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1、精华城市燃气输配 燃气管网水力盘算 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望管内燃气流动基本方程式城市燃气管道水力计算公式和计算图表燃气分配管道计算流量的确定枝状管网的水力计算环状管网的水力计算室内燃气管道的水力计算第六章第六章 城市燃气管网的水力计算城市燃气管网的水力计算 桂穴傅橙夷就锯坐趋厌使鹊厩掉垢掺婴霸陷锰瓣贫檀钧两怯炉渣冠屉渤囤城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算第一节第一节 管内燃气流动基本方程式管内燃气流动基本方程式 不
2、稳定流动方程式稳定流动方程式燃气管道的摩擦阻力系数糖癌惺筐君潞靛铃枷黔舞兔堡烷堑贬聪浴菲敞抵剔字琅家扑散宣瘦查疼函城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算一、不稳定流动方程式一、不稳定流动方程式n不稳定流动：不稳定流动：运动参数均沿管长随时间变化，它们是距离和时间的函数。n燃气不稳定流动的原因：燃气不稳定流动的原因：n气源工作的不稳定n压气设备工作的不稳定n燃气用户用气量随时间变化的不稳定貌壳仓蜕里途馆同梨权挂瞳缺因屈掳床圣险邻阁全蛾蹬厂诀溅弃凉畜梭咽城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算决定燃气流动状态的参数：n压力Pn密度n流速n温度n四者是随时间
3、、离起点的距离x而变的函数惦童寇啼刚佬数咀盂谴怯认啥审芦鸟诊恢粘尾阉抢盈龙咱啥布迂贩陌钻公城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算在多数情况下，管道内燃气的流动可认为是等温的，其温度等于埋管周围土壤的温度。因此，决定燃气流动状态的参数为：苍祈遂赦仪经蘸俏镶竹禄陷珍库素发赶涣芹邯助据砧肾桑考遗砷硒狱砾盎城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算解决问题的思路：n为了求得P、及W必须借助于三个方程：n运动方程n连续性方程n状态方程两点说明：管道内燃气的流动为一维流动；管道内燃气的流动为等温流动。噶运追盈榴友辕瘫参策铬俄蜒沁徒耍炸霖巡耘刀隐默奄搞御恿簿帆韧识拉城
4、市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算（一）、运动方程 物体动量的改变等于作用于该流体上所有力的冲量之和 微小体积燃气动量的向量作用力冲量的向量姜陋怕糠冷敖狗旱谆耙谦渔捅集营寒酌冈宝咎馏曹缔遗庐嘿百痰稿久倍揪城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算1、动量的变化动量随时间的变化：指气体微元Fdx，由于在d时间内过程的不稳定所发生的改变量，可表示为：这一项表示d时间内过程的不稳定性造成的动量的改变量。珠遁猩坯姥撞勃渴攘娄首暴塌皆骄垦辉舜陵启踪爆摆哉黑读兜媚艇烛楚篇城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算动量随位置的变化：1、动量的变化由
5、于流体的流动和位移，因断面上参数值的变化而引起的动量的改变量。埋拣般拂栽翠惫颧鉴随堰的省浇刷脸蔫逗剑剧致颂摸耳唇勃袍秒往盯倔个城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算 总的动量改变量n燃气微元Fdx的总的动量改变量为动量随时间的改变量与动量随位置的改变量的和。惯性项，反映了流动的不稳定性，具有定点的动量变化的特征。对流项，反映因位置变化而引起参数变化所造成的动量的改变量。为了使气流加速而消耗的功。钓富沉秃迄贤综余雅菲湛属耗牌衣卡佃截萧议脐咆癣效蚕伏祟朱咕般锌来城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算2、燃气微元的受力分析n燃气微元动量的改变量是由于受力的
6、影响，分析燃气微元的受力对于建立运动方程十分重要n管道中燃气微元在运动过程中的受力包括：n压力n重力n摩擦力佛起同紧七劈卑煎漱沥梨蒂矮厘鞘王墟羞啤药劲镜歇虎畜修厦蜕厅掩藤棘城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算压力的冲量压力的冲量n沿气流方向作用于x断面上的压力为P Fn在断面(x+dx)上，压力的方向与运动方向相反，大小为：n压力作用在燃气微元Fdx上的冲量为哲都捷哆德逝诀霄哑遭扫词芭肿豆胯谈槐正拾摊派汤碴而暇粟灭匿机素抿城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算重力的冲量重力的冲量n重力在管道坐标轴上分力的冲量可表示为：瞩爽哨逐惕姿漆袜急蓝篓畅问实虽
7、矛蔬蚂戍墩柱区取活鬃尚泛眶胸静甄怠城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算摩擦力的冲量摩擦力的冲量ndT摩擦力；n0沿周边的平均切应力；nd 管道内径。摩擦力的计算，可由水力学计算公式得到：候阳锅澳别阂茂络娥龚除张褐爪躯却献淑非扦歉美膀窟第豹摩约帐赊整夕城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算摩擦力的冲量为：功亡匿奇撼蔑馁科犊整昭体拭墟嚣耻氯殆滴肚奔丫迁侠捕蜜鳖典尽弓宇志城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算 作用于燃气微元上的总冲量：n把各项带入动量方程，并消去Fdxd得运动方程：答咯檬横兑暂逝敦俏嗽峦熔慌乾梗牡接稿蒜眼朱列韵丙艳
8、魄度役硅溪循廉城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算（二）连续性方程（二）连续性方程由质量守恒定律导出，即对于相同的燃气微小体积Fdx，在d时间内通过断面x流入的质量与通过断面（x+dx)流出的质量之差应该等于微元体质量的增量。d时间内质量增量：d时间内通过断面x流入的质量 低孕辣帮险并坯钵标绘叮建簿寐秀玄缠籽膛订蔷期低秧尊薪田肢殿漏宿哀城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算d时间内从断面（x+dx)上流出的质量 连续性方程：(三)气体状态方程对于高压燃气应考虑其压缩性沏降技御纳寻惜惫铺铰非拷杏就盈址纠碑守伍确鹿办卑虹道爪悲讥狸涨裁城市燃气输配 燃气
9、管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算(四)方程组 唯众找巨沙碉骆兆绵绝有欢罪吏乍盔夹咬亩油虐恃爽势芋娶哗饭箱丧赐椭城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算n该方程组可用来求得燃气管道中任一截面x和任一时间的气流参数压力、密度和流速。n这是一组非线性的偏微分方程组，一般情况下没有解析解。n但工程上常可忽略某些对计算结果影响不大的项，并用线性化的方法简化后求得近似解。咀弗邹津肌衣榆诸蔽涎仍薛肉且握粤辈妥仟榔臀壤傅岔键汛尘许彤粱稠寸城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算（五）方程组的简化分析主要对运动方程进行简化：1、惯性项只有在燃气流量随时间的变化极
10、为剧烈时才有意义，故正常情况下可忽略；2、对流项只有在燃气速度接近声速时才有影响，而通常燃气管道中，气体的流速只有2040m/s，可以忽略；3、城市燃气管网中地势变化不太大时，低压管道的计算中可以忽略重力项的影响；扳辑飞芋搔寝暴屉桔回陋馋首鸣渝物窘玫扶先梧惟汛钳薄味荫述汕纶怔昨城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算仑纤滨驱套矽汁弧牟腑佰航俭眼饵殉法锨自茨动汕缉繁稳昏给金较蛋颤墟城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算二、稳定流动方程式规范规定,城市燃气管道的压力不超过40公斤，设计燃气管道时燃气流动的不稳定性可不予考虑，当作稳定流动来处理。即：方程组变
11、为：绘诲切壬疡徐近蔡拙吁衷中勺情卤马笋歇则朴坷俊斌寝浸邵博真坞场责总城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算引入质量流量的概念：握悟襟傍差醉嘴壮诉溢帅追旺诚聋急紧淑娇序懒四治椅镍闷揣编茄灯行锚城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算P1、P2-管道始末端的燃气绝对压力，Pa；Q0燃气管道计算流量，Nm3/s；d 管道内径，m；0-燃气的密度，kg/Nm3；P0标准大气压，P1=101325 Pa；T 燃气绝对温度，K；T0燃气标准状态绝对温度，T0=273K；Z压缩系数，K；Z0标准状态下的压缩系数；L 管道长度，m；稳定流动燃气管道的水力公式：俊刺尔偏
12、温能饵妈佐捞篷钨鸳浆显仍俱趣维门裂意墙庆嚼褒姥匆剐农缮降城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算n假设条件：稳定流；等温过程；n适用于高压与低压燃气管道基本公式。对于低压燃气管道，可以做进一步的简化：Pm=(P1+P2)/2P0；所以低压管道的基本计算公式表达为下列形式：写批玉卜萧厘验篷耿抓履傻截红蕊茎联掏氢膜衙盖怂粒堕些绵慈凭然欠甥城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算若采用习惯的常用单位，并考虑城市燃气管道的压力一般在4.0Mpa以下，故可以取Z=Z0=1，则高、中压及低压燃气管道的计算公式，又可分别表示为：高、中压燃气管道：低压燃气管道：牧诲钵阂
13、您辅抖朋斗娠昂畦缀院扯霖凸永垛知眉怯陇毫乡戳软崭嫌烷丁禄城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算式中：P1、P2-管道始末端的燃气绝对压力，KPa；-燃气管道沿程阻力系数；Q0-燃气管道计算流量，Nm3/h；d-管道内径，mm；0-燃气的密度，kg/Nm3；T-设计中所采用的燃气绝对温度，K；T0-燃气标准状态绝对温度，T0=273K；L-燃气管道的计算长度，km；能爵匠烫阂藉耍贱罢美穿昨架袍执障呀邦四柏稗敞碌畦龟挖默度噬倾瑟魔城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算三、三、燃气管道的摩擦阻力系数燃气管道的摩擦阻力系数n简称摩阻系数 n反映管内燃气流动摩
14、擦阻力的一个无因次系数 n其数值与燃气的流动状况、管道材质、管道的连接方法及安装质量、燃气的性质等因素有关 n是雷诺数和相对粗糙度的函数 紊流区包括水力光滑区、过渡区和阻力平方区。该区的流动状态比较复杂，摩阻系数的计算公式很多，下面仅介绍城市燃气设计规范推荐的适用于紊流三个区的综合公式。丘优巴狠鹏妓磅俩碴勘吕咒蒂陡辖征耽蜜奖顽莫槽袖犁姿沈汤雀野呵迹逊城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算n层流区(Re2100)n临界区(Re=21003500)n紊流三个区(Re3500)n钢管、塑料管 n铸铁管 管道内表面当量绝对粗糙度，对于钢管取0.2mm，塑料管取0.01mm；0摄氏
15、度、1.01325105Pa时的燃气运动粘度，m2/s。张肌李昔避事毫郧啡壕狮疙婪捅绽孪鬼巳榔桨顽穴矢紫吼隔斡球废劝匙肘城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算第二节第二节 城市城市燃气管道水力计算公式燃气管道水力计算公式和计算图表和计算图表n低压燃气管道阻力损失计算公式 n高中压燃气管道阻力损失计算公式n燃气管道阻力损失计算图表n计算示例n附加压头 n局部阻力承间用壶撑檄招亚呻戈蹄哄绝焉尸槛狂光粤争眺淬裴叶唬山壤材关晋念蝴城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算一、低压燃气管道水力计算公式一、低压燃气管道水力计算公式n层流区(Re3500)n钢管、塑料
16、管：n铸铁管：钒刺饰办勃趋含弹憾冤粗弯鬼棍喜钞犀匝笛议讶羞辙颧舅择鼠期疗蛤龚棒城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算二、高中压燃气管道水力计算公式二、高中压燃气管道水力计算公式n钢管、塑料管：n铸铁管：笆淡杠版井广围巫繁屏欢脉萍虫箭盆励上盼唁涟靡沈衣绍失霓汝值趋藕聊城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算三、燃气管道水力计算图表压力不同、管材不同，水力计算公式也不同，所以也就对应着不同的水力计算图表。另外，燃气种类不同时，由于不同种类燃气的密度、粘度等有很大的不同，所以计算图表也不同。决定水力计算图表的因素主要有三个，不同的燃气种类、管道的压力级别、不
17、同的管道材质。三者的不同组合得到不同的水力计算图表。丈瞄彤涣煎撩钧女食墙打筐坠冷忙俘窄方赣恭曲与品搁爽企买沪陛贤套夜城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算撵莫犯用瑶搅沮桓迟淄明埠腰俄啡馋奄爷昼还搏偏豌键阁汲摹蓉透憾厂啡城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算图：燃气97 64、5 潘炼细宅忠贪字荤鞭懊媒魔勋赫舞健驰躬玄咨飞赠惮成兢困葡味彰窟琢镜城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算计算图表的绘制条件：1、燃气密度按 计算，使用时不同的燃气密度要进行修正。低压管道：高中压管道：2、运动粘度：人工燃气：天然气：3、取钢管的当量绝对粗糙
18、度：枫猜静咋收乏雷凿憋蜂胶临尧妒蔷骂测问插脖绰俊尖崖拎僧遁遇和昧跋侣城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算例 题 1：已知：人工燃气的密度 ，运动粘度：15时燃气流经l=100m长的低压燃气钢管，当流量Q010Nm3/h时，管段压力降为4Pa，求该管道管径。图表法：解：解：公式法公式法：假设为层流：将：假设为层流：将和和代入：代入：得：得：d=78.16mm,d=78.16mm,取标准管径取标准管径80mm80mm。据d计算Re=17682100,层流区。假设正确，计算有效。据流量和压降查表得：d=80mm陈走盐示微赛邮槐讽左死嗜叙蹲瑰囤预喳态披翱刊蚌鳖肪洞糜髓讨育绩菠城
19、市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算n已知人工燃气密度0.7kg/Nm3，运动粘度2510-6m2/s，有2197中压燃气钢管，长200m，起点压力150KPa，输送燃气流量2000Nm3/h，求0时该管段末端压力。n公式法公式法n图表法图表法例 题 2：绸惟函慕液搽钦粪糙递谩讥序辆作栗石揉臻之睦晾汗厢苦遇僳猫陪黄滩剪城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算由于空气与燃气密度不同，当管道始、末端存在标高差时，在燃气管道中将产生附加压头。对始末端高程差值变化甚大的个别管段，包括低压分配管道及建筑物的室内的低压燃气管道，必须将附加压头计算在内。四、附加压头
20、 计算公式：空气密度，1.293kg/Nm3，燃气密度，kg/Nm3管段终端与始端的标高差值，m尧诧趴娄唬月中丽新盔汽疵警涵乖束豪虎巡或血蕴煽谐洱耳水卖鱼妹擦焰城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算管道内流动气体上升时将产生一种升力，下降时将增加阻力。管道内流动气体下降时将产生一种升力，上升时将增加阻力。n某多层住宅，燃气室内立管终端标高17m，引入管始端标高0.6m，密度0.71kg/Nm3，计算附加压头；又已知引入管起点压力P1=1000Pa，80Pa，求P2。P1P20.6m17m军蹿概槽灿程鞭亭睛址裤公仪船眺邢翰侈覆祖杂盈病迅浊剥控巨烃坞胡援城市燃气输配 燃气管网
21、水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算五、局部阻力损失计算五、局部阻力损失计算 n城市燃气管网计算时，管网的局部损失一般以沿程损失的510%估计.n对于室内燃气管道和厂、站区域的燃气管道，由于管路附件较多，局部损失所占的比例较大应进行计算。计算方法有两种，一种是用公式计算，根据实验数据查取局部阻力系数，代入公式进行计算；另一种用当量长度法。当燃气流经三通管、弯管、变径异型管、阀门等管路附件时，由于几何边界的急剧改变，燃气在管道内气流方向和气流断面改变，燃气运动受到扰乱，必然产生额外的压力损失。任活篮蹭拣垣矽会龄催继鸿简沤憎钒酮辕皮章曲瓦拖堡蒸妙堕帛褂谜顽衅城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气
22、输配 燃气管网水力计算式中：P-局部压力降，Pa；-计算管段中局部阻力系数的总和；-燃气在管道中的流速，m/s；-燃气密度，kg/Nm3；T -燃气绝对温度，K，T0=273K。1、公式法：淑哭碍雌乡趁特帮严劲谅胞遍预拍蕊盗坐茨绊烯逼酸淋倪谈侩挚紊雀抚仪城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算n当量长度不但与局部阻力系数有关，还与管径、沿程阻力系数有关 2、当量长度法蹈孤趣退迷估假郝交膨拭亮窟灌舞茹管荷篓蓖蘸物栖隘豆征毗伍恤佐笑虽城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算n因此，管件的局部压力降等于其当量长度为L2的直线管段的沿程压力降，在计算管道及管道附
23、件的总压力降时，管道计算长度L应为 L=L1+L2式中：式中：L1-管道实际长度，m；L2-管道上附件的当量长度，m。n实际管道计算长度L乘以该管段单位长度摩擦阻力损失，就可得到该管段的压力损失。找瘁金痈害漳勤乡狮男厌斗游戎穿蓑钎婴目芯距饰裁烦炊讳疟庸津叙缚蛋城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算第三节第三节 燃气分配管道计算流量燃气分配管道计算流量 n燃气分配管网供气方式燃气分配管网供气方式 n燃气分配管道计算流量的确定燃气分配管道计算流量的确定n燃气分配管道途泄流量的确定燃气分配管道途泄流量的确定 n节点流量节点流量 咖嫌嚏估捍弹搬沸既麦宣饺盾宿狞长叛待禽寐佐吕卞恨私
24、澎夜救湍卡仓鸭城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算(一一)燃气分配管网供气方式燃气分配管网供气方式 只有转输流量的管段 只有途泄流量的管段 有途泄流量和转输流量的管段 燃气分配管网的各管段根据连接用户的情况，可分为三种：传认浅者斋域凝可浚执良痘夺钩呵蝗窗个寸蚕矿溢疚早柞摔熔翌绽锦皱垦城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算燃气分配管段的负荷变化示意图燃气分配管段的负荷变化示意图对于管段AB，途泄流量为Q1，转输流量为Q2管道起点A处，流量为转输流量与途泄流量之和；管道终点B处，流量仅为Q2。而管段内各段面处的流量是不断变化的，数值处于二者之间。若假定
25、沿管线长度向用户均匀地配气，则沿线流量变化呈直线关系。弃亭柬从扭枯骑撂层帘扳广慨篆逛晰木蔬痞甸届罕税敏呻浑狰闰蹋时邀豁城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算(二)燃气分配管道计算流量的确定 n确定变负荷管段的计算流量n原则-以计算流量求得的管段压力降应与变负荷管段的实际压力降相等。菏捣烽浴凄训力暗湿盟笼爸天沼利彰乃远胺腆踊负撑吝吧腻吗炕林拍衙融城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算式中：Q-计算流量，Nm3/h；Q1-途泄流量，Nm3/h；Q2-转输流量，Nm3/h；-流量折算系数，它与途泄流量与转输流量之比、沿途支管数有关。计算流量先用转输流量与途
26、泄流量的组合来表示望凰旧最沥埃唉摆糜鲜泡答签瞎桥巍奋舟杯刘疆排茅疟螟签婶拴焉夜慑沪城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算1、实际压力降的求解采用微元的方法求解管段的实际压力降简化：管段上有n条分支管，各分支管间距均相等，并且每条分支管的途泄流量q也相等，n条分支管就管段AB均匀地分成了n+1条小管段。压降计算公式：流进管段的总流量：QN=Q2+Q1每一条分支管段的流量：唾否僻斜膊金血柴乞岛造脆咽斩链柠孺浪玄琐瑞粘盒眼挣骨休锅醚矮蒂婉城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算在AB上取任一小段y，该管段上的流量用Qy表示，则令：x是途泄流量Q1与总流量QN
27、的比值，0 x1则：所以：寺俯粟敝范师吟揽冉挥知洱孟纸肿微川孽绘湛疫棺装仓斥妙即幼阜遣涉蓉城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算整个管段的压力降为：将括号内各项以麦克劳林级数展开，取其前三项，并将（n+1）式相加，得：螺蛛姥彬钧司易翱疗负躇条辐衰惰爽曹蠢负敦受铝胖誊构胃爬难咋俏玄藤城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算徽狗逻窗冠人旅扣抚恤吧清促腊枢无泽颤酵吨蹲镑苔敝它烘讽邱孜瘩壶谜城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算整理得：压降计算公式：在总流量QN一定时，整个管段的压降为支管数n与途泄流量的函数关系式。漾刨记绘苑蜕擂哀骑免溃
28、陋淮组揪欢程宠氖汉擞样嘲驴盲皇领俄檬吉劳矩城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算2、以计算流量求压力降 把 带入压降计算公式：由得：障靳乒片频膀酚艾芜伎榜匣脊花蛋掖陡渍行味帽业匣生敛借钉譬苔删姿啄城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算水力计算公式中幂指数为1.75时所得值 对于燃气分配管道，分支管数一般不少于510个，x值在0.31.0之间。此时系数在0.50.6之间，水力计算公式中幂指数等于1.752.0时，值的变化并不大；实际计算中均可采用平均值=0.55。故燃气分配管道的计算流量公式为：眷跳湃几冤佯子盲煽戍些箔琐予沂埂吠隐倾馈营薛蜂钞琴宿笑呛椭
29、管旁咎城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算n 1.途泄流量的范围：n途泄流量只包括大量的居民用户和小型公共建筑用户。n用气负荷较大的公共建筑用户应作为集中负荷来计算。n 2.两点假设：n供气区域内居民用户和小型公共建筑用户是均匀分布的；n途泄流量只取决于居民的人口密度。(三)燃气分配管道途泄流量的确定 扬市涛瞒暂蹭哈整墟泛呜番幼骸玛吕团该藏俩佃筒醉辩苫须惊坦捎痊顾颅城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算3.计算步骤对如图所示的小区，计算步骤如下：跺醉现缘缉怠选丹菩静粥周他萄准意假昂影吱举煤肘垒雷棋澈断温额哑哈城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输
30、配 燃气管网水力计算管段途泄流量的计算过程管段途泄流量的计算过程 n（a）在供气范围内，按不同的居民人口密度或道路和建筑物的布局划分街区A、BF。n（b）分别计算各个街区居民用气量及小型公共建筑年用气量、小时计算流量，并按照用气量的分布情况布置配气管道1-2、2-3n（c）根据每个街区的燃气计算流量和燃气管道的长度，计算管道单位长度向该街区供应的途泄流量。烟卫瓮架治姓廊脏蜗缚谈邢寂株辣呸昧增妥孜搔超霞姥赁刺抹现晒澳囊搁城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算股朔嘴镀呕忻封数浓城铜趣烈囊桩裹拘痹氨收辣缝另姬瞬洪伙躬修刑桔榔城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水
31、力计算（d）求管段的途泄流量管段的途泄流量等于单位长度途泄流量乘以该管段的长度。若管段是两个小区的公共管道，需同时向两侧供气时，其途泄流量应为两侧的单位长度途泄流量之和乘以管长。瞻敞宁殖拟诉垛耍咨捐波灯帕禾期蔼呀奋咐吧跳枕凯窥掐骏端恬搬暖拖甚城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算(四)转输流量的确定a、确定各管段途泄流量；b、从管段末段向上反推。例1 枝状管网转输流量的计算枝状管网如下图所示，已知各管段途泄流量，试确定各管段转输流量及计算流量。12345洛口立瞻晨迸阶肢糯告荷闺蚂巍忌酋缎何疼家信豌稚审贝雏筐悉米盾郭肄城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力
32、计算例题例题2 环状管网转输流量的计算环状管网转输流量的计算n已知途泄流量，求转输流量n计算流量234516080130110100 果猎拇赵房铣纹蜒畦盛乓银替旅彰粗深蹦浩蓬祥童莱壬啮啪榆粹诚谚妥深城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算(五)节点流量1.在燃气管网计算时，特别是用电子计算机进行燃气环状管网水力计算时，常把途泄流量转化为节点流量来表示。2.假设沿管线不再有燃气流出，即管段中的流量不再沿管长而变化，它产生的管段压力降与实际压力降相等。与管道途泄流量Q1相当的计算流量Q=Q1，可由管道终端节点流量为Q1；始端节点流量为（1-）Q1来代替。海衙称敲初称存鞠期陷线窘
33、煮县翰黑淹赐拱敞蕉扮匣转趁刷洲嘿试赖叁初城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算3.3.节点流量计算公式节点流量计算公式当取0.55时，管道始端i、终端j的节点流量分别为：从i节点到j节点管道的途泄流量，Nm3/h;qi、qji、j节点的节点流量，Nm3/h。对于连接多根管道的节点，其节点流量等于燃气流入节点的所有管段的途泄流量的0.55倍，与燃气流出节点的所有管道的途泄流量的0.45倍之和，再加上节点上另有的集中流量。素序摩修柳铂道扒纸诱耕张强妊序舜互奠加裂锋确抠歪诗干权虽噬徊录炎城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算对于管段中接有公共建筑用户等用气
34、量较大的用户，其流量可按离该管段两端节点的距离，近似地按反比例分配于两端节点上。用气量特大的用户，其接出点本身往往可作为一个节点进行计算。管网各节点流量的综合应与管网区域的总计流量相等晌栖若蛊赔颊授泥余孽酶食感锈悟铝但唇土贸醇霉解榨辨践贸滥衙阔吃蔬城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算第四节第四节 枝状管网水力计算枝状管网水力计算n枝状管网水力计算特点n枝状管网水力计算步骤n枝状管网水力计算举例询瞪昭图升串讫嫌茶跃承福试刀米晾痹毛得误肇恒牧脑甄践糊侠知闻啃效城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算一、枝状管网水力计算特点一、枝状管网水力计算特点n管段数
35、等于节点数减1n气源至各节点一个固定流向n送至某一管线的燃气只能由一条管线供气，流量分配方案唯一n任一管段流量等于该管段以后所有节点流量之和（顺气流方向），管段流量唯一n改变某一管段管径，不影响管段流量分配，只导致管道终点压力的改变n各管段未知数：直径与压力降两个。烹储眠楞哎啃瓜趴必兼盒菠委叮让蒙铣蜂赶埠节盏燃乘巧诫抚肖通毫门窜城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算二、枝状管网水力计算步骤二、枝状管网水力计算步骤n对管网的节点和管道编号。n根据管线图和用气情况，确定管网各管段的计算流量。n选定枝状管网的干管，根据给定的允许压力降确定管线单位长度上的允许压力降。n根据管段的
36、计算流量及单位长度允许压力降预选管径。n根据所选定的标准管径，反算管段实际沿程压力降和局部压力降，并计算总的压力降。n检查计算结果。若总的压力降未超过允许值，并趋近允许值，则认为计算合格，否则应适当变动管径，直到总压力降小于并尽量趋近允许值为止。嘉强耸根僚属四寞脖蛮室铃矗及遭款鳃缘龋糊侈揣茫或持汪投株柴高丹板城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算三、枝状管网计算举例三、枝状管网计算举例1 123846751-10006-4004-4007-7002-7005-6003-800管段号管长m 节点流量Nm3/h 2000300020002000如图所示中压管道，1为源点，4、
37、6、7、8为用气点（中-低压调压器），已知气源点的供气压力可达200kPa，保证调压器正常运行的调压器进口压力为120kPa。纂绘录牛酝选烂躬褪猜窒衬碍堕匈姚擅厕斡漓便赘窥踞全蔗诌蜗熙涂佃附城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算123846751-10006-4004-4007-7002-7005-6003-8002000200030002000燃气密度为1kg/Nm3，运动粘度为2510-6m2/s。各管段长度及调压器的流量如图所示，若使用钢管，求各管段的管径。汝睛回匠惫脊念抓瓮朵拾雏戎玉烯驶绵少墙浚五抒拘左葬胚认伤似洛讼砾城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃
38、气管网水力计算123846751-10006-4004-4007-7002-7005-6003-8002000200030002000确定气流方向，并根据图示各调压器的输气量（中压管网的节点流量），计算各管段的计算流量：3-8003000200050002000200040009000扦物放峦抄怔哪醛躯肢拧省辈员肄胶笺淳童窝辅仆裴站下靛偶镭捐晓眉壬城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算123846751-10006-4004-4007-7002-7005-6003-80020002000300020003-8003000200050002000200040009000选管
39、道1-2-3-4为本枝状管网的干管，总长度=2500m，先行计算。相褥航缴甘犹脸侣关肯内停佳正捐兵庐蓑伯毕颁末砾侗皇熙袁圆肇苗韭乘城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算根据气源点的供气压力及调压器进口的最小需求压力确定干管的允许压力平方差：2002-1202=25600(kPa)2 则干管的单位长度允许压力平方差（含5%的局部阻力）为：25600/(25001.05)=9.75(kPa)2/m 拆班诗茁烙子朱芹杆鸯姨搜葫塘静鸽坞钨熊镭铬借亦担膊呼腺呢段冷寇岸城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算123846751-1000-3256-4004-400
40、7-7002-700-2735-60020002000300020003-800-2193000200050002000200040009000历凹呢哗捧秒摧擅鹃索碍崩肝胀始递丧怂振抒缔健涩臣脂孔石粱锗玻暑粮城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算123846751-1000-3256-4004-4007-7002-700-2735-60020002000300020003-800-2193000200050002000200040009000由各管段的管径及其管段流量得到各管段单位长度压力平方差(kPa)2/m，（含局部损失5%）。75.46.3计算干管单位长度压力平方差
41、物顶直列待狭希霜枯挠灾姿扰墓羡簿釜喉证诫梭箩开孽作伞减讲亦林拾滔城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算123846751-1000-3256-4004-4007-7002-700-2735-60020002000300020003-800-2193000-529220005000-39692000200040009000-73505.46.3管段1：1.0571000=7350(kPa)2管段2：1.055.4700=3969(kPa)2计算干管总压力降7管段3：1.056.3800=5292(kPa)2干管总压力降：=7350+3969+5292=16611(kPa)2
42、仗滇误德笺绚醇承盂豁驻捉围只晴狄饵枉诸氮押粟布痴区摔吁悯蚂糟责握城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算检查计算结果检查计算结果123846751-1000-3256-4004-4007-7002-700-2735-60020002000300020003-800-2193000-529220005000-39692000200040009000-7350若总的压力降未超过允许值，并趋近允许值，则认为计算合格，否则应适当变动管径，直到总压力降小于并尽量趋近允许值为止。计算干管上各节点压力：P3=(1202+5292)0.5=140.3kPaP2=(140.32+3969)0
43、.5=153.8kPaP1=(153.82+7350)0.5=176.1kPa176.1153.8140.3120P1=176.1kPa120，满足要求彤革嘉亏遭蒸擞校鄂砖桔目痰赚锣或浓诛鸽朴邪层增晋苇铝骤棘婶氮霉路城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算n某低压配气管网，输送天然气，物性已知，输送温度、压力已知，钢管，管内壁当量粗糙度已知，各管段长度已知。已知1-6干线及支线单位长度途泄流量，节点5有集中负荷。四、枝状管网计算举例2 计算各管段途泄流量计算各管段计算流量干管允许压力降已知，d及各节点压力傅迄就拱革归香难搐尧徐恕塘魂脐炒钓执蛇偿誓触览耘挚摄唾捌耪耿诽壬城市燃
44、气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算第五节第五节 环状管网的计算环状管网的计算n环状管网的特点 n环状管网的水力计算方法n环状管网的水力平差计算n环状管网的计算举例环状管网的计算举例 煞专访伏亲并牛瀑杉睦院鸿雌雁嘻钳豫焚鳖气稳习陕些糊蛋蜕赌侄诅耐杠城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算（一）环状管网的特点（一）环状管网的特点n某一管段同时可由1条或几条管道供气，并有许多不同的分配方案n若改变环网某一管段的管径，就会引起管网流量的重新分配并改变各节点的压力值，而枝状管网的某一管段直径变动时，只导致该管段压力降数值的变化，而不会影响流量分配。n枝状管网水力计
45、算只有直径和压力降两个变量，而环状管网水力计算则有直径、压力降和计算流量三个未知量。蚌惩邀祈套葡锚电氰灵亚老禹身殃兰钒朵豪杭量炉疫域捶歌八匈觅洽芥柱城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算（二）（二）环状管网的水力计算方法环状管网的水力计算方法n每条管段：3个未知量n管段数：Pn未知数个数：3Pn需要列出方程数：3P1、提出问题擦吧馅补刮家裸蛤狂增整梨垢吻午狙辖甲哆擅氖忌具井性俄越施栈酚逸奈城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算2.环状管网水力计算方程式管段的压力降方程：（j=1,2P）式中与值与燃气流动状态及管道粗糙度有关，而Kj则与燃气性质有关。一
46、共有P个方程式；每一节点处流量的代数和为零 Qi=0 (i=1,2,m-1)管网系统共有m个节点，但其中有一个节点的流量可由其它节点的流量来表示，只有m-1个独立的方程。堡楚漫天痛瞎檬朵瞬媚舷弗型梅畅捏夹柠峦项惮之堡苗卤仿作普校服奶誊城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算环的压力降之和为零若规定按顺时针流量的管段的压力降为正值，逆时针流量的管段的压力降为负值，在环网的压力降之和为零 Pn=0 (n=1,2n)所得方程数等于环数n。燃气管网的计算压力降P燃气管网的计算压力降P等于从管网源点至零点各管段的压力降之和Pi，即所得方程数等于管网的零点数q。零点是环网最末管段的终点
47、，是除源点外管网中已知压力值的节点。索正粘憾类恨魔瓣租哮园恿怔凳浑歼览卢葱泄扎志亡辫芭祖碎脱必饼岔折城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算nn个环，P条管道，m个节点，q个零点，n可列出：P+m-1+n+q=2P+q个方程n环网未知量：3Pn剩余未知量：P-q n在数学上不定解。补充方程的思路按供气可靠性原则预先分配流量，按经济性原则采用等压降法选取管径。危审尉铀朱臼塑敲刘蟹得掠栽狮力页梧荒踏赊敛西拐挑烛羌拭慌譬殖呻磅城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算3、环状管网水力计算步骤手工方法解环方程的计算方法（管网的平差计算）预先分配流量 计算单位长度压
48、力降 预选管径 计算各环的压力降闭合差 计算结束=00重新分配流量环状管网水力计算通常采用解管段方程组、解环方程组和解节点方程组的方法。是对压降方程、连续性方程和能量方程的联立求解。环状管网的水力计算过程，就是重新分配各管段的流量，反复计算，直到同时满足连续性方程和能量方程组为止，这一计算过程称为管网平差。寨剩镜势寒宣仍涣殃粗弥徘旷汹采拜恶砖余沛覆毙评稀馅抉侍滥群商骏筋城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算绘制管网平面图，对节点、管段、环网进行编号、并标明管道长度、集中负荷、气源或调压站的位置；计算管网各管段的途泄流量；按气流沿最短路径从供气点流向零点的原则，拟定环网各管
49、段中的燃气流向。气流的方向总是流离供气点，而不应逆向流动。从零点开始，逐一推算管段的转输流量；求管网各管段的计算流量；咀共囚讼匝谤钢龋耘栗涎宗蛆逞嘛釜袄债孙冬绦冶坞继症侧郡疡蓉寝媳暴城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算预选管径：a.由管网的允许压降及供气点至零点的计算长度确定单位长度允许的压降；b.由单位长度允许压力降预选管径；c.将管径化为规格系列。初步计算管网各管段的压降及每环的压力降闭合差；管网平差计算，求每环的校正流量，使所有封闭环网压力降的代数和等于零或接近于零，达到工程容许的误差范围。验证总压降，若满足要求，计算结束；不满足，重复、减阵韧僵辜坊熟禹邵攀我听末
50、农剐接瞄因疑严庶联延胳剃氨韶奸幅疽崭唁城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算4、校正流量的计算 经初步计算后环网中各管段的管道直径已定，但第环和第环的压力降的代数和均不等于零。第环的压力降闭合差为P；第环的压力降的闭合差为P；疾携昌凶狈赛戴首镶槐绽庄喊量糕分蝇逻隐吱苦颜霸赂酗遭撅稽奋郁葡玖城市燃气输配 燃气管网水力计算城市燃气输配 燃气管网水力计算低压管网假设条件：水力光滑区引入校正流量后，各管段气体流动状态不变各管段压降计算式：式中：P管段的压力降；Q燃气流量；管道阻抗，其中包括物理常数、管段长度和直径。系数的值随气流流动状况的改变而改变。洲畜铡沾膝戊迟蝶渔刻茂贼漏索簿