供热管网压降温降计算
供热管网各参数计算常用公式
供热管网各参数计算常用公式供热管网各参数常用计算公式1比摩阻R （P/m ）——集中供热手册P 196R = 6.25×10-2×52d G ρλ 其中：λ—— 管道摩擦系数（查动力管道手册P345页）λ= 1/（1.14+2×log Kd ）2 G —— 介质质量流量（t/h ） 或：R=d 22λρν=6.88×10-3×25.525.02dK G ρ ρ—— 流体介质密度（kg/m 3） d —— 管道内径（m ）K ——管内壁当量绝对粗糙度（m ） 2、管道压力降△P （MPa ）△P = 1.15R （L+∑Lg ）×10-6其中：L —— 管道长度（m ）∑Lg ——管道附件当量长度（m ）3、管道单位长度热损q （W/m ）q =其中：T 0 —— 介质温度（℃）λ1 —— 内层保温材料导热系数（W/m.℃）λ2 —— 外层保温材料导热系数（W/m.℃）D 0 —— 管道外径（m ）D 1 —— 内保温层外径（m ）D 2 —— 外保温层外径（m ）α—— 外表面散热系数[α=1.163×（10+6ϖ）]ϖ—— 环境平均风速。
预算时可取α=11.63Ln —— 自然对数底4、末端温度T ed （℃）2122011012121)16(D D D Ln D D Ln T αλλπ++-T ed = T 0 - GC L L q g 310)(-⨯+ 其中：T 0 —— 始端温度（℃）L —— 管道长度（m ）Lg —— 管道附件当量长度（m ）G —— 介质质量流量（t/h ）C —— 介质定容比热（kj / kg.℃）5、保温结构外表面温度T s （℃）T s = T a +απ2D q 其中：Ta ——环境温度（南方可取Ta =16℃） 6、管道冷凝水量(仅适用于饱和蒸汽)G C （t/h ）G C = γ3106.3-⨯qL 其中：γ——介质汽化潜热（kj / kg ）7、保温材料使用温度下的导热系数λt （W/m.℃）λt =λo +2)(B A T T K + 其中：λo ——保温材料常态导热系数 T A —— 保温层内侧温度（℃）T B —— 保温层外侧温度（℃）K —— 保温材料热变系数超细玻璃棉K=0.00017硅酸铝纤维K=0.00028、管道直径选择d （mm ）按质量流量计算：d = 594.5ωρG 按体积流量计算：d = 18.8ωνG按允许单位比摩阻计算：d = 0.0364×52R G ∆νλ其中：G —— 介质质量流量（t/h ）G v —— 介质体积流量（m 3/h ）ω —— 介质流速（m/s ）ρ —— 介质密度（kg/m 3）ΔR —— 允许单位比摩阻（Pa/m ）9、管道流速ω（m/s ）ω= πρ29.0d G 其中：G —— 介质质量流量（t/h ） ρ —— 介质密度（kg/m 3）d —— 管道内径（m ）10、安全阀公称通径（喉部直径）选择DN （mm ） A = φ133.49010P G 则 DN =πA ⨯20 其中：A —— 安全阀进气口计算面积（cm 2）G ——介质质量流量（t/h ）P —— 安全阀排放压力（MPa ）φ——过热蒸汽校正系数，取0.8—0.88DN ——安全阀通径计算值（mm ）。
蒸汽管道温度损失计算及分析
bw k p g f CG t t k l t •-=∆)(热水供热管道的温降1.计算基本公式 1.1温损计算公式为：式中:gk -管道单位长度传热系数C m w ο⋅/pt -管内热媒的平均温度C ︒kt -环境温度C ︒G —热媒质量流量s Kg /C —热水质量比热容C Kg J ︒⋅/l —-管道长度m 由于计算结果为每米温降，所以L 取1m1。
2。
管道传热系数为∑=+++=ni w w i i i n n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπ式中：n a ,wa —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/nd ，wd —分别为管道(含保温层）内外径mi λ—管道各层材料的导热系数C m w ο⋅/（金属的导热系数很高，自身热阻很小，可以忽略不计）。
i d—管道各层材料到管道中心的距离m2.1内表面换热系数的计算根据H 。
Hansen 的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算:42.075.0Pr )180(Re 037.0-≈=λnn n d a NPr 为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得：90摄氏度时Pr=1.95；在75摄氏度时Pr=2.38;2。
2外表面换热系数的计算由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有:]1)2(2ln[22-+=wt wtwtw d h d h d a λ式中： t λ—管道埋设处的导热系数。
th —管道中心到地面的距离.3.假设条件:A. 管道材料为碳钢（%5.1≈w ）B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于36.7C m w ο⋅/C 。
土壤的导热系数t λ=0.6C m w ο⋅/D 。
由于本文涉及到的最大管径为0.6m,所以取th =1.8mE 。
保温材料为:聚氨酯，取λ=0。
03C m w ο⋅/ F. 保温层外包皮材料是:PVC ，取λ=0。
042C m w ο⋅/ G 。
过热蒸汽管道压降温降计算
21.50 21.50 21.50 1.8100E-05 2.0200E-05 2.2300E-05
5.21E-06 6.30E-06 7.48E-06 3.11E-06 3.87E-06 4.69E-06 3.00E+06 2.72E+06 2.49E+06 3.39E+06 3.04E+06 2.76E+06 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.00048544 0.00048544 0.00048544 0.00055402 0.00055402 0.000554 0.01657339 0.01657339 0.01657339 0.01707425 0.01707425 0.0170743 1000 1000 1000 1000 1000 1000 0 95428.63 0.10 0.90 82.37 188.38 0 104626.20 0.12 0.88 103.84 237.48 0 113666.80 0.13 0.87 127.43 291.44 0 112427.12 0.12 1.38 61.51 130.82 0 125607.80 0.14 1.36 80.39 170.98 0 138193.63 0.15 1.35 101.35 215.55
输入 2672800 输入 0.018482 输入
15.87 3239.13 391.4 8.6
6.20 2871.90 241.1 8.9
8.11 2999.39 291 9
10.22 3115.08 340.8 9.2
12.55 3225.95 390.3 9.7
输入
5.4 6.4 7.4 8.6
供热管网各参数计算常用公式
供热管网各参数常用计算公式1比摩阻R(P/m)——集中供热手册P 196R = 6、25×10-2×52d G ρλ 其中:λ—— 管道摩擦系数(查动力管道手册P345页)λ= 1/(1、14+2×log Kd )2 G —— 介质质量流量(t/h) 或:R=d 22λρν=6、88×10-3×25.525.02dK G ρ ρ—— 流体介质密度(kg/m 3) d —— 管道内径(m)K ——管内壁当量绝对粗糙度(m) 2、管道压力降△P(MPa)△P = 1、15R(L+∑Lg)×10-6其中:L —— 管道长度(m)∑Lg ——管道附件当量长度(m)3、管道单位长度热损q(W/m)q = 其中:T 0 —— 介质温度(℃) λ1 —— 内层保温材料导热系数(W/m 、℃)λ2 —— 外层保温材料导热系数(W/m 、℃)D 0 —— 管道外径(m)D 1 —— 内保温层外径(m)D 2 —— 外保温层外径(m)α—— 外表面散热系数[α=1、163×(10+6ϖ)]ϖ—— 环境平均风速。
预算时可取α=11、63Ln —— 自然对数底4、末端温度T ed(℃)T ed = T 0 - GC L L q g 310)(-⨯+ 其中:T 0 —— 始端温度(℃)L —— 管道长度(m)Lg —— 管道附件当量长度(m)G —— 介质质量流量(t/h)C —— 介质定容比热(kj / kg 、℃)5、保温结构外表面温度T s(℃)2122011012121)16(D D D Ln D D Ln T αλλπ++-T s = T a + απ2D q 其中:Ta ——环境温度(南方可取Ta =16℃) 6、管道冷凝水量(仅适用于饱与蒸汽)G C (t/h)G C = γ3106.3-⨯qL 其中:γ——介质汽化潜热(kj / kg)7、保温材料使用温度下的导热系数λt (W/m 、℃)λt =λo +2)(B A T T K + 其中:λo ——保温材料常态导热系数 T A —— 保温层内侧温度(℃)T B —— 保温层外侧温度(℃) K —— 保温材料热变系数超细玻璃棉K=0、00017 硅酸铝纤维K=0、00028、管道直径选择d(mm)按质量流量计算:d = 594、5ωρG按体积流量计算:d = 18、8ωνG按允许单位比摩阻计算:d = 0、0364×52R G ∆νλ其中:G —— 介质质量流量(t/h)G v —— 介质体积流量(m 3/h) ω —— 介质流速(m/s)ρ —— 介质密度(kg/m 3)ΔR —— 允许单位比摩阻(Pa/m)9、管道流速ω(m/s)ω= πρ29.0d G 其中:G —— 介质质量流量(t/h) ρ —— 介质密度(kg/m 3)d —— 管道内径(m)10、安全阀公称通径(喉部直径)选择DN(mm)A = φ133.49010P G 则 DN =πA ⨯20 其中:A —— 安全阀进气口计算面积(cm 2)G ——介质质量流量(t/h)P —— 安全阀排放压力(MPa)φ——过热蒸汽校正系数,取0、8—0、88DN ——安全阀通径计算值(mm)。
供热管网压降温降计算
1.1.1 压降、温降计算公式根据《动力管道手册》压降计算公式：)(10)(10215.11232H H Ld L d w p -++⨯=∆ρλρ式中：1.15——安全系数；p ∆——介质沿管道内流动总阻力，Pa ；L ——为管道直线长度m ；Ld ——为管道局部阻力当量长度m ；W ——蒸汽管道平均流速m/s ；d ——管道内径mm ；ρ——蒸汽介质平均密度kg/m 3；λ——管道摩擦阻力系数，根据管道绝对粗糙度K 值选择，对过热蒸汽管道，按管道绝对粗糙度K=0.1mm 取用；H2-H1——管道终端与始端的高差，m 。
根据《设备及管道绝热设计导则》GB/T8175-2008 单层保温的管道单位热损失计算公式：Do Di Do In Ta T R R Ta T q ∙+-=+-=αλαπ21)(21 W/m.h 式中：T ——设备和管道的外表面温度（℃），T 应取管道蒸汽介质的平均温度即221t t T +=；t1——管道始端蒸汽温度℃；t2——管道终端蒸汽温度℃；Ta ——环境温度，根据工程情况定℃；R1——保温层热阻 对管道（m.K ）/W ；对平面：(m 2.K)/W ； R2——保温层表面热阻 对管道（m.K ）/W ；λ——保温材料制品在平均温度下导热系数W/（m.K ）； Do ——保温层外径 m ；Di ——保温层内径 m ；α——保温层外表面与大气的换热系数 W/（m 2.K ），w 36α+= GB/T8175-2008规范推荐.K W/m .α26311= 此时风速w 为3.5m/s 。
管径计算是按照正常负荷计算管径，同时以最大负荷及最小负荷校核计算后综合选取的。
管路压降计算公式
Dp=(L*450*Qc1.85)/(D5*P)L D P压降(bar)管道长度(m)管道内径(mm)压缩机排气口的绝对压力(bar)0.0012061320.59080.1258994741202580.6963281413005080.847726628502580.62513804510006580.22135675410008080.551212288150021981.571908462100040100.37218539812008080.0665774910002598 1 对于给定压力降，管网的最大许可长度之经济公式。
I=（⊿P*d5**P)/(450*QC1.85) I：管许可压降bar。
P：进口绝对压力bar。
QC：流量L/S。
d:管道内径。
设计一个管路系统，最好是环形布置，可缩空气从两个方向通到用气点，当间隙大量用气时压缩空气供应仍平衡。
4．2 确定储气罐容积公式：（只适用节方式的压缩机） V=Q/（8*⊿P） V：储气罐容积m3。
Q：最大压缩机的流量m3/min。
⊿P：设定的压差 bar。
压力空压机作大气量补充之储气罐容积计算公式： V=(Q*t)/(P1-P2)=L/(P1-P2) V：储气罐容积L。
Q：放气阶段。
t: 放气阶段的所需时间S。
P1：网络的标准工作压力bar。
P2：用气设备的最低压力bar。
L：补气段的空气L/工作周期。
4．3 直管之压降计算公式： ⊿P=450*{(Qv1.85*I)*(d5*P)} ⊿P: 压力降bar。
Qv：空气流量，L/S。
d: 内管径mm。
I：管长度 m。
P：绝对初始压力bar。
Qc压缩机排气量(l/s)m/min833.33333335016.666666671166.66666671075 4.5166.666666710166.6666667103333.33333320083.333333335200122083.333333125 I：管道总长m。
天然气物性参数及管线压降与温降的计算
整个计算过程的公式包括三部分：一．天然气物性参数及管线压降与温降的计算 二．天然气水合物的形成预测模型 三．注醇量计算方法一．天然气物性参数及管线压降与温降的计算 天然气分子量标准状态下，1kmol 天然气的质量定义为天然气的平均分子量，简称分子量。
∑=ii M y M(1) 式中 M —气体的平均分子量，kg/kmol ；y i —气体第i 组分的摩尔分数；M i —气体第i 组分的分子量，kg/kmol 。
天然气密度混合气体密度指单位体积混合气体的质量。
按下面公式计算： 0℃标准状态∑=i i M y 14.4221ρ (2) 20℃标准状态∑=i i M y 055241.ρ (3) 任意温度与压力下∑∑=ii ii V y M y ρ(4)式中 ρ—混合气体的密度，kg/m 3；ρi —任意温度、压力下i 组分的密度，kg/m 3； y i —i 组分的摩尔分数；M i —i 组分的分子量，kg/kmol ； V i —i 组分摩尔容积，m 3 /kmol 。
天然气密度计算公式gpMW ZRTρ= (5)天然气相对密度天然气相对密度Δ的定义为：在相同温度，压力下，天然气的密度与空气密度之比。
aρρ∆=(6) 式中 Δ—气体相对密度；ρ—气体密度，kg/m 3； ρa —空气密度，kg/m 3，在P 0=101.325kPa ，T 0=273.15K 时，ρa =1.293kg/m 3；在P 0=101.325kPa ，T 0=273.15K 时，ρa =1.293kg/m 3。
因为空气的分子量为28.96，固有28.96M∆=(7) 假设，混合气和空气的性质都可用理想气体状态方程描述，则可用下列关系式表示天然气的相对密度28.96gg ga a pMW MW MW RT pMW MW RT∆===(8) 式中 MW a —空气视相对分子质量；MW g —天然气视相对分子质量。
天然气的虚拟临界参数任何气体在温度低于某一数值时都可以等温压缩成液体，但当高于该温度时，无论压力增加到多大，都不能使气体液化。
管道温降计算
1管道总传热系数管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量，它表示油流至周围介质散热的强弱。
当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式：1112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D ααλλ-+⎡⎤⎛⎫ ⎪⎢⎥⎝⎭=+++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦∑ （1-1）式中：K ——总传热系数，W/(m 2·℃)；e D ——计算直径，m ；（对于保温管路取保温层内外径的平均值，对于无保温埋地管路可取沥青层外径）；n D ——管道内直径，m ； w D ——管道最外层直径，m ；1α——油流与管内壁放热系数，W/(m 2·℃)； 2α——管外壁与周围介质的放热系数，W/(m 2·℃)； i λ——第i 层相应的导热系数，W/(m·℃)；i D ，1i D +——管道第i 层的内外直径，m ，其中1,2,3...i n =；L D ——结蜡后的管内径，m ；L λ——所结蜡导热系数。
为计算总传热系数K ，需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2α。
（1）内部放热系数1α的确定放热强度决定于原油的物理性质及流动状态，可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 和流体物理性质准数r P 间的数学关系式来表示。
在层流状态（Re<2000），当500Pr <⋅Gr 时：1 3.65y dNu αλ== （1-2） 在层流状态（Re<2000），当500Pr >⋅Gr 时：0.250.330.430.11Pr 0.15Re Pr Pr y y y y y b d Nu Gr αλ⎛⎫==⋅⋅⎪⎝⎭（1-3）在激烈的紊流状态（Re>104），Pr<2500时：0.250.80.441Pr 0.021Re Pr Pr y y yb d λα⎛⎫=⋅⋅ ⎪⎝⎭（1-4）在过渡区(2000<Re<104)25.043.001)Pr Pr (Pr bf f fdK ⋅λα＝ （1-5）式中：u N ——放热准数，无因次；λρυC =Pr ——流体物理性质准数，无因次； ()υβw f t t g d Gr -=3——自然对流准数，无因次；υπρd q vdv4Re ==——雷诺数； )(Re 0f f K =——系数；d ——管道内径，m ；——重力加速度，g ＝9.81m/s 2；υ——定性温度下的流体运动粘度，m 2/s ；C ——定性温度下的流体比热容，J/(kg·K)；v q ——流体体积流量，m 3/s ；ρ——定性温度下的流体密度，kg/m 3；——定性温度下的流体体积膨胀系数，可查得，亦可按下式计算：tdd-+-=2042045965634023101β （1-6）f λ——定性温度下的流体导热系数，原油的导热系数f λ约在0.1～0.16W/(m·K)间，随温度变化的关系可用下式表示：153/)1054.01(137.0f t f t ρλ-⨯-= （1-7）15f ρ——l5℃时的原油密度，kg/m 3；f t ——油(液)的平均温度，℃； b t ——管内壁平均温度，℃；204d ——20℃时原油的相对密度。
- 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)。
1.1.1 压降、温降计算公式
根据《动力管道手册》压降计算公式：
)(10)(10215.11232
H H Ld L d w p -++⨯=∆ρλ
ρ
式中：1.15——安全系数；
p ∆——介质沿管道内流动总阻力，Pa ；
L ——为管道直线长度m ；
Ld ——为管道局部阻力当量长度m ；
W ——蒸汽管道平均流速m/s ；
d ——管道内径mm ；
ρ——蒸汽介质平均密度kg/m 3；
λ——管道摩擦阻力系数，根据管道绝对粗糙度K 值选择，对过热蒸汽管道，按管道绝对粗糙度K=0.1mm 取用；
H2-H1——管道终端与始端的高差，m 。
根据《设备及管道绝热设计导则》GB/T8175-2008 单层保温的管道单位热损失计算公式：
Do Di Do In Ta T R R Ta T q ∙+-=+-=αλαπ2
1)(21 W/m.h 式中：T ——设备和管道的外表面温度（℃），T 应取管道蒸汽介质的平均温度即22
1t t T +=；
t1——管道始端蒸汽温度℃；
t2——管道终端蒸汽温度℃；
Ta ——环境温度，根据工程情况定℃；
R1——保温层热阻 对管道（m.K ）/W ；对平面：(m 2.K)/W ； R2——保温层表面热阻 对管道（m.K ）/W ；
λ——保温材料制品在平均温度下导热系数W/（m.K ）； Do ——保温层外径 m ；
Di ——保温层内径 m ；
α——保温层外表面与大气的换热系数 W/（m 2.K ），w 36α+= GB/T8175-2008规范推荐
.K W/m .α26311= 此时风速w 为3.5m/s 。
管径计算是按照正常负荷计算管径，同时以最大负荷及最小负荷校核计算后综合选取的。