HG/T 20570.7-1995 管道压力降计算 HG/T20570.7-1995 标准下载解压密码：www.bzxz.net

管道压力降计算
HG/T20570.7-95
编制单位：中国成达化学工程公司中国寰球化学工程公司
中国天辰化学工程公司
批准部门：化学工业部
实施日期：一九九六年九月一日编制人：
中国成达化学工程公司刘静芳（第一章、第二章、第六章）中国寰球化学工程公司赵敏（第三章）吕文璞（第四章）腾克利（第五章)
中国天辰化学工程公司唐亦农（第七章）审核人：
中国成达化学工程公司曾庆祥（第一章、第二章、第六章）中国寰球化学工程公司汪清裕（第三章、第四章）杨宜化工部第三设计院谈冲
化工部系统设计技术中心站
盛青萍龚人伟
1单相流（不可压缩流体）
1.1简述
1.1.1本规定适用于牛顿型单相流体在管道中流动压力降的计算。在化工工艺专业已基本确定各有关主要设备的工作压力的情况下，进行系统的水力计算。根据化工工艺要求计算各主要设备之间的管道（包括管段、阀门、控制阀、流量计及管件等）的压力降，使系统总压力降控制在给定的工作压力范围内，在此基础上确定管道尺寸、设备接管口尺寸、控制阀和流量计的允许压力降，以及安全阀和爆破片的泄放压力等。1.1.2牛顿型流体是流体剪应力与速度梯度成正比而粘度为其比例系数。凡是气体都是牛顿型流体，除由高分子等物质组成的液体和泥浆外，多数液体亦属牛顿型流体。
1.2计算方法
1.2.1注意事项
1.2.1.1安全系数
计算方法中未考虑安全系数，计算时应根据实际情况选用合理的数值。通常，对平均需要使用5～10年的钢管，在摩擦系数中加20%～30%的安全系数，就可以适应其粗糙度条件的变化；超过5～10年，条件往往会保持稳定，但也可能进一步恶化。此系数中未考虑由于流量增加而增加的压力降，因此须再增加10%～20%的安全系数。规定中对摩擦压力降计算结果按1.15倍系数来确定系统的摩擦压力降，但对静压力降和其它压力降不乘系数。1.2.1.2计算准确度
在工程计算中，计算结果取小数后两位有效数字为宜。对用当量长度计算压力降的各项计算中，最后结果所取的有效数字仍不超过小数后两位。1.2.2管径
1.2.2.1确定管径的一般原则
（1）应根据设计条件来确定管道直径，需要时，可以有设计条件下压力降15%～25%的富裕量，但以下情况除外：151
有燃料油循环管路系统的排出管尺寸，应考虑一定的循环量：6.泵、压缩机和鼓风机的管道，应按工艺最大流量（在设备设计允许的流速下）来确定尺寸，而不能按机器的最大能力来确定管道尺寸；间断使用的管道（如开工旁路管道)尺寸，应按可能得到的压差来确定。c.
（2）在允许压力降范围内，应采用经济管径，某些管道中流体允许压力降范围见表1.2.2-1。
某些对管壁有腐蚀及磨蚀的流体，由流速决定管径，其流速见表1.2.2-(3）
1.2.2.2管径计算
计算公式如下：
)0.5-18.8(
d-管道内直径，mm，
V—流体体积流量，m/h；
u—流体平均流速，m/s
W—流体质量流量，kg/h；
o—流体密度，kg/m。
通常可由图1.2.2-1或图1.2.2-2查得管径。152
(1.2.2-1)
管内径(d)
体积流量(V.)
+50000
20000-
400号
-30000
图1.2.2-1
流速(u)
流速、流量、管径计算图
体积流量(V.)
E100000
F20000
经济管径）
密度(p)
粘度）
5000手2000
d(滞流）
图1.2.2一2液体、气体（P<1000kPa）经济管径图序号
某些管道中流体允许压力降范围管道种类及条件
蒸汽P=6.4~10MPa（表）
总管P<3.5MPa（表）
P≥3.5MPa(表）
支管P<3.5MPa（表）
P≥3.5MPa（表）
排气管
大型压缩机>735kW
小型压缩机进出口
压缩机循环管道及压缩机出口管安全阀
进口管（接管点至阀）
出口管
出口汇总管
一般低压工艺气体
一般高压工艺气体
塔项出气管
水总管
水支管
进口管
出口管<34m/h
34~110m/h
>110m/h
表1.2.2-1
压力降范围kPa（100m管长）
最大取整定压力的3%
最大取整定压力的10%
最大取整定压力的7.5%
最大取8
35~138
某些对管壁有腐蚀及磨蚀流体的流速介质条件
烧碱液（浓度>5%）
浓硫酸（浓度>80%）
酚水（含酚>1%）
含酚蒸汽
管径≥900
管径<900
管道材料
衬水泥或沥青钢管
衬水泥或沥青钢管
注：当管道为含镍不锈钢时，流速有时可提高到表中流速的10倍以上。1.2.3管路
1.2.3.1简单管路
凡是没有分支的管路称为简单管路。(1）
管径不变的简单管路，流体通过整个管路的流量不变。（2）由不同管径的管段组成的简单管路，称为串联管路。a.
通过各管段的流量不变，对于不可压缩流体则有Vr-V-V2-Vf3.....
整个管路的压力降等于各管段压力降之和，即AP-AP+APa+AP.+...
1.2.3.2复杂管路
表1.2.2—2
最大允许流速
(1.2.3-1)
(1.2.3-2)
凡是有分支的管路，称为复杂管路。复杂管路可视为由若干简单管路组成。（1）并联管路在主管某处分支，然后又汇合成为一根主管。α.各支管压力降相等，即
AP-APi=AP,-AP3=.
在计算压力降时，只计算其中一根管子即可。6.
各支管流量之和等于主管流量，即Vr=Vn+V+V+
(1.2.3—3)
(1.2.3—4)
枝状管路从主管某处分出支管或支管上再分出支管而不汇合成为一根（2）
主管。
a.主管流量等于各支管流量之和；b。支管所需能量按耗能最大的支管计算：C.对较复杂的枝状管路，可在分支点处将其划分为若干简单管路，按一般的简单管路分别计算。
1.2.4管道压力降计算
1.2.4.1概述
（1）管道压力降为管道摩擦压力降、静压力降以及速度压力降之和。管道摩擦压力降包括直管、管件和阀门等的压力降，同时亦包括孔板、突然扩大、突然缩小以及接管口等产生的局部压力降；静压力降是由于管道始端和终端标高差而产生的；速度压力降是指管道始端和终端流体流速不等而产生的压力降，（2）对复杂管路分段计算的原则，通常是在支管和总管（或管径变化处）连接处拆开，管件（如异径三通）应划分在总管上，按总管直径选取当量长度。总管长度按最远一台设备计算。
（3）对因结垢而实际管径减小的管道，应按实际管径进行计算。雷诺数按下式计算：
=354Ve
dup=354
雷诺数，无因次；
流体平均流速，m/s；
管道内直径，mm；
μ-流体粘度，mPa·s;
流体的质量流量，kg/h，
流体的体积流量，m\/h，
流体密度，kg/m。
（4）管壁粗糙度
管壁粗糙度通常是指绝对粗糙度（e)和相对粗糙度(e/d)。(1.2. 4-1)
绝对粗糙度表示管子内壁凸出部分的平均高度。在选用时，应考虑到流体对管壁的腐蚀、磨蚀、结垢以及使用情况等因素。如无缝钢管，当流体是石油气、饱和蒸汽以及干压缩空气等腐蚀性小的流体时，可选取绝对粗糙度e一0.2mm；输送水时，若为冷凝液（有空气）则取e=0.5mm；纯水取e=0.2mm；未处理水取e=0.3~0.5mm；157
对酸、碱等腐蚀性较大的流体，则可取e一1mm或更大些。对相同绝对粗糙度的管道，直径愈小，对摩擦系数影响程度愈大，因此用e和d的比值s/d来表示管壁粗糙度，称为相对粗糙度。在流时，管壁粗糙度对流体流动的摩擦系数影响甚大。
摩擦系数（a)与雷诺数（Re）及管壁相对粗糙度（e/d)的关系见图1.2.4一1所示；在完全流情况下，清洁新管的管径（d）占绝对粗糙度（e）的关系见图1.2.4一2所示。
某些工业管道的绝对粗糙度见表1.2.4一1；相对粗糙度由图1.2.4一2查得。某些工业管道的绝对粗糙度
（5）流动型态bZxz.net
管道类别
无缝黄铜管、铜管及铅管
新的无缝钢管或镀锌铁管
新的铸铁管
具有轻度腐蚀的无缝钢管
具有显著腐蚀的无缝钢管
旧的铸铁管
钢板制管
干净玻璃管
橡皮软管
木管道
陶土排水管
接头平整的水泥管
石棉水泥管
表1.2.4-1
绝对粗糙度(e)）
0.01~0.05
0.25~0.42
0.5以上
0.85以上
0.0015~0.01
0.01~0.03
0.25~1.25
流体在管道中流动的型态分为层流和流两种流型，层流与瑞流间有一段不稳定的临界区。瑞流区文可分为过渡区和完全瑞流区。工业生产中流体流型大多属于过渡区，见图1.2.4—1所示。
确定管道内流体流动型态的准则是雷诺数(Re）。158
500000-号000-号
aot89s
S000o0
200℃
繁等吸
A64/Re
600°0
0.0000054
151001251502
铆接钢管
混凝主管
7501000
15002500
.200250
12502000
管径(d)
图1.2.4—2
清洁新管的粗糙度
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