压力管道的水力计算和直径的确定

水电站复习思考题（1）复习思考题（水轮机部分）（一）1.水电站的功能是什么，有哪些主要类型？2.水电站的装机容量如何计算？3.水电站的主要参数有哪些（H、Q、N、N装、P设、N保），说明它们的含义？4.我国水能资源的特点是什么？5.水力发电有什么优越性？复习思考题（水轮机部分）（二）1.水轮机是如何分为两大类的？组成反击式水轮机的四大部件是什么？水轮机根据转轮内的水流运动和转轮转换水能形式的不同可分为反击式和冲击式水轮机两大类。

组成反击式水轮机的四大部件是：引水部件、导水部件、工作部件、泄水部件2.反击式和冲击式水轮机各是如何调节流量的？反击式水轮机：水流在转轮空间曲面形叶片的约束下，连续不断地改变流速的大小和方向。

冲击式水轮机：轮叶的约束下发生流速的大小和方向的改变，将其大部分的动能传递给轮叶，驱动转轮旋转。

3.什么是同步转速，同步转速与发电机的磁极对数有什么关系？尾水管的作用是什么？同步转速：电机转子转速与定子的旋转磁场转速相同(同步)。

同步转速与发电机的磁极对数无关。

尾水管的作用：①将通过水轮机的水流泄向下游；②转轮装置在下游水位之上时，能利用转轮出口与下游水位之间的势能H2；③回收利用转轮出口的大部分动能4.水轮机的型号如何规定？效率怎样计算？根据我国“水轮机型号编制规则”规定，水轮机的型号由三部分组成，每一部分用短横线“—”隔开。

第一部分由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水轮机型式。

第二部分由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式和引水室的特征；第三部分为水轮机转轮的标称直径以及其它必要的数据。

水轮机的效率：水轮机出力（输出功率）与水流出力（输入功率）之比。

Ƞ=P/Pw5.什么是比转速？54H s n表示当工作水头H=1m 、发出功率N=1kw 时，水轮机所具有的转速n 称为水轮机的比转速。

复习思考题（水轮机部分）（三）1.解释水轮机效率的组成，三种效率之间的关系如何？什么是水轮机的最优工况？水力效率ηs、容积效率ηv、机械效率ηj。

压力管道试验压力计算引言压力管道是工业生产中广泛使用的一种输送介质的管道。

为保证管道的安全性能，必须进行试验以验证其承压能力。

在进行压力试验时，需要准确计算试验压力，以确保管道的安全运行。

本文将介绍压力管道试验压力的计算方法，并以Markdown 文本格式输出。

压力管道试验压力计算方法压力管道试验压力的计算需要考虑以下几个因素：1.管道的公称直径和壁厚：管道的公称直径和壁厚是计算试验压力的基本参数。

根据管道的公称直径和壁厚，可以确定管道的承压能力，从而得到试验压力的计算依据。

2.强度设计系数：管道在设计时一般会考虑到安全因素，并在计算承压能力时引入强度设计系数。

强度设计系数是根据管道材料的强度和设计条件等因素确定的，不同的管道材料和设计条件可能会有不同的强度设计系数。

3.管道的工作温度和材料的温度系数：管道在工作时可能会受到不同的温度影响，因此在计算试验压力时需要考虑管道的工作温度。

此外，管道材料的温度系数也会对试验压力的计算产生影响，不同的材料具有不同的温度系数。

4.管道的试验系数：在试验过程中，管道系统会受到一定的水力冲击和压力波动等因素的影响，需要引入试验系数进行修正。

试验系数一般通过实验测定或根据经验确定。

根据以上因素，可以使用以下公式计算压力管道的试验压力：试验压力 = 强度设计系数 × 管道的承压能力 × 温度修正系数 × 试验系数其中，温度修正系数和试验系数需要根据具体情况进行计算或测定。

示例计算为了更好地理解压力管道试验压力的计算方法，以下是一个示例计算。

假设一条直径为 6 寸，壁厚为 8 mm 的碳钢管道进行压力试验，管道的公称压力为 20 MPa，工作温度为 25°C。

根据设计条件，该管道的强度设计系数为 1.5。

根据经验，该管道的温度修正系数为 1.2，试验系数为 1.3。

根据以上参数，可以进行试验压力的计算：试验压力 = 1.5 × 20 MPa × 1.2 × 1.3 = 46.8 MPa因此，该管道的试验压力为 46.8 MPa。

管径与流量压力的计算公式管道是工业生产中常见的输送介质的设备，而管道的流量和压力是管道设计和运行中最重要的参数之一。

在管道设计和运行中，正确计算管道的流量和压力是至关重要的。

本文将介绍管径与流量压力的计算公式，并讨论其在工程实践中的应用。

一、管径与流量的计算公式。

1. 管道流量的计算公式。

管道流量是指单位时间内通过管道的液体或气体的体积。

在工程实践中，常用的管道流量计算公式为：Q = A v。

其中，Q为管道流量，单位为m3/s；A为管道横截面积，单位为m2；v为流体的流速，单位为m/s。

2. 管道横截面积的计算公式。

管道横截面积的计算公式为：A = π d2 / 4。

其中，A为管道横截面积，单位为m2；d为管道直径，单位为m；π为圆周率，取3.14。

综合以上两个公式，可以得到管道流量的计算公式为：Q = π d2 / 4 v。

其中，Q为管道流量，单位为m3/s；d为管道直径，单位为m；v为流体的流速，单位为m/s。

二、管径与压力的计算公式。

1. 管道流体的压力损失计算公式。

管道中流体的流动会产生一定的阻力，从而使得流体的压力发生变化。

在工程实践中，常用的管道流体压力损失计算公式为：ΔP = f (L / d) (ρ v2) / 2。

其中，ΔP为管道流体的压力损失，单位为Pa；f为摩阻系数；L为管道长度，单位为m；d为管道直径，单位为m；ρ为流体的密度，单位为kg/m3；v为流体的流速，单位为m/s。

2. 管道流体的压力计算公式。

管道中流体的压力可以通过管道流体的压力损失计算公式得到，同时还需要考虑流体的入口压力和出口压力。

管道流体的压力计算公式为：P = Pin ΔP。

其中，P为管道流体的压力，单位为Pa；Pin为流体的入口压力，单位为Pa；ΔP为管道流体的压力损失，单位为Pa。

综合以上两个公式，可以得到管道流体的压力计算公式为：P = Pin f (L / d) (ρ v2) / 2。

其中，P为管道流体的压力，单位为Pa；Pin为流体的入口压力，单位为Pa；f 为摩阻系数；L为管道长度，单位为m；d为管道直径，单位为m；ρ为流体的密度，单位为kg/m3；v为流体的流速，单位为m/s。

关于如何确定管径的问题
管道输水工程设计最关键最主要的问题就是管径大小的选择。

在压力管道输、供水工程中无论采用什么材质的管材，其管径大小直接影响到工程造价。

那么，如何确定管径呢？
管网设计的终极目的其实就是选择经济合理的管径。

影响管径大小的有四个要素：管道设计流量、流速、水损及节点之间的高差。

在流量、节点之间的高差为定值的前提下，如何选择流速就是关键了。

根据目前较成熟的且得到广范应用的理论就是根据经济流速试算。

什么是经济流速呢？满足工程设计输水流量要求、且符合不淤、不冲的流速。

如果是大流量、长距离、高落差的项目，要选得一个经济合理的管径，往往要经过数学模型分析计算。

我们接触的这些小项目，经济流速在规范提供的范围选择一下就行了。

计算步骤如下：
根据我上传的“管道水力计算表”把管长、流量、节点高程填入相应的单元格，拟定1个流速值填好，看最后一栏末端自由水压是多少，如果是单纯的输水管（水源到蓄水池），只要满足自由水压不为负数就行了（如果自由水压太大，说明流速值选得太小，不经济）。

如果是配水管网请按树枝状管网计算方法计算，确保各节点水压满足要求。

不同压力等级管材壁厚不一样，为方便，现把1.25Mpa 的PE管实际内径统计如下：（供大家选择公径外径使用）
DN20-15.4;DN25-19.9;DN32-26;DN40-32.6;DN50-40. 8;
DN63-51.4;DN75-61.4;DN90-73.6;DN110-90;DN125-1 02.2;。

目录1 总则2 一般规定工艺计算站、场、库及石油化工装置设备和管道布置输油、输气管道线路工程材料选用管道应力设计管道和设备隔热管道和设备涂漆压力管道支吊架设计规定压力管道强度计算规定聚乙烯管道设计规定3 压力管道设计遵循的标准和规范1 总则目的: 为了统一压力管道设计技术要求，提高压力管道设计水平，确保压力管道设计质量，特制定本规定。

遵守的原则：优化设计方案，确定经济合理的工艺及最佳工艺参数；做到技术先进，经济合理，安全适用。

适用范围：本规定适用于输油、输气管道工程、给排水及消防工程、热力工程、城市燃气工程及石油化工工程。

2 一般规定工艺计算2.1.1 输油、输气管道需要进行管道的水力计算、温降计算。

其计算公式按《输油管道工程设计规范》（GB50253-2014）、《输气管道工程设计规范》（GB50251-2015）《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）执行。

2.1.2 对于特殊的管道穿跨越工程按《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB 50423-2007）和《油气输送管道跨越工程设计规范》（GB 50459-2009）执行。

站、场、库及石油化工装置设备及管道的布置2.2.1 设备布置2.2.1.1 装置的总体布置应根据装置在工厂总平面上的位置以及与有关装置、罐区、主管廊、道路等相对位置确定，并与相邻装置的布置相协调。

2.2.1.2 装置的竖向布置应根据装置生产特点，充分考虑操作、检修要求，满足交通运输要求；考虑装置内外地坪标高的协调及其内外道路、排水的合理衔接，尽量减少土方工程量；装置场地应采用平坡式布置，并采用有组织排水，所有的雨水经过暗管排入地下排水管网。

2.2.1.3 设备布置应满足工艺流程、安全生产、环境保护的要求，并应便于操作、维护、检修、防爆及消防，并注意节约用。

2.2.1.4 设备布置应按工艺流程顺序和同类设备适当集中相结合的方式，并结合风向条件确定设备、建筑物与其它设施的相对位置。