m
P Z +=⎪⎪
⎭
⎫
⎝⎛++=212
2132P P P P P m
.5条规定执行P36。
管段号Q(W)G(Kg/s)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)△Py=RL(Pa )∑ξ△Pd(Pa)△Pj=△Pd·∑ξ(Pa)△P=△Py+△Pj 12345678910111247801722758 5.6800.15 4.0622.74410.8243.2866.02486311121717.2700.17 6.4746.58114.914.961.48494843116667.2500.2214.04101.09123.6623.66124.75503375111617.2500.157.2952.48110.8210.8263.3511907165610400.148.7187.1 3.59.4333120.15215445531 2.7320.1511.9432.24410.8243.2875.525312144418 2.7320.127.4920.224 6.9327.7247.94548843304.2 2.7250.1517.5147.28410.8243.2890.56555542190 2.7200.1624.8166.99412.3149.24116.2356224177 2.7200.06 4.4612.044 1.73 6.9218.9657212073 2.7200.06 4.0510.944 1.73 6.9217.8658190716560.5400.148.71 4.36 2.59.4323.5827.945980172275814800.15 4.0656.84310.8232.4689.36015639538 2.7250.2853.38144.12437.71150.84294.96611856642150.0914.4328.8631 3.96122.76151.62直流三通,φ40弯头,闸阀,乙字弯 ∑(△P=△Py+△Pj)1,47~59,15=1034.87系统作用压力富裕率△%=[△PⅥ1-∑(△P=△Py+△Pj)1,47~59,15] / △PⅥ1=(1071-1034.87) /1071=3.37%立管Ⅵ 第2层散热器 环路Ⅵ2 作用压力△PⅥ2=1492直流四通,φ25括弯散热器φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通 ∑(△P=△Py+△Pj)60.61=446.58不平衡百分率xⅥ2=[△P60.61-∑(△P=△Py+△Pj)60.61] / △P60.61=(457.82-474.52) /457.82=-3.65%直流三通直流三通φ70.90煨弯,旁流三通直流三通,闸直流四通,φ20括弯直流四通,φ20括弯直流四通,φ20括弯直流四通,φ25括弯直流四通,φ25括弯直流四通,φ32括弯φ70.90煨弯,闸阀,旁流三通重力循环双管热水供暖系统管路水力计算表立管Ⅵ 第1层散热器 环路Ⅵ1 作用压力△PⅥ1=1071直流三通6212638435 2.7200.34110.69298.86456.52226.08524.94631856642150.0914.4328.8631 3.96122.76151.62649637332 2.7200.2666.77180.28433.05132.2312.48651856642150.0914.4328.8631 3.96122.76151.62666636228 2.7150.33157.35424.85552.25261.25686.1671856642150.0914.4328.8631 3.96122.76151.62683635125 2.7150.1848.57131.14515.8479.2210.34692187752150.1119.7439.4831 5.82180.41219.89散热器φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通 ∑(△P=△Py+△Pj)64.65=464.1不平衡百分率xⅥ2=[△P58.60.62.64.65-∑(△P=△Py+△Pj)58.60.62.64.65] / △P58.60.62.64.65=(1506.61-1311.94)/1506.61=12.92%立管Ⅵ 第5层散热器 环路Ⅵ5 作用压力△PⅥ5=2754直流四通,φ15括弯散热器φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通 ∑(△P=△Py+△Pj)68.69=430.23不平衡百分率xⅥ2=[△P58.60.62.64.66.68.69-∑(△P=△Py+△Pj)58.60.62.64.66.68.69] / △P58.60.62.64.66.68.69=(2471.07-2276.65)/2471.07=7.87%直流四通,φ15括弯散热器φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通 ∑(△P=△Py+△Pj)66.67=837.72不平衡百分率xⅥ2=[△P58.60.62.64.66.67-∑(△P=△Py+△Pj)58.60.62.64.66.67] / △P58.60.62.64.66.67=(1974.55-1998.04)/1974.55=-1.19%立管Ⅵ 第6层散热器 环路Ⅵ6 作用压力△PⅥ6=3175立管Ⅵ 第3层散热器 环路Ⅵ3 作用压力△PⅥ3=1930直流四通,φ20括弯散热器φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通 ∑(△P=△Py+△Pj)62.63=676.56不平衡百分率xⅥ2=[△P58.60.62.63-∑(△P=△Py+△Pj)58.60.62.63] / △P58.60.62.63=(1021.05-999.46)/1021.05=2.11%立管Ⅵ 第4层散热器 环路Ⅵ4 作用压力△PⅥ4=2334直流四通,φ20括弯不平衡百分率xⅥ2=[△P60.61-∑(△P=△Py+△Pj)60.61] / △P60.61=(457.82-474.52) /457.82=-3.65%通,φ40弯头,闸阀,乙字弯4.87-1034.87) /1071=3.37%通,φ25括弯φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通52) /457.82=-3.65%通通70.90煨弯,旁流三通通,闸阀,乙字弯通,φ20括弯通,φ20括弯通,φ20括弯通,φ25括弯通,φ25括弯通,φ32括弯70.90煨弯,闸阀,旁流三通附注13通φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通=(1506.61-1311.94)/1506.61=12.92%通,φ15括弯φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通.66.68.69=(2471.07-2276.65)/2471.07=7.87%通,φ15括弯φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通6.67=(1974.55-1998.04)/1974.55=-1.19%通,φ20括弯φ15,90弯头截止阀乙字弯分流三通合流四通21.05-999.46)/1021.05=2.11%通,φ20括弯52) /457.82=-3.65%。
庭院燃气管道水力计算1)低压燃气管道的基本计算公式(单位长度的摩擦阻力损失) 低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失应按下式计算:L ∆P =6.26×107λ52dQ ρ0T T (公式2)式中 △P——燃气管道摩擦阻力损失(Pa );λ——燃气管道摩擦阻力系数;计算方法如下公式3-公式6计算。
L——燃气管道的计算长度(m ); Q——燃气管道的计算流量(m 3/h ); d——管道内径(mm ); ρ——燃气的密度(kg/m 3);T ——设计中所采用的燃气温度(K ), 本设计中取燃气温度为15℃; T 0——273.15(K );不同流态下, 摩擦阻力系数λ值不同, 计算公式如下:层流状态(Re<2100): (公式3) 临界状态(Re=2100~3500): (公式4)紊流状态(Re>3500): 钢管 (公式5)铸铁管284.0Q d 5158d 1102236.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=v λ (公式6)式中 λ——燃气管道摩擦阻力系数;Re ——雷诺数, , d 为管道内径(m ), 为管道断面的平均流速(m/s ), d——管道内径(mm );Q——燃气管道的计算流量(m 3/h );v ——燃气的运动粘度(m 2/s );△——管壁内表面的当量绝对粗糙度, 对钢管: 输送天然气和气态液化石油气时取0.1;输送人工煤气时取0.15。
对于庭院燃气管道, 燃气在管道中的运动状态绝大多数在紊流过渡区, 因此一般取, 相应的单位长度的摩擦阻力损失计算公式为:L ∆P=6.9×10625.0Q d 2.192d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆v 52d Q ρ0T T(公式7) 2)低压燃气管网压降及压降分配(1)城镇低压燃气管道从调压柜到最远端燃具的管道允许阻力损失城市燃气管网与用户的连接有两种方法: 一、通过用户调压器与燃具连接, 这样管网中压力的波动不影响用户处的压力, 燃器具就能在相对恒定压力下工作;二、用户直接与低压管网相接, 这样, 随着管网中流量的变化和压力的波动, 燃具前的压力也随之变化。
公式:
式中:
λ计算
公式:36.73699式中:λ--水力摩阻系数
lg--常用对数
K--钢管内壁绝对粗糙度(m )规划P411
d--管内径(m)
Re--雷诺数规划P411Re计算
公式
式中:Re--雷诺数
D--管道内径(m )
ν--燃气在管道内的流速(m/s )
v--燃气的运动粘度(m 2/s )高压、次高压和中压燃气管道水力计算
计算公式:按《城市燃气设计规范》GB50028-93(2002年版)中5.2.5条规定执行P36本计算表用于计算单一直管段的终点压力
P 1--燃气管道起点的压力(绝压kPa )
d--管道内径(mm )
ρ--气体的密度(kg/m 3)
T--设计中采用燃气的温度(K )T 0--273.15K
P 2--燃气管道终点的压力(绝压kPa )
Z--压缩因子,当燃气压力小于1.2MPa (表压)时,Z 取1
L--燃气管道计算长度(Km )
λ--水力摩阻系数见:GB50251-94 中3.3.2.3条 P7
Q--燃气管道的计算流量(m 3/h )
Z T T d Q L P P 0
521022211027.1ρλ⨯=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=λλRe 51.271.3lg 01.21
d K v D υ=
Re 15.112.0100100
m
P Z +=
Z 的计算公式:
P m --
计算管段的管道平均压力(MPa )Z--计算管段平均压力下的气体压缩系数15
.112.0100100
m
P Z +=⎪⎪
⎭
⎫
⎝⎛++=212
2132P P P P P m
.5条规定执行P36。