管路类型和计算方法

1）分类

简单管路：流体从入口到出口是在一条管路中流动的，没有出现流体的分支或汇合的情况

（串联管路：不同管径管道连接成的管路）  

复杂管路：存在流体的分流或合流的管路（分支管路、并联管路）

2）常用的三种计算：

（1）已知流量和管器尺寸，管件，计算管路系统的阻力损失

（2）给定流量、管长、所需管件和允许压降，计算管路直径

（3）已知管道尺寸，管件和允许压强降，求管道中流体的流速或流量

    d、u未知，Re无法求，λ无法确定时，试差法或迭代法

简单管路

1）定义：简单管路是指流体从入口到出口是在一条管路中流动，无分支或汇合的情形。整个管路直径可以相同，也可由内径不同的管子串联组成。

2）计算

管路计算：连续性方程、柏努利方程及能量损失计算式在管路中的应用。

基本方程：

连续性方程：

柏努利方程：      

摩擦系数：

基本类型：

（1）设计型计算：给定输送任务，要求设计经济上合理的管路。

（2）操作型计算：对于已知的管路系统，核算给定条件下的输送能力或某项技术指标。

可压缩流体的管路计算

1）无粘性可压缩流体的机械能衡算。

可压缩流体一般都是指气体。气体具有较大的压缩性，其密度随压强而变。对于无粘性可压缩流体，则管路中1，2截面的机械能衡算式为

   式中有积分项，流动过程中气体的密度式随的变化而变化的。对理想气体，有等温、绝热、多变过程，对于这些过程我们可以根据的关系来积分上式。

2）粘性可压缩气体的管路计算

对于粘性可压缩气体由于存在粘性，因此在机械能衡算式的右边应加上阻力损失

沿管长是变化的，单位管长的阻力损失也是变化的，将上式改写成微分形式：

其中时的密度为

案例

某厂管道流量为1小时10吨，压力0.4MPa，1.5m/s，确定管子规格。

（1）计算参数：流量为1小时10吨；压力0.4MPa，水的流速为1.5米/秒

（2）计算体积流量：质量流量m=10吨/小时，水按常温状态考虑则水的密度ρ=1吨/立方米=1000千克/立方米；则水的体积流量为Q=10吨/小时=10立方米/小时=2777.778立方米/秒

（3）计算管径：由流量Q=Av=（π/4）*d*dv；v=1.5m/s；得：d=4.856cm=48.56mm

(4)选用钢管，以上计算，求出的管径是管子内径，现在应根据其内径，确定钢管规格。

1）选用低压流体输送用镀锌焊接钢管，查GB/T3091-2008,选择公称直径为DN50的钢管比较合适，DN50镀锌钢管，管外径为D=60.3mm，壁厚为S=3.8mm，管子内径为d=60.3-3.8*2=52.7mm＞48.56mm，满足需求。

2）也可选用流体输送用无缝钢管D57*3.0，该管内径为51mm