第四章__管道的水力計算new+

1、1第四章 輸氣管的水力計算n 水力計算的目的：水力計算的目的： 研究一定的輸氣管的流量與壓力之間的關系。研究一定的輸氣管的流量與壓力之間的關系。2 n為了簡化上一章敘述的偏微分方程組，我們?yōu)榱撕喕弦徽聰⑹龅钠⒎址匠探M，我們假設假設：（1）氣體在管道中的流動過程為等溫過程，即溫度不變，）氣體在管道中的流動過程為等溫過程，即溫度不變，T常數(shù)；常數(shù)；（2）氣體在管道中作穩(wěn)定流動，即氣體的質量流量，在管）氣體在管道中作穩(wěn)定流動，即氣體的質量流量，在管道的任一截面上為一常數(shù)，就是說氣體的質量流量既不道的任一截面上為一常數(shù)，就是說氣體的質量流量既不隨時間也不隨距離而改變；隨時間也不隨距離而改變；（3）

2、沿程摩阻系數(shù)）沿程摩阻系數(shù)保持不變。保持不變。n本章所討論的一切問題都建立在這三個假設之上。本章所討論的一切問題都建立在這三個假設之上。3第一節(jié) 穩(wěn)定流動的氣體管流的基本方程n等溫流動則可以認為溫度等溫流動則可以認為溫度T已知，實際上是采用某個平均已知，實際上是采用某個平均溫度，這樣就可以在方程組中除去能量方程，使求解簡溫度，這樣就可以在方程組中除去能量方程，使求解簡化?；?。n穩(wěn)定流動則可以從運動方程和連續(xù)性方程中舍去隨時間穩(wěn)定流動則可以從運動方程和連續(xù)性方程中舍去隨時間改變的各項。改變的各項。n這樣的假設和簡化基本上符合正常工作時簡單的長距離這樣的假設和簡化基本上符合正常工作時簡單的長距離輸

3、氣管。輸氣管。4由運動方程由運動方程兩邊乘以兩邊乘以dx，并用，并用 代替代替 ，整理后得，整理后得或或22wDdxdsgdxdwwdxdp22dwwdw2222dwgdswDdxdp2222dwgdswDdxdp（3-8）穩(wěn)定流動的氣體穩(wěn)定流動的氣體管流的基本方程管流的基本方程（4-1）5n式中式中 p壓力，壓力，Pa； 氣體密度，氣體密度，kg/m3； 水力摩阻系數(shù)；水力摩阻系數(shù)； x管道的軸向長度，管道的軸向長度，m； D管內徑，管內徑，m； w管內氣體流速，管內氣體流速，m/s； g重力加速度，重力加速度，m/s2； s高程，高程，m。6 式式說明管道的壓降由說明管道的壓降由3部分組成

4、：部分組成：消耗于摩阻的壓降；消耗于摩阻的壓降；氣體上升克服高差的壓降；氣體上升克服高差的壓降；流速增大引起的壓降；流速增大引起的壓降；n該式即為穩(wěn)定流動的氣體管流的基本方程，也是推導輸該式即為穩(wěn)定流動的氣體管流的基本方程，也是推導輸氣管流量基本公式的基礎。氣管流量基本公式的基礎。 2222dwgdswDdxdp2222dwgdswDdxdp7第二節(jié) 水平輸氣管的流量基本公式n當?shù)匦纹鸱卟钚∮诋數(shù)匦纹鸱卟钚∮?00m時，克服高差而消耗的壓降在式（時，克服高差而消耗的壓降在式（41），），即即 中所占的比重很小，可以認為是水平輸氣中所占的比重很小，可以認為是水平輸氣管，管，ds0，于是方程，

5、于是方程(4-1)變?yōu)樽優(yōu)閚上式中有上式中有p、w三個變量，必須利用連續(xù)性方程和氣體狀態(tài)方程三個變量，必須利用連續(xù)性方程和氣體狀態(tài)方程共同求解。共同求解。 2222dwgdswDdxdp2222dwwDdxdp（4-2）8n由氣體狀態(tài)方程得由氣體狀態(tài)方程得n由連續(xù)性方程可知由連續(xù)性方程可知n將式將式（4-3）、（）、（4-4）代入代入得得 ZRTp（4-3）常數(shù)wFMFpMZRTFMw（4-4）2222dwwDdxdp2221212pdFMZRTFpMZRTDdxZRTpdppdpDdxFpMZRT2212M質量流量9n以以 乘兩邊得乘兩邊得 對上式積分，對應的積分限為起點壓力對上式積分，對應

6、的積分限為起點壓力PQ和終點壓力和終點壓力PZ，以及管長，以及管長0和和L整理后得輸氣管的質量流量整理后得輸氣管的質量流量ZRTp2pdpDdxFZRTMpdp2222ZQZQPPLPPpdpdxDFZRTMpdp22022QZQZPPLDFZRTMPPln222222210)ln2()(4)ln2()(422222ZQZQZQZQPPDLZRTDPPPPDLZRTFPPM（4-5）注：適于長距離大壓降管線（主要用于放空管或管線注：適于長距離大壓降管線（主要用于放空管或管線泄漏量計算）泄漏量計算）11n式中式中 一項表示隨著壓力下降，流速增加對流量一項表示隨著壓力下降，流速增加對流量M的影響，

7、對的影響，對長距離輸氣管而言，由于距離長，長距離輸氣管而言，由于距離長， 與與 一項相比是很小一項相比是很小的，可以忽略；距離短、壓降大的管道則必須考慮。因此，對于的，可以忽略；距離短、壓降大的管道則必須考慮。因此，對于長距離水平輸氣管，上式可以簡化為長距離水平輸氣管，上式可以簡化為 n注：該式適于長距離水平輸氣管。注：該式適于長距離水平輸氣管。ZQPPln2ZQPPln2DLZRTLDPPMZQ522)(4（4-6）12n設 計 和 生 產(chǎn) 上 通 常 采 用 的 是 工 程 標 準 狀 態(tài) （ 壓 力設 計 和 生 產(chǎn) 上 通 常 采 用 的 是 工 程 標 準 狀 態(tài) （ 壓 力p0=1

8、.01325105Pa，溫度，溫度T0293K）下的體積流量。為使用方便，下的體積流量。為使用方便，必須將質量流量必須將質量流量M換算成工程標準狀態(tài)下的體積流量換算成工程標準狀態(tài)下的體積流量Qn取取Z01，則則 注：注： 工程標準狀態(tài)下氣體的密度工程標準狀態(tài)下氣體的密度 0MQ （4-7）0000RTZp013n用空氣的氣體常數(shù)用空氣的氣體常數(shù)Ra代替天然氣的氣體常數(shù)代替天然氣的氣體常數(shù)R，由于，由于n故故*01aaRR* *天然氣對空氣的相對密度天然氣對空氣的相對密度0*00TRpa（4-84-8）14將將 、 代入代入得得設設則則ZRTLDPPMZQ522)(40*00TRpa0MQ TL

9、ZDpppTRQZQa*52200)(40004pTRCaTLZDppCQZQ*5220)(（4-9）適用于長距離水平管線15n式中式中 Q輸氣管在工程標準狀態(tài)下的體積流量；輸氣管在工程標準狀態(tài)下的體積流量； pQ輸氣管計算段的起點壓力；輸氣管計算段的起點壓力； pZ輸氣管計算段的終點壓力；輸氣管計算段的終點壓力； D管內徑；管內徑； 水力摩阻系數(shù)；水力摩阻系數(shù)； Z天然氣在管輸條件（平均壓力和平均溫度）下的壓縮因子；天然氣在管輸條件（平均壓力和平均溫度）下的壓縮因子； *天然氣的相對密度；天然氣的相對密度； T輸氣溫度，輸氣溫度，T273+tpj, tpj為輸氣管的平均溫度；為輸氣管的平均溫

10、度； L輸氣管計算段的長度。輸氣管計算段的長度。16n上述公式中常數(shù)上述公式中常數(shù)C0的數(shù)值隨各參數(shù)所用的單位而定。如果的數(shù)值隨各參數(shù)所用的單位而定。如果公式中所有參數(shù)均采用我國法定單位，公式中所有參數(shù)均采用我國法定單位，T0=293K，p0=101325Pa,Ra=287.1m2/(sK)則則n采用其它單位，采用其它單位，C0值見表值見表4-1。)(03848. 01 .2871001325. 12934125021kgKsmC17 表4-1 C0值參數(shù)的單位參數(shù)的單位單位的系統(tǒng)單位的系統(tǒng)C0壓力p長度L管徑D流量QPa（N/m2）mmm3/s我國法定單位我國法定單位0.03848kgf/m

11、2mmm3/s公斤公斤米米秒秒0.377kgf/cm2kmcmm3/d混合混合103.10kgf/cm2kmmmMm3/d混合混合0.32610-6105PakmmmMm3/d我國法定單位我國法定單位0.33210-618第三節(jié) 地形起伏地區(qū)輸氣管的流量基本公式n當輸氣管線路上有高于或低于起點高程當輸氣管線路上有高于或低于起點高程200m以上的地段以上的地段時，就應該考慮高差和地形起伏對輸氣管輸氣能力的影時，就應該考慮高差和地形起伏對輸氣管輸氣能力的影響。這樣的輸氣管可以看作是不同坡度的直管段聯(lián)接而響。這樣的輸氣管可以看作是不同坡度的直管段聯(lián)接而成的。每一直管段的始點和終點就是線路上地形起伏較

12、成的。每一直管段的始點和終點就是線路上地形起伏較大的特征點。特征點之間的微小起伏則予忽略。大的特征點。特征點之間的微小起伏則予忽略。19n對于任一坡度的直管段，若略去氣體流速增大的影響，式對于任一坡度的直管段，若略去氣體流速增大的影響，式（4-1） 可寫為可寫為 已知已知2222dwgdswDdxdpgdswDdxdp22（4-10）ZRTppDMZRTDMw224420llsPiPi+1圖圖41（a）同一坡度的直管段同一坡度的直管段s21n式中式中s為直管段終點與起點的高程差，為直管段終點與起點的高程差，l為直管段長度。將上述為直管段長度。將上述各式代入各式代入整理后得整理后得式中式中 ，

13、dxlsdsgdswDdxdp22dxplsabMpdp)(2225216DZRTb ZRTga2如何推導22dxplsabMpdp)(222整理后得23n若第若第i根直管段，長為根直管段，長為l，起點壓力為，起點壓力為pi，終點壓力為，終點壓力為pi+1（圖（圖4-1a）將上式整理并積分將上式整理并積分 得得lppdxlsalsabMppdpii02221saeblMePPsasaii12212（4-11）如何推導24lsabME2dxpElsapdp)(22dxlsaEpEpd22)(lppdxlsaEpEpdii0221)(saEpEpii212lnsaiieEpEp)(212) 1()

14、 1(2212sasasaiiesablMeEepp上式中令上式中令dxplsabMpdp)(222（4-11）25圖圖4-1（b）地形起伏的輸氣管地形起伏的輸氣管26 圖圖4-1（b）所示輸氣管，起點壓力為）所示輸氣管，起點壓力為PQ，終點壓力為，終點壓力為PZ，中間各點，中間各點壓力相應為壓力相應為P1，P2，PZ-1，距離為，距離為l1，l2，lZ，各點高程為，各點高程為SQ，S1，S2，SZ。根據(jù)式（。根據(jù)式（4-11）各直管段分別寫為）各直管段分別寫為第一段第一段第二段第二段第三段第三段 最后一段最后一段 112212111saeblMePPsasaQ2222221122saeblM

15、ePPsasa3322322133saeblMePPsasazsazsazzsaeblMePPzz12221（4-12a）（4-12b）（4-12c）（4-12d）27式中式中 ， ，如果式如果式（4-12b）乘以乘以 ，式，式（4-12c）乘以乘以 ，式式（4-12d）乘以乘以 ，并考慮到，并考慮到 . Qsss11122sss1zzzsss1sae)(12ssae).(121sssaze)(11Qssasa)()(212Qssassa)()(3123Qssasssa)().(11231Qzzssassssa28n于是于是（4-12）方程組可改寫為方程組可改寫為 .)(11)(12)(212

16、11QssassaQssaeblMePPQQ)(12)()(22)(22)(211221ssaeeblMePePQQQQssssassassa)(23)()(32)(23)(222332ssaeeblMePePQQQQssssassassa)(1)()(2)(2)(2111zzssssazssazssazssaeeblMePePQzQzQzQz29n設設sQ0，則，則s1，s2，s3，sZ為相對起點的高程。將上述各方程相加為相對起點的高程。將上述各方程相加得得n因為因為n注：注： 泰勒公式：泰勒公式：)(.)()(1123312211222123121zzsaszasasasasasasZQs

17、saeelssaeelssaeelaselbMeppzzz.! 3)(! 2)(! 1132asasaseas)()(!)(.)(! 2)()()()(00)(200 000 xRxxnxfxxxfxxxfxfxfnnn（4-13）30n由于由于as1，上述級數(shù)很快收斂，故取前兩項或前三項得，上述級數(shù)很快收斂，故取前兩項或前三項得n代入代入（4-13）得得ZasaseZ1)(21)(2)(1 2)(1)(11211211iiiiiiiiiiasasssassaasasasasssaeeii)(.)()(2).()1 (12121121222zzzQzZZQlsslsslssalllbMaspp

18、)(21 112ziiiilssLabLM（4-14）31n即即n把把 代入上式得代入上式得（4-15）化為工程標準狀況下的體積流量，則）化為工程標準狀況下的體積流量，則)(21 )1 (1122iziiizZQlssLabLasppM（4-15）5216DZRTb )(21 )1 (411522iziiizZQlssLaZRTLDasppM)(21)1(11*52200iziiizZQlssLaTLZDasppCQ（4-16）32輸氣管特點：輸氣管特點：分子：分子：若若 , , ， 若若 S 0 ， F0， 不確定不確定 F0，F(xiàn)lssziiii11)(21ZQss水平00QQ 水平00QQ

19、 水平00QQ ZQss0s水平00QQ 水平00QQ 3637n（3） ，即，即 時時如果如果 ， ， 不確定不確定n 縱斷面線高于水平線的地方，面積取正值，低于水平線的面積取負縱斷面線高于水平線的地方，面積取正值，低于水平線的面積取負值。由（值。由（4-16）可以看出，當其它條件相同時，面積的代數(shù)和）可以看出，當其它條件相同時，面積的代數(shù)和F比較小比較小的輸氣管，有較大的輸氣能力。輸氣管的輸氣管，有較大的輸氣能力。輸氣管1-2-3-4的輸氣能力小于長度一的輸氣能力小于長度一樣、管徑一樣的輸氣管樣、管徑一樣的輸氣管1-5，這是由于，這是由于 ，而，而 的緣故。的緣故。ZQss 0s0F水平0

20、0QQ 0F051F04321F38n從上面討論可知：對于輸氣管，不但象輸油管一樣，起終點從上面討論可知：對于輸氣管，不但象輸油管一樣，起終點高差對輸送能力存在影響，而且還存在輸油管上所沒有的沿高差對輸送能力存在影響，而且還存在輸油管上所沒有的沿線地形起伏對輸送能力的影響。該影響是由于輸氣管起點的線地形起伏對輸送能力的影響。該影響是由于輸氣管起點的氣體密度大于終點的氣體密度，整條管線的氣體密度逐漸降氣體密度大于終點的氣體密度，整條管線的氣體密度逐漸降低造成的。低造成的。n式（式（4-15）、（）、（4-16）中忽略了）中忽略了 和和 就就是水平輸氣管的流量基本公式。是水平輸氣管的流量基本公式。

21、zasziiiilssLa11)(239第五節(jié) 輸氣管基本參數(shù)對流量的影響n輸氣管的基本參數(shù)輸氣管的基本參數(shù)D、L、pQ和和pZ對流量的影響是不相同的，對流量的影響是不相同的，現(xiàn)以公式（現(xiàn)以公式（4-9）為基礎討論，該式為）為基礎討論，該式為5 . 0*22)(38TLZppDCQZQw（4-36a）222CLQppZQ2 . 52*DCTZCw（4-36b）（4-36c）40n一、直徑對流量的影響 當輸氣管的其它條件相同，直徑分別為當輸氣管的其它條件相同，直徑分別為D1和和D2的管道，的管道，其其流量分別為流量分別為 故故5 . 0*2211)(38TLZppDCQZQw5 . 0*2222

22、)(38TLZppDCQZQw382121DDQQ41n上式說明輸氣管的通過能力與管徑的上式說明輸氣管的通過能力與管徑的2.67次方成正比。次方成正比。若直徑增大一倍，若直徑增大一倍，D2=2D1，則則n流量是原來的流量是原來的6.4倍倍。由此可見，加大直徑是增加輸氣。由此可見，加大直徑是增加輸氣管流量的好辦法，也是輸氣管向大口徑發(fā)展的原因。管流量的好辦法，也是輸氣管向大口徑發(fā)展的原因。1167. 224 . 62QQQ42二、長度（或站間距）對流量的影響n當其它條件相同時當其它條件相同時n即輸量與長度的即輸量與長度的0.5次方成反比。若站間距縮小一半，例次方成反比。若站間距縮小一半，例如在兩

23、個壓氣站之間增設一個壓氣站，如在兩個壓氣站之間增設一個壓氣站，L2=1/2L1，則流量，則流量n即倍增壓氣站，輸氣量只能增加即倍增壓氣站，輸氣量只能增加41.4%5 . 01221LLQQ112414. 12QQQ43三、輸氣溫度對流量的影響n流量與輸氣的絕對溫度的流量與輸氣的絕對溫度的0.5次方成反比。輸氣溫度越低，輸次方成反比。輸氣溫度越低，輸氣能力越大。目前，國外已提出在氣能力越大。目前，國外已提出在-70左右輸氣的設想，認左右輸氣的設想，認為在解決低溫管材的基礎上，經(jīng)濟上是可行的。從為在解決低溫管材的基礎上，經(jīng)濟上是可行的。從50 降低降低到到-70 ，流量，流量5 . 01221TT

24、QQ115 . 0226.QQ44n增加增加26%。實際上由于壓縮系數(shù)。實際上由于壓縮系數(shù)Z的影響，流量還會增的影響，流量還會增大一些。大一些。n實際輸氣中，是否采取冷卻措施，必須經(jīng)過經(jīng)濟論證。實際輸氣中，是否采取冷卻措施，必須經(jīng)過經(jīng)濟論證。因為在壓縮機出口，氣體溫度超過管道絕緣層的允許因為在壓縮機出口，氣體溫度超過管道絕緣層的允許值時，必須冷卻后才能輸入干線，因此需要進行技術值時，必須冷卻后才能輸入干線，因此需要進行技術經(jīng)濟方面的可行性研究。經(jīng)濟方面的可行性研究。45四、起、終點壓力對流量的影響n輸氣量與起、終點壓力平方差的輸氣量與起、終點壓力平方差的0.5次方成正

25、比，改變起、次方成正比，改變起、終點壓力都能影響流量，但效果是不同的。終點壓力都能影響流量，但效果是不同的。n起點壓力增加起點壓力增加p，壓力平方差為，壓力平方差為n終點壓力減少終點壓力減少p，壓力平方差為，壓力平方差為222222)(ZQQZQpppppppp222222)(ZZQZQpppppppp46n兩式右端相減，得兩式右端相減，得n上式說明，改變相同的上式說明，改變相同的p時，提高起點壓力對流量增大的時，提高起點壓力對流量增大的影響大于降低終點壓力的影響。提高起點壓力比降低終點影響大于降低終點壓力的影響。提高起點壓力比降低終點壓力有利。壓力有利。02)(22ppppZQ47n壓力平方

26、差還可寫為壓力平方差還可寫為n該式說明，如果壓力差該式說明，如果壓力差p不變，同時提高起、終點壓力，不變，同時提高起、終點壓力，也能增大輸氣量，此外更進一步說明高壓輸氣比低壓輸也能增大輸氣量，此外更進一步說明高壓輸氣比低壓輸氣有利。因為高壓下，氣體的密度大、流速低，摩阻損氣有利。因為高壓下，氣體的密度大、流速低，摩阻損失就小。失就小。)(22ZQZQZQpppppppppZQ)(48五、輸氣管的平均壓力n輸氣管停止輸氣時，管內壓力并不像輸油管那樣立刻輸氣管停止輸氣時，管內壓力并不像輸油管那樣立刻消失。而是高壓端的氣體逐漸流向低壓端，起點壓力消失。而是高壓端的氣體逐漸流向低壓端，起點壓力pQ逐漸

27、下降，終點壓力逐漸下降，終點壓力pZ逐漸上升，最后全線達到某逐漸上升，最后全線達到某一壓力值，即平均壓力。這就是輸氣管的壓力平衡現(xiàn)一壓力值，即平均壓力。這就是輸氣管的壓力平衡現(xiàn)象。根據(jù)管內平衡前后質量守恒可得平均壓力象。根據(jù)管內平衡前后質量守恒可得平均壓力)(322ZQZQpjppppp平均壓力公式平均壓力公式（4-39）49第七節(jié) 等流量復雜管計算l簡單管：簡單管：直徑不變、流量一致的單一管道稱為簡直徑不變、流量一致的單一管道稱為簡單管。單管。l復雜管：復雜管：除此以外的其它管道或管道系統(tǒng)稱為復除此以外的其它管道或管道系統(tǒng)稱為復雜管。雜管。l一切復雜管都可以用簡單管公式或將其轉化為簡一切復雜

28、管都可以用簡單管公式或將其轉化為簡單管來求解。單管來求解。50n求解復雜管的目的為：求解復雜管的目的為：已知流量、壓降等參數(shù)，求管徑；已知流量、壓降等參數(shù)，求管徑；已知管徑等參數(shù)，求該管允許通過的流量或壓降。已知管徑等參數(shù)，求該管允許通過的流量或壓降。51n復雜管按各斷面流量可分為復雜管按各斷面流量可分為等流量管和不等流量管等流量管和不等流量管兩種。兩種。我們只討論等流量復雜管，也就是該管道或管道系統(tǒng)各我們只討論等流量復雜管，也就是該管道或管道系統(tǒng)各斷面流量不變的復雜管，包括變徑管、副管等。斷面流量不變的復雜管，包括變徑管、副管等。n求解等流量復雜管常用求解等流量復雜管常用當量管法當量管法（轉

29、化為流量相等的簡（轉化為流量相等的簡單管）或單管）或流量系數(shù)法流量系數(shù)法。兩者本質上無太大差別，但后者。兩者本質上無太大差別，但后者由于流量系數(shù)很容易計算或從表格上查得，計算和使用由于流量系數(shù)很容易計算或從表格上查得，計算和使用比較方便，以下重點介紹流量系數(shù)法。比較方便，以下重點介紹流量系數(shù)法。52流量系數(shù)法n流量系數(shù)法假定任何等流量復雜管的流量都可以由某一標準流量系數(shù)法假定任何等流量復雜管的流量都可以由某一標準簡單管的流量乘以該復雜管的流量系數(shù)求得，而復雜管的流簡單管的流量乘以該復雜管的流量系數(shù)求得，而復雜管的流量系數(shù)又可由多個簡單管的流量系數(shù)組合而成。量系數(shù)又可由多個簡單管的流量系數(shù)組合而

30、成。n標準管標準管就是就是p1、p2、L、*、Z和和T都與要計算的復雜管相同，都與要計算的復雜管相同，而管徑而管徑D0為某一標準值（一般取為某一標準值（一般取D0=1m）的輸氣管。標準管）的輸氣管。標準管的流量為：的流量為：5 . 050022215 . 0*050222100)(DLppAZTLDppCQ5 . 0*0)(ZTCA53n根據(jù)定義，復雜管流量根據(jù)定義，復雜管流量 或或LLKDLppAKQQ5 . 050022210250022221LKLDBQpp（4-41）（4-42）KL復雜管的流量系數(shù)B=21A54n對于一條非標準的簡單管對于一條非標準的簡單管 故非標準簡單管的流量系數(shù)故

31、非標準簡單管的流量系數(shù)0.550500LDQKQD(4-43)5 . 0*522210ZTLDppCQ55n取取 ，n則則0.220.067eKD2.60LDKD（4-44）前蘇聯(lián)公式前蘇聯(lián)公式56n若標準管若標準管D0=1m，根據(jù)式（，根據(jù)式（4-44）計算得到的各種管）計算得到的各種管徑的簡單管的流量系數(shù)如表徑的簡單管的流量系數(shù)如表4-3。n等流量復雜管實質上是簡單管的不同組合。復雜管的等流量復雜管實質上是簡單管的不同組合。復雜管的流量系數(shù)可由組成復雜管的簡單管的流量系數(shù)求得，流量系數(shù)可由組成復雜管的簡單管的流量系數(shù)求得，從而可根據(jù)（從而可根據(jù)（4-41）和（）和（4-42）求得流量或壓力

32、平方差。）求得流量或壓力平方差。LLKDLppAKQQ5 . 050022210250022221LKLDBQpp2.60LDKD57一、平行管n平行管流量為平行管流量為n根管流量之和根管流量之和n所以所以n故平行管的流量系數(shù)等于各管流量系數(shù)之和故平行管的流量系數(shù)等于各管流量系數(shù)之和0iiLQQK（4-45）Q1Q2Q3QnQQniLiKQQ1058n平行管流量系數(shù)平行管流量系數(shù)n每根管的流量系數(shù)每根管的流量系數(shù) 可根據(jù)該管的管徑由表可根據(jù)該管的管徑由表4-3查得，查得，求得平行管的流量系數(shù)之后就可由公式（求得平行管的流量系數(shù)之后就可由公式（4-41）、）、（4-42）求得流量或壓力平方差。）

33、求得流量或壓力平方差。iLK1inLLiKK59二、變徑管n變徑管各段流量相等，全線的壓力平方差等于各段壓變徑管各段流量相等，全線的壓力平方差等于各段壓力平方差之和力平方差之和n第第i段的壓力平方差段的壓力平方差25002221iLiiiKLDBQpp60n全線的壓力平方差全線的壓力平方差n與式（與式（4-42） 比較得比較得221iniiLLLLKK250022221LKLDBQppniLiiKLDBQpp125002222161n變徑管的流量系數(shù)變徑管的流量系數(shù)21iLniiLLKLK（4-48）62n變徑管是提高流量或終點壓力的措施之一，設某管路長為變徑管是提高流量或終點壓力的措施之一，

34、設某管路長為L，起、終點壓力為起、終點壓力為p1、p2，管徑為，管徑為D1，流量系數(shù)為，流量系數(shù)為KL1，流量為，流量為Q1。為了將輸氣量增至。為了將輸氣量增至Q2，終點壓力升至，終點壓力升至pZ，將該管道的后，將該管道的后半部分改建成管徑為半部分改建成管徑為D2 ，流量系數(shù)為，流量系數(shù)為KL2的變徑管。試求其應的變徑管。試求其應改建的長度改建的長度x。p1p2Q1,L,D1,KL1Q2,L-x,D1, KL1Q2,x,D2, KL2pZp163n標準管流量：標準管流量：n注：注：0.50.5225221205120000*0PPDPPQCADZTLL5 . 0*0)(ZTCA64n原管道原管

35、道 n改建后改建后 120.522120221222ZLLPPLQQLxxPPKK101LKQQ655 . 050022210DLPPAQ5 . 05002Z210DLPPAQ5 . 0222122100PPPPQQZ22215 . 02221221002LLZLKxKxLLPPPPQKQQ原管道標準管流量：原管道標準管流量：改建后標準管流量：改建后標準管流量：所以所以66n流量提高比流量提高比n由上式得應改建的長度由上式得應改建的長度（4-49）（4-50）25 . 022212211221111LLZKKLxppppQQELKKKppppExLLLZ222222122121221167n如

36、果僅提高流量而不改變終點壓力，則如果僅提高流量而不改變終點壓力，則n根據(jù)式（根據(jù)式（4-44） 可得可得221222211LLLKxLEKK（4-51）2.60LDKD5.22121111xLEDD（4-52）68D1D1D2L-xx12n-1nm圖圖4-11 單線副管單線副管圖圖4-10 多線副管多線副管69三、副管n多根并列的副管稱為多線副管。多線副管（圖多根并列的副管稱為多線副管。多線副管（圖4-10）可）可以看作是由多段不同管徑組成的變徑管，根據(jù)式（以看作是由多段不同管徑組成的變徑管，根據(jù)式（4-48），其流量系數(shù)），其流量系數(shù)21iLniiLLKLK70n每一段由每一段由m條平行管組

37、成，即條平行管組成，即 所以，多線副管的流量系數(shù)所以，多線副管的流量系數(shù)1iijmLLjKK211ijLnimiLjLKLK（4-53）71一條最簡單的多線副管（圖一條最簡單的多線副管（圖4-11），即），即n=2， ，其流量系數(shù)，其流量系數(shù)12,LLx Lx121,2mm(4-54)222211121111)(LLLLLLLLKKKLxKKKxKxLLK72n鋪設單線副管也可提高流量或終點壓力。如鋪設副管前的流量鋪設單線副管也可提高流量或終點壓力。如鋪設副管前的流量n鋪設單線副管后，流量為鋪設單線副管后，流量為 ，終點壓力升至，終點壓力升至pZ，則，則110LQQK2Q11120.52212

38、02221211LZLLLKPPQQPPKxLKK73n顯然，流量提高比顯然，流量提高比n副管鋪設長度副管鋪設長度1120.52221222112111ZLLLQPPEQPPKxLKK(4-55)112221222212111ZLLLPPLxEPPKKK(4-56)74n當副管與主管管徑相同時當副管與主管管徑相同時n若僅僅提高流量或或終點壓力，則分別為若僅僅提高流量或或終點壓力，則分別為221222124113ZPPxLEPP24113xLE222221243ZPPxLPP75n上述公式中上述公式中x的值與副管所在位置無關，即副管鋪的值與副管所在位置無關，即副管鋪在管道的前段、中間或尾部對改變

39、流量和終點壓在管道的前段、中間或尾部對改變流量和終點壓力的影響是一樣的。從節(jié)約金屬的觀點來看，鋪力的影響是一樣的。從節(jié)約金屬的觀點來看，鋪在壓力較低的尾部較好。在壓力較低的尾部較好。76四、跨接管n平行管線之間的連通管稱為跨接管。如兩條平行管道，一平行管線之間的連通管稱為跨接管。如兩條平行管道，一條為等徑管，一條為變徑管（或副管）。如圖條為等徑管，一條為變徑管（或副管）。如圖4-12所示，所示，兩條管道的壓力平方降落線是不一樣的，前者為一條直線，兩條管道的壓力平方降落線是不一樣的，前者為一條直線，后者為一條折線。如果在變徑點處用一跨接管將兩者連通，后者為一條折線。如果在變徑點處用一跨接管將兩者

40、連通，這兩條管道的壓力平方分布線都會變?yōu)閳D這兩條管道的壓力平方分布線都會變?yōu)閳D4-12中的虛線。中的虛線。壓力和流量的再分配會使整個系統(tǒng)的流量增加。壓力和流量的再分配會使整個系統(tǒng)的流量增加。77L-xxpx2pQ2pZ2x圖4-12 跨接管及其px2的分布xLppppZQQx2222KL1KL2KL378n兩者跨接之前為一簡單管和一單線副管兩者跨接之前為一簡單管和一單線副管平行平行使用，流量系數(shù)為使用，流量系數(shù)為n跨接之后，其流量系數(shù)可由式（跨接之后，其流量系數(shù)可由式（4-53）推導而得：）推導而得：21231223211LLLLLLLLKKKKKKxLKK12121212312322211LLLLLLLLLLLLLKKLKLxxKKxKKKKKLKKK79n流量提高比即為流量系數(shù)之比流量提高比即為流量系數(shù)之比n若管徑相同，若管徑相同， ，并設，并設 ，則則n所以所以1256. 2L