d——管道内径,m;
--流体密度,kg/m3;
W—一流体流速,m/s;g——重力加速度,9.81m/s2。
第一,当量长度法。如管路中直管长度为Z,各种局部阻力的当量长度之和为I设流体的速度为w,管径为山摩擦系数为A,则流体在管路中流动时的总阻力或总压力损失H为H=H,+H2羞S?+
Z7C2LAJII__
+AH
I,
w
d
第二,阻力系数法。流体通过某一管件或阀门的压头损失用流体在管路中的速度头(动压头)倍数来表示这种计算局部阻力的方法,称为阻力系数法,如:
h,=^-g(4-42)
式中:么——因局部阻力而损失的压头,m流体柱;w--管路中流体速度,m/s;g—重力加速度,9.81m/s2;e—比例系数,称为阻力系数,由实验测定。
流体在管路中流动时克服各种局部阻力所引起的能量损失之和(m流体柱)为(4-43)式中:Ee—局部阻力系数之和。
管道热补偿计算
管道的热变形与热应力计算。管道一般在常温下安装,当操作温度与安装温度不同时,管子的长度就有伸缩。一根自由放置的长度为Z的管子,因温度变化以而引起的伸长为△L=la^t(4_44)式中:a—管材的线膨胀系数,钢为1.2X1(T6。
若管道两端固定,管道受到拉伸或压缩时,由温度变化而引起热应力,热应力产生的轴向推力P为p=aA=Ea^tA(4-45)
式中:E——材料的弹性模数,钢为2.1X1011Pa;A—管道截面积。
一般便用温度仳于100U和i砼小十U/oO的官退小近仃热趾刀TT昇。旦任入、且苜段长、管壁厚的管道,要进行热应力计算。
自然补偿。利用管道敷设时自然形成的转弯吸收热伸长量的称自然补偿,这个弯管段称自然补偿器。管道设计时,尽量利用自然补偿,仅当其不足补偿热膨胀时,才采取其他补偿器。当管道有90°转弯时,称L形补偿,计算公式为Li=I-(4-46)式中:L,-短臂长度,mm;AL2一_长臂L2的膨账系数长度,mm;
Dw——管道外径,mm。
补偿器补偿。当自然补偿达不到要求时可采用补偿器补偿,补偿器有方形(毂形)补偿器、波形补偿器、填料函补偿器。其中以方形补偿器最为常用,制造方便,补偿能力大。选择方形补偿器前,首先要计算管道的热膨账长度,根据热膨胀长度和管径,确定补偿器的形式,一般选用n、in型。
管道布置设计
车间管道布置设计原则
管道布置设计不仅影响车间整齐美观,而且直接影响工艺操作、产品质量,甚至导致杂菌或噬菌体污染,也影响安装检修。管道布置应满足生产需要和工艺设备的要求,便于安装、检修和操作管理。尽可能使管线最短、阀件最少。必须避免管道在平面上迂回折返,立面上弯转扭曲等不合理布置。凡是高浓度介质尽可能采用重力自流转送,需要保持没备一定真空度的管线,尽可能保持垂直泻泄状态。车间内管道一般采用明线敷设,安装费用低,检修安装方便,操作人员容易掌握管道的排列和操作。
车间内工艺管道布置普遍采用沿墙、楼板底或柱子的成排安装法,使管线成排成行平行直走,并协调各条管道的标高和平面坐标位置,力争共架敷设,使其占空间小。尽量减少拐弯,避免挡光和门窗启闭,照顾美观。管架标高应不影响车辆和人行交通,管底或管架梁底距行车道路面髙度要大于4.5m,人行道要大于2.2m,车间次要通道最小;争空高度为2m,管廊下通道的净空要大于3.2m,有泵时要大于4m。
分层布置时,大管径管道、热介质管道、气体管道、保温管道和无腐蚀性管道在上,小管径、液体、不保温、冷介质和有腐蚀性介质管道在下。引支管时,气体管从上方引出,液体管从下方引出。管径大的、常温的、支管少的、不常检修的和无腐蚀性介质的管道氧V;,冷库工程管径小的、热力管道、支管多的、常检修的和有腐蚀性介质管道靠外。
管道穿过楼板、墙壁时应预先留孔,穿过楼板或墙壁的管道,其法兰和焊口均不得位于楼板或墙壁之中。易堵塞管道在阀门前接上水管或压缩空气管,管道应避免经过电动机或配电板的上空,以及两者的邻近。输送腐蚀性介质管道的法兰不得位于通道上空,与其他介质管道并列时,应保持一定距离,且略低。
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