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1、第六章燃气管网的水力计算第四节管网水力计算（1）一、枝状管网水力计算（一）枝状管网水力计算特点枝状管网是由输气管段和节点组成。任何形状的枝状管网,其管段数N和节点数m的关系均符合N=m-1(6-55)图6-11枝状管网流量分配(二)枝状管网水力计算步骤1.对管网的节点和管道编号;2.确定气流方向,从主干线末梢的节点开始,利用Q=0的关系,求得管网各管段的计算流量;3.根据确定的允许压力降,计算管线单位长度的允许压力降;4.根据管段的计算流量及单位长度允许压力降预选管径;5.根据所选定的标准管径,求摩擦阻力损失和局部阻力损失,计算总的压力降。6.检查计算结果。若总的压力降超出允许的精度范围,则适
2、当变动管径,直至总压力降小于并趋近于允许值为止。（三）室内（枝状）燃气管道计算室内燃气管道计算之前,必须先选定和布置用户燃气用具，并画出管段系统图。居民用户室内燃气管段的计算流量：按同时工作系数法进行计算。自引入管到各燃具之间的压降,其最大值为系统的压力降。【例6-4】试作5层住宅楼的室内燃气管道水力计算。燃气管道平面布置见图6-14,管道系统见图6-15,每家用户安装燃气双眼灶及燃气热水器各一台,额定用气量为2.35Nm3/h,其中双眼灶额定用气量为0.70Nm3/h,热水器额定用气量为1.65Nm3/h,天然气密度为=0.75kg/Nm3,运动黏度为=1510-6m2/s。【解】计算可按下
3、述步骤进行1.将各管段按顺序编号,凡是管径变化或流量变化处均应编号。编号详见图6-15。2.求出各管段的额定流量,根据各管段供气的用具数得同时工作系数值(由表2-3表2-4查得),从而求得各管段的计算流量。各管段的计算流量可根据公式(2-13)计算。以管段0-1为例,管段0-1所带的用气设备为1台燃气双眼灶,额定用气量Qn=0.70Nm3/h,由表2-3查得1台燃气双眼灶的同时工作系数K0=1.0,则管段0-1的计算流量为:Qh,0-1=KtK0QnN=1.01.00.701=0.70Nm3/h3.由系统图求得各管段的长度,并根据计算流量预选各管段的管径,以管段0-1为例,管段长度L1=1.2
4、m,预选管径d=DN154.算出各管段的局部阻力系数,根据公式(6-45)求出其当量长度,可得各管段的计算长度。也可根据管段计算流量及已选定的管径,由图6-6求得=1时的l2,即d/,l2与的乘积即为该管段总的当量长度L2,从而求出燃气管道的计算长度L=L1+L2。以管段0-1为例:管段0-1中燃气的流速W:则：Re2100,处于层流状态,则根据公式(6-34)求得燃气管道的摩擦阻力系数:则：各管件局部阻力系数可由表6-1查得。管段0-1产生局部阻力的管件主要有DN15直角弯头一个,=2.2,DN15旋塞阀一个,=4.0,三通分流一个,=1.5,因此管段0-1的局部阻力系数为:0-1=2.2+
5、4.0+1.5=7.7管段0-1局部阻力的当量长度为:L2=l20-1=0.2587.7=1.99m管段0-1的实际长度为L1=1.2m,则管段0-1的计算长度为L=L1+L2=1.2+1.99=3.19m5.燃气管道单位长度压力降可通过公式(6-18)求出,也可使用水力计算图表(图6-5)查出,但需要进行修正,即由计算法或图表法得到各管段的单位长度压降值后,乘以管段的计算长度,即得该管段的阻力损失。以管段0-1为例,管内燃气温度以15计,根据公式(6-18)求得其单位长度压降则管段0-1的压力损失为：6.计算各管段的附加压头,燃气的附加压头可按公式(6-48)计算。以管段0-1为例,该管段沿
6、燃气流动方向的终始端标高差H=-1.2m,根据公式(6-48)求得该管段的附加压头为:p附,0-1=g(1.293-0)H=9.81(1.293-0.75)(-1.2)=-6.39Pa7.求各管段的实际压力损失,为P实=p-p附则管段0-1的实际压力损失为:P实,0-1=p-p附,0-1=5.92-(-6.39)=12.31Pa8.求室内燃气管道的计算总压力降,对于天然气计算压力降一般不超过200Pa(不包括燃气表的压力降)。9.将总压力降与允许的压力降相比较,如不合适,则可改变个别管段的管径。其他管段的相应计算方法同管段0-1。全部计算结果列于表6-7。由计算结果可见,系统最大压力降值是从用户引入管至一层用户灶具15,最大压降值为168.55pa,在压力降允许范围之内。通过同样的计算,其他各管段的管径均可予以确定。