管径选择与管道压力降计算2014最新版
(2.2.2—16)
式中
⊿Pf——摩擦压力降，kPa； WG——气体的质量流量，kg／h； L——管道长度，m；
ρm——气体平均密度，kg／m3； d——管道内直径，mm。
本式用于蒸汽管的计算，在压力等于或小于3450kPa情况下结果较好，但当管径小于100mm时，计算结果可能偏高。 (b) 韦默思式 (韦默思式即Weymouth式)
(2.2.2—17)
式中
VG——气体体积流量，m3(标)／s，(标)——标准状态； d——管道内直径，mm；
P1、P2——分别为管道上、下游压力，kPa；
γ——气体相对密度。气体密度与相同温度、压力下的空气密度之比；
L——管道长度，km； T——气体绝对温度，K。
本式用于在310～4240kPa压力、管道直径大于150mm的稳定流动情况下，计算天然气管道压力降的结果较好。对相对密度接近0.6，常温，流速为4.5～9.0m／s，直径为500mm～600mm的气体管道也适用。 (c) 潘汉德式 (潘汉德式即Panhandle式)
(2.2.2—18)
式中
E——流动效率系数； L——管道长度，km。
对于没有管道附件、阀门的水平新管，取E＝1. 00；
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管径选择与管道压力降计算2014最新版
工作条件较好，取E＝0.95； 工作条件一般，取E＝0.92； 工作条件较差，取E＝0.85。 其余符号意义同前。
本式用于管道直径在150mm～600mm，Re＝5×106～1.4×107的天然气管道，准确度较式(2.2.2—17)稍好。 (d) 海瑞思式(海瑞思式即Harris式)
2LVG?Pf?7.34?105.31Pdm (2.2.2—19)
5式中
Pm——气体平均压力，kPa
Pm?P1?P22 (2.2.2—20)
其余符号意义同前。
本式通常用于压缩空气管道的计算。 (2) 局部压力降
局部压力降和“单相流(不可压缩流体)”一样，采用当量长度或阻力系数法计算，在粗略计算中可按直管长度的1.05～1.10倍作为总的计算长度。 (3) 速度压力降
速度压力降采用“单相流(不可压缩流体)”的管道一样的计算方法。 在工程计算中对较长管道此项压力降可略去不计。 (4) 静压力降
静压力降计算与“单相流(不可压缩流体)”压力降中的方法相同，仅在管道内气体压力较高时才需计算，压力较低时密度小，可略去不计。 2.2.3 计算步骤及例题 2.2.3.1 计算步骤 (1) 一般计算步骤
a. “不可压缩流体”管道的一般计算步骤，雷诺数、摩擦系数和管壁粗糙度等的求取方法及有关图表、规定等均适用。 b. 假设流体流速以估算管径。
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计算雷诺数(Re)、相对粗糙度(ε／d)，然后查第1章“单相流(不可压缩流体)”图1.2.4—1，求摩擦系数(λ)值。
d. 确定直管长度及管件和阀门等的当量长度。 e. 确定或假设孔板和控制阀等的压力降。
f. 计算单位管道长度压力降或直接计算系统压力降。
g. 如管道总压力降超过系统允许压力降，则应核算管道摩擦压力降或系统中其它部分引起的压力降，并进行调整，使总压力降低于允许压力降。如管道摩擦压力降过大，可增大管径以减少压力降。 h. 如管道较短，则按绝热流动进行计算。 (2) 临界流动的计算步骤 a. 已知流量、压力降求管径
(a) 假设管径，用已知流量计算气体流速。 (b) 计算流体的声速。
(c) 当流体的声速大于流体流速，则用有关计算式计算，可得到比较满意的结果。如两种流速相等，即流体达到临界流动状况，计算出的压力降不正确。因此，重新假设管径使流速小于声速，方可继续进行计算，直到流速低于声速时的管径，才是所求得的管径。
(d) 或用式(2.2.2—8)进行判别，如气体处于临界流动状态，则应重新假设管径计算。
b. 已知管径和压力降求流量，计算步骤同上，但要先假设流量，将求出的压力降与已知压力降相比较，略低于已知压力降即可。 c. 已知管径和流量，确定管道系统入口处的压力(P1)
(a) 确定管道出口处条件下的声速，并用已知流量下的流速去核对，若声速小于实际流速，则必须以声速作为极限流速，流量也要以与声速相适应的值为极限。
(b) 采用较声速低的流速以及与之相适应的流量为计算条件，然后用有关计算式计算压力降。
(c) 对较长管道，可由管道出口端开始，利用系统中在某些点上的物理性质将管道分为若干段，从出口端至进口端逐段计算各段的摩擦压力降，其和即为该管道的总压力降。
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管径选择与管道压力降计算2014最新版
(d) 出口压力与压力降之和为管道系统入口处的压力(P1)。 2.2.3.2 例题
例1：将25℃的天然气(成份大部分为甲烷)，用管道由甲地输送到相距45km的乙地，两地高差不大，每小时送气量为5000kg，管道直径为307mm(内径)的钢管(ε＝0.2mm)，已知管道终端压力为147kPa，求管道始端气体的压力。
解：
(1) 天然气在长管中流动，可视为等温流动，用等温流动公式计算 天然气可视为纯甲烷，则分子量M＝16 设：管道始端压力P1＝440kPa 摩擦压力降按式(2.2.2—10)计算，即
?LWG2?Pf?6.26?10g5d?m
3雷诺数 Re＝354WG／dμ 25℃时甲烷粘度μ为0.01lmPa·s 则 Re＝354×5000／307×0.011=5.24×l05 相对粗糙度 ε／d＝0.2／307＝6.51×10-4
由第1章“单相流(不可压缩流体)”中图1.2.4—1，查得且λ＝0.0176
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因此，
P1＝147+286.4≈433.4kPa
(2) 用韦默思式计算
标准状态下气体密度
气体比重 γ＝16／29＝0.552
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管径选择与管道压力降计算-单相流（可压缩流体）
