管道阻力、流速、流量介紹

講解人：唐紅流體管路華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所01020304摩擦阻力損失frictionresistanceloss局部阻力損失partresistanceloss管路計算Pipelinecalculation經(jīng)濟流速economicvelocity內(nèi)容華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所管道阻力介紹總阻力=摩擦阻力+局部阻力摩擦阻力局部阻力華氣厚普流體流經(jīng)直管路時由流體內(nèi)摩擦產(chǎn)生的阻力，也叫沿程阻力。摩擦阻力流體流經(jīng)管件、閥門、截面變化的部位時產(chǎn)生的阻力，也叫形體阻力。局部阻力LNG船用成套設(shè)備研究所華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所01PARTONE摩擦阻力損失Frictionresistanceloss華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所01摩擦阻力損失Frictionresistanceloss達西公式：hf—摩擦阻力損失，Pa

；d—管道的直徑或當量直徑，m；l—管道的長度，m

；v—流體的平均流速，m/s

；ρ

—流體的密度，

kg/m3

；λ

—摩擦阻力系數(shù)；摩擦阻力hf與:

(1)

管長和動壓頭成正比(2)

直徑成反比華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所01摩擦阻力損失Frictionresistanceloss與摩擦系數(shù)λ有關(guān)的因素d

—管道的內(nèi)徑，

—管壁內(nèi)表面突出高度的平均值；

—管壁的相對粗糙程度；Re

—雷諾數(shù)；華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所01摩擦阻力損失FrictionresistancelossRe與粗糙程度對摩擦系數(shù)的影響光滑管：管道粗糙程度對摩擦系數(shù)的影響很小，與層流接近。粗糙管：管道粗糙程度對摩擦系數(shù)的影響較大，使湍流加劇。Re<2000

時，粗糙度不影響摩擦系數(shù)Re>4000

時，粗糙度顯著影響摩擦系數(shù)

光滑管與粗糙管是相對的，對于同一個管，當流速較慢時是光滑管，當流速增大到一定程度時管的粗糙度對摩擦系數(shù)起作用，原來所謂的光滑管就變成了粗糙管。華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所01摩擦阻力損失Frictionresistanceloss摩擦系數(shù)的計算①

層流區(qū)，Re<2000，摩擦系數(shù)λ僅與雷諾數(shù)

Re

有關(guān)②過渡區(qū)，2000<Re<4000，在此區(qū)的流態(tài)不穩(wěn)定，如果保持層流則λ

隨Re

增大而減小，如果是湍流則λ隨Re

增大而增大。與相對粗糙度無關(guān)。③湍流區(qū)，Re>=4000，此區(qū)，摩擦系數(shù)λ不僅與雷諾數(shù)Re

有關(guān)還與相對粗糙程度有關(guān)。當λ達到一定時程度后，λ的值下降緩慢，當Re

一定時，λ隨相對粗糙度的增加而增大。④完全湍流區(qū)，在這區(qū)，λ的值只隨相當粗糙度而變，與Re

無關(guān)。對于確定的管道，相對粗糙度為值，λ等于常數(shù)，阻力hf

與動能成正比，所以該區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所02PARTTWO局部阻力損失Partresistanceloss華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所02局部阻力損失Partresistanceloss局部阻力損失公式：hj—局部阻力損失，Pa

；v—流體的平均流速，m/s

；ρ

—流體的密度，

kg/m3

；ξ—局部阻力系數(shù)；

局部阻力損失與動壓頭成正比，與局部阻力系數(shù)有關(guān)。局部阻力系數(shù)一般由實驗測得。華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所02局部阻力損失Partresistanceloss常見的局部阻力系數(shù)的求法突然擴大：突然縮?。簩τ诠艿莱隹趯τ诠艿肋M口華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所02局部阻力損失Partresistanceloss管道設(shè)計的原則盡可能減少局部擴大、收縮、拐彎的次數(shù)，避免突然擴大、縮小和急轉(zhuǎn)彎，以減少渦流，減低局部損失。華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所03PARTTHREE管路計算Pipelinecalculation華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所03管路計算Pipelinecalculation簡單管路的計算簡單管路：單線、直徑不變的管路簡單管路1122在1-1面與2-2面列伯努利方程由于管道直徑不變，由連續(xù)性方程（v1S1=v2S2）可知，管內(nèi)各截面流速相等，所以方程簡化為：華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所03管路計算Pipelinecalculation串聯(lián)管路串聯(lián)管路：不等直徑的管路首尾順次相接構(gòu)成Hd1d2d3h1h2h3特點：（1）各管流量相等（2）管路的總阻力等于各段管路阻力的和華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所03管路計算Pipelinecalculation并聯(lián)管路并聯(lián)管路：兩根或兩根以上的管道進口與進口、出口與出口相接構(gòu)成abQ特點：（1）總流量等于各支路流量之和（2）各支路壓強差相等，各支路總阻力相等華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所04PARTFOUR經(jīng)濟流速Economicvelocity華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所04經(jīng)濟流速Economicvelocity表現(xiàn)為一定年限內(nèi)管網(wǎng)造價和管理費用之和的最小流速。在設(shè)計工藝管道的管徑時使工藝的總成本(包括鋪設(shè)管路的建安費、泵站的建安費、及泵輸送的經(jīng)營費之總和)最低流速。在數(shù)學上在工程上華氣厚普LNG船用成套設(shè)備研究所04經(jīng)濟流速Economicvelocity從流體力學上來說，管內(nèi)介質(zhì)流速越大則阻力越大。當流速越小時，雖然流動阻力減小，對于同樣流量所需要的管徑卻增大，造成設(shè)備成本升高。綜合考慮這兩因素選取的合理流速稱為經(jīng)濟流速。根據(jù)流量選擇管徑就是依靠經(jīng)濟流速計算得出的。具體