管道膨胀及流量要点
有压管道中的非恒定流
第十章 有压管道中的非恒定流第一节有关管道中非恒定流在工程中会经常碰到，例如 水泵在突然停电时迅速停止运行； 有压管出口闸门突然关闭； 水轮机电力系统负荷改变，需迅速调节导水叶或阀门，使水电站引水管中流量迅速改变。
非恒定流：有压管中流速发生急剧变化，液体压强产生迅速的交替升降且变化巨大（突然增或降，可达上百个大气压）。
管道发生强烈振动、 噪声、管道变形，甚至爆裂如同用锤子敲击管壁、阀门、或管路其他元件，称这种现象水击或水锤。
因此，有压管道设计中必须进行水击计算，以确定最大和最小水击压强， 并采取防止或消弱水击的工程措施。
常采用的工程措施之一就是在管道系统中修建调压、井（室）注意：非恒定流动中液体质点的运动要素随时间变化。
例如，一元非恒定流中()t s v v ,=()t s p p ,= ),(t x A A = ),(t x ρρ=考虑运动要素随时间变化而引起的惯性力作用 考虑液体压缩性和管壁弹性变形原因：水击时，管道中流速和压强急剧变化，致液体和管道犹如弹簧元件似的被压缩或膨胀本章目的 ：分析水击现象的物理实质；水击压强的计算方法 。
第一节 一维非恒定流动的基本方程组（略）第二节 水击现象一、阀门突然关闭情况下有压管道中的水击现象图中给出一个长L 、管径与管壁厚度不变的简单管路,管道进口B 与水库相连，末端设一阀门A ,设流速水头和水头损失不计，则恒定流时测管水头线与库水面平齐。
管中平均流速和压强为p 0 和v 0.考虑闸门突然完全关闭（关闭时间为零），不考虑液体压缩性和管壁弹性，整个管路中流速同时为零0→v ,在水流惯性作用下， 管中压强全部同时升高至无穷大∞→p .但关闭闸门需要一定时间， 液体具有压缩性， 管壁有弹性， 对水击起到缓冲作用。
因此，管路中各处流速并不是同时为零，压强也不是立即同时升高到一定的数值，而是从闸门向上游一个断面一个断面地逐渐变为零。
因此，必须考虑液体压缩性和管壁弹性.典型的水击过程可分为四个阶段 :(1)c /L t 0<<; (2)c /2L t c /L <<; (3)c /3L t c /2L <<; (4) c /4L t c /3L <<（1）闸门突然关闭水击的第一阶段 阀门突然关闭，紧靠阀门处的微小液层立即停止流动,流速突然减小至零，使该层水流的动量发生突然变化，但 d l 层上游液体未停止流动，仍以速度v 0向前流动，当碰到静止液层时，也像碰到阀门一样速度立即变为零，压强升高Δp ，液体压缩，管壁膨胀。
水管水流量及计算
水管水流量及计算水管水流量是指单位时间内通过水管断面的水量，通常用单位时间内通过的体积或质量来表示。
水管的水流量大小对于水力学分析和设备设计来说十分重要。
在计算水管水流量时，需要考虑多个因素，包括水管的直径、水压、流速、管材材质等。
下面我们将详细介绍水管流量的计算方法。
1.理论计算方法理论计算方法是通过理论公式来计算水管流量，其中最常用的方法是伯努利方程和庞加莱公式。
-伯努利方程：伯努利方程是描述液体在流动过程中能量守恒的定律。
根据伯努利方程，可以得到以下公式来计算水管流量：Q=π×D^2/4×V其中，Q是水管的流量（m³/s），D是水管的内径（m），V是水管的平均流速（m/s）。
-庞加莱公式：庞加莱公式是通过实验数据的整理和分析得出的经验公式，可以更为精确地计算水管流量。
庞加莱公式的计算公式如下：Q=C×A×R^0.63×S^0.54其中，Q是水管的流量（m³/s），C是庞加莱系数（可以根据实际情况查表取值），A是水管的横截面积（m²），R是水管的水力半径（m），S是水管的坡降（m/m）。
2.实测方法实测方法是通过实际测量水管流量来计算。
常用的方法有超声波测流法、流量计测量法等。
-超声波测流法：超声波测流仪是一种通过发射超声波脉冲，测量其传播时间来计算流体流速的设备。
该方法适用于多种材质的水管，具有无污染、不断电、不影响水流等优点。
-流量计测量法：流量计是一种专门用于测量水流量的设备。
根据流量计的类型和原理不同，可以分为浮子流量计、涡街流量计、电磁流量计等。
流量计测量法精度较高，但需要安装和维护设备。
3.影响水管流量的因素-水管直径：水管直径较大时，流量也相应增大。
-水压：水压越高，流量也越大。
-流速：流速越大，流量也越大。
-管材材质：不同材质的水管具有不同的摩擦特性，会对流量产生影响。
在实际应用中，计算水管流量的具体方法根据不同情况而定。
管道的膨胀和支撑
图1.1.8马蹄形
图1.1.9膨胀环焊接点
膨胀环
膨胀环可由一段长度的直管道和焊接弯管制成（见图1.1.9）。图1.1.10显示这样装置可吸收的管道膨胀长度。
由图1.1.9可以看出，膨胀环的深度是宽度的两倍，而宽度在已知膨胀环任一侧的膨胀长度时可由图1.1.10确定。
在实际应用中，管道在冷态下配有隔离件，其长度为管道总膨胀的一半，装在两片法兰之间。当管道全部安装完毕并在两端固定后，撤离隔离件，连接被拉紧（见图1.1.3）。
图1.1.3预载管道以允许膨胀
如果剩余的膨胀不能被管道的自然柔性所吸收，则必须使用膨胀件。
实际应用中，管道膨胀和支撑可以分成三个部分，见图1.1.4。
2、当两根或多根管道在同一个托架上支撑时，支撑距离应根据最小口径管道确定。
3、当出现明显的移动时，如管道超过15 m长时，应使用如前所述的滑轮式支撑。
4、在上升管道的底部应充分支撑，以承受所有垂直管道以及内部流体的重量。垂直管道的分支管道不能作为管道的支撑，因为这样会在接头处施加过大的应力。
5、所有的管道支撑应特别设计以适用于该管道的外径。选型过大的管道托架是不良的做法。
12.8
13.9
14.9
15.8
16.6
17.3
17.9
—
合金钢1%Cr0.5%Mo
13.7
14.5
15.2
15.8
16.4
17.0
17.6
—
不锈钢18%Cr8%Ni
9.4
20.0
20.9
21.2
21.8
22.3
管道膨胀系数
管道膨胀系数
摘要：
1.管道膨胀系数的定义和计算公式
2.管道膨胀系数的影响因素
3.不同材质的管道膨胀系数
4.管道膨胀系数在工程实践中的应用
5.总结
正文：
管道膨胀系数是指管道在温度变化时，其长度或体积发生变化的程度。
它是一个重要的物理参数，对于管道的设计、施工和运行都有重要的意义。
管道膨胀系数的计算公式为：ΔL = aLΔT，其中，ΔL是管道长度的变化，a是管道的线性膨胀系数，L是管道的原始长度，ΔT是温度的变化。
管道膨胀系数的影响因素主要有以下几点：
- 管道的材料：不同的材料具有不同的膨胀系数，例如，钢的膨胀系数约为12×10^-6/℃，而铝的膨胀系数约为23×10^-6/℃。
- 管道的直径：管道的直径越大，其膨胀系数越小。
- 温度变化：温度变化越大，管道的膨胀系数越大。
在工程实践中，管道膨胀系数在以下几个方面得到了应用：
- 管道设计和施工：根据管道膨胀系数，可以确定管道的布局和尺寸，以防止管道因温度变化而产生过大的应力。
- 管道连接和支架：在管道连接和支架的设计中，需要考虑管道膨胀系
数，以保证管道在温度变化时能够自由膨胀，避免因约束而产生的应力。
- 温度控制系统：通过控制管道的温度，可以调节管道的膨胀系数，从而实现对管道长度的控制。
总结起来，管道膨胀系数是一个重要的参数，对于管道的设计、施工和运行都有重要的意义。
管道膨胀系数
管道膨胀系数【原创版】目录一、管道膨胀系数的概念和影响因素二、管道膨胀系数的计算方法三、油品在管道内的膨胀率计算四、管道热膨胀伸长量计算五、实例：热力管道 dn1200 线膨胀系数六、结论：管道膨胀系数的应用和意义正文一、管道膨胀系数的概念和影响因素管道膨胀系数是指管道在温度变化时，管道长度的改变量与温度变化量之比。
它是一个反映材料膨胀或收缩程度的物理量，通常用线膨胀系数或平均线膨胀系数表示。
管道膨胀系数受材料、温度变化范围、管道长度等因素影响。
二、管道膨胀系数的计算方法管道膨胀系数的计算公式为：α = (ΔL/L) / (ΔT/T)，其中α为管道膨胀系数，ΔL 为管道长度的变化量，L 为管道的原始长度，ΔT 为温度的变化量，T 为原始温度。
三、油品在管道内的膨胀率计算油品在管道内的膨胀率是指油品在温度变化时，体积的改变量与原始体积之比。
油品的膨胀率受油品的种类、温度变化范围等因素影响。
计算油品在管道内的膨胀率时，需要知道油品的膨胀系数，可以通过实验或查阅资料获得。
四、管道热膨胀伸长量计算管道热膨胀伸长量是指管道在温度变化时，管道长度的改变量。
管道热膨胀伸长量的计算公式为：ΔL = α * L * ΔT，其中α为管道膨胀系数，L 为管道长度，ΔT 为温度变化量。
五、实例：热力管道 dn1200 线膨胀系数热力管道 dn1200 的线膨胀系数为 12×10^-6/℃。
假设管道安装时的温度为 20℃，管道工作时的温度为 80℃，管道长度为 100 米，则管道热膨胀伸长量为：ΔL = 12×10^-6/℃ * 100m * (80℃ - 20℃) = 960mm。
六、结论：管道膨胀系数的应用和意义管道膨胀系数是管道设计、施工和运行中一个重要的参数。
了解管道膨胀系数可以帮助我们预测管道在温度变化时的长度变化，从而确保管道的安全运行。
管道流量计算汇总
请教：已知管道直径D，管道内压力P，能否求管道中流体的流速和流量？怎么求已知管道直径D，管道内压力P，还不能求管道中流体的流速和流量。
你设想管道末端有一阀门，并关闭的管内有压力P，可管内流量为零。
管内流量不是由管内压力决定，而是由管内沿途压力下降坡度决定的。
所以一定要说明管道的长度和管道两端的压力差是多少才能求管道的流速和流量。
对于有压管流，计算步骤如下：1、计算管道的比阻S，如果是旧铸铁管或旧钢管，可用舍维列夫公式计算管道比阻s=0.001736/d^5.3 或用s=10.3n2/d^5.33计算，或查有关表格；2、确定管道两端的作用水头差H=P/(ρg)，)，H 以m为单位；P为管道两端的压强差(不是某一断面的压强），P以Pa为单位；3、计算流量Q：Q = (H/sL)^(1/2)4、流速V=4Q/(3.1416d^2)式中：Q―― 流量，以m^3/s为单位；H――管道起端与末端的水头差，以m^为单位；L――管道起端至末端的长度，以m为单位。
管道中流量与压力的关系管道中流速、流量与压力的关系流速:V=C√(RJ)=C√[PR/(ρgL)]流量：Q=CA√(RJ)=√[P/(ρgSL)]式中：C――管道的谢才系数；L――管道长度；P――管道两端的压力差；R――管道的水力半径；ρ――液体密度；g――重力加速度；S――管道的摩阻。
管道的内径和压力流量的关系似呼题目表达的意思是：压力损失与管道内径、流量之间的关系，如果是这个问题，则正确的答案应该是：压力损失与流量的平方成正比，与内径5.33方成反比，即流量越大压力损失越大，管径越大压力损失越小，其定量关系可用下式表示：压力损失（水头损失）公式（阻力平方区）h=10.3*n^2 * L* Q^2/d^5.33上式严格说是水头损失公式，水头损失乘以流体重度后才是压力损失。
式中n――管内壁粗糙度；L――管长；Q――流量；d――管内径在已知水管:管道压力0.3Mp、管道长度330、管道口径200、怎么算出流速与每小时流量？管道压力0.3Mp、如把阀门关了，水流速与流量均为零。
水管流速选择
水管流速选择（1）GBJ13－86的推荐流速，见表11。
8-8。
GBJ13－86的推荐流速（m/s）表11。
8—8管道种类管道公称直径(mm）<250250～1600〉1600水泵吸水管1。
0～1。
21。
2～1.61。
5～2。
0水泵出水管1。
5～2。
02。
0～2。
52。
0～3.0注：GBJ13－86《室外给水设计规范》（2）Carrier设计手册的推荐值，见表11。
8-9.Carrier设计手册的推荐的流速（m/s）表11.8—9管道种类推荐流速(m/s)管道种类推荐流速（m/s)水泵吸水管1。
2～2.1集管（header） 1.2～4.5水泵出水管2。
4～3。
6排水管1。
2~2.0一般供水干管1。
5～3。
0接自城市供水管0.9～2.0室内供水立管0。
9～3.0网的水管（3)不同直径管道和管件的比价随着直径的增大，管道本身和阀门等配件的价格以及安装费用都大幅度上升。
因此，对大直径管道，流速宜选择接近上限的数值。
冷凝水管的设计通常，可以根据机组的冷负荷Q（kW）按下列数据近似选定冷凝水管的公称直径;Q≤7kW DN＝20mm Q＝7。
1～17.6kW DN＝25mmQ＝101~176kW DN＝40mm Q＝177~598kW DN＝50mmQ＝599～1055kW DN＝80mm Q＝1056～1512kW DN＝100mmQ＝1513~12462kW DN＝125mm Q>12462kW DN＝150mm注：（1）DN＝15mm的管道,不推荐使用。
(2）立管的公称直径,就与水平干管的直径相同.(3）本资料引自美国“McQUAY”水源热泵空调设计手册。
风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须及时予以排走。
排放冷凝水管道的设计,应注意以下事项:沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度;且不允许有积水部位。
当冷凝水盘位于机组负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封,水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱温度)大50％左右.水封的出口,应与大气相通.为了防止冷凝水管道表面产生结露，必须进行防结露验算.注：（1)采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。
管道功能性试验汇总全
管道功能性试验汇总全1.压力试验：压力试验是管道系统中最基本的功能性试验之一、通过给管道系统施加一定压力，检测管道系统是否存在漏水和泄露情况，并验证管道系统的承压能力和密封性能。
压力试验通常在管道系统安装完成后进行，应用水或气体作为介质进行试验。
2.流量试验：流量试验是验证管道系统的流量传输能力和流动性能的试验。
通过给管道系统施加一定流量，检测管道系统的流动速度、流量变化情况以及管道系统的流动稳定性。
流量试验可以通过安装流量计或使用液位计、时间计算等方法进行。
3.温度试验：温度试验是验证管道系统在不同温度条件下工作的试验。
通过给管道系统施加一定温度，检测管道系统的热传导能力、热膨胀情况以及管道系统在不同温度下的稳定性。
温度试验可以通过安装温度计或使用红外线测温仪等方法进行。
4.耐腐蚀试验：耐腐蚀试验是验证管道系统的耐腐蚀性能的试验。
通过给管道系统施加一定腐蚀介质，检测管道系统的表面腐蚀情况、厚度变化以及管道系统在不同腐蚀介质下的稳定性。
耐腐蚀试验通常使用化学试剂或电化学方法进行。
5.疏水性试验：疏水性试验是验证管道系统的疏水性能的试验。
通过给管道系统施加一定流体，检测管道系统的疏水排放能力、疏水速度和排放效果，并验证管道系统的疏水设备和防止积水装置的有效性。
疏水性试验通常通过安装疏水器、排水计等设备进行。
6.压降试验：压降试验是验证管道系统的压力损失情况和流动阻力的试验。
通过给管道系统施加一定流量，检测管道系统的流动压力损失、管道系统的流动阻力和管道网络的分布情况，并验证管道系统的设计是否合理。
压降试验通常使用压力计、流量计等设备进行。
7.强度试验：强度试验是验证管道系统的结构强度和耐压能力的试验。
通过给管道系统施加一定压力或重力负载，检测管道系统的结构变形情况、管道系统的承重能力和管道系统的稳定性。
强度试验通常使用载荷探测器、应变计等设备进行。
综上所述，管道功能性试验包括压力试验、流量试验、温度试验、耐腐蚀试验、疏水性试验、压降试验和强度试验等多个方面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
管道膨胀及流量、重量计算公式
园钢重量（公斤）=0.00617×直径×直径×长度
方钢重量（公斤）=0.00785×边宽×边宽×长度六角钢重量（公斤）=0.0068×对边宽×对边宽×长度
八角钢重量（公斤）=0.0065×对边宽×对边宽×长度
螺纹钢重量（公斤）=0.00617×计算直径×计算直径×长度角钢重量（公斤）=0.00785×（边宽+边宽-边厚）×边厚×长度扁钢重量（公斤）=0.00785×厚度×边宽×长度钢管重量（公斤）=0.02466×壁厚×（外径-壁厚）×长度
钢板重量（公斤）=7.85×厚度×面积
园紫铜棒重量（公斤）=0.00698×直径×直径×长度
园黄铜棒重量（公斤）=0.00668×直径×直径×长度
园铝棒重量（公斤）=0.0022×直径×直径×长度
方紫铜棒重量（公斤）=0.0089×边宽×边宽×长度
方黄铜棒重量（公斤）=0.0085×边宽×边宽×长度
方铝棒重量（公斤）=0.0028×边宽×边宽×长度
六角紫铜棒重量（公斤）=0.0077×对边宽×对边宽×长度
六角黄铜棒重量（公斤）=0.00736×边宽×对边宽×长度
六角铝棒重量（公斤）=0.00242×对边宽×对边宽×长度紫铜板重量（公斤）=0.0089×厚×宽×长度
黄铜板重量（公斤）=0.0085×厚×宽×长度
铝板重量（公斤）=0.00171×厚×宽×长度
园紫铜管重量（公斤）=0.028×壁厚×（外径-壁厚）×长度
园黄铜管重量（公斤）=0.0267×壁厚×（外径-壁厚）×长度
园铝管重量（公斤）=0.00879×壁厚×（外径-壁厚）×长度
注：公式中长度单位为米，面积单位为平方米，其余单位均为毫米。