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管径选择与管道压力降计算(三)92~137 

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管径选择与管道压力降计算 PS304-03

直管段压力降是由两部分组成:加速段压力降(⊿Psa)和恒速段压力降(⊿PSC),即

⊿Pmt=⊿Psa+⊿PSC (5.2.2—4) (1) 加速段压力降(⊿Psa)计算

在长距离输送中,由于管道总压力降较大,加速段压力降相对较小,可以忽略不计,但在短距离输送中,必须计算。

对垂直输料管,物料达到稳定运动时的速度(Vm)常取

Vm=uf-Vt (5.2.2—5) 处于垂直加速段的物料速度(VS)可按图5.2.1—1根据参数(m1)及(uf/Vt)值查得VS/uf而求得,其中参数

m1?2gLhoVt2 (5.2.2—6) 式中

Lho——垂直直管加速段长度,m。 其余符号意义同前。

设计计算时,先计算垂直加速段长度(Lho),令VS=Vm,根据uf/Vt及VS/uf(也即Vm/uf)数值,查图5.2.2一l得到m1,则有

Lho?m1?Vt2g2 (5.2.2—6a)

式中符号意义同前。

若Lho>Lh,则说明整个垂直段,物料一直处于加速状态,此时Lho=Lh,用式(5.2.2—6)及图5.2.2—1计算VS。

若Lho≤Lh,则在垂直段中,物料已达到稳定运动状态,且加速段末期,物料速度VS=Vm。

对水平输料管,物料达到稳定运动时的速度(Vm)常近似取

Vm=uf-V起 (5.2.2—7) 或 Vm≈(0.70~0.85)uf (5.2.2—7a) 式中

V起——物料在水平输料管中的起始流速,m/s。

处于水平加速段的物粒速度(VS),可按图5.2.2—2根据参数(m2)及(Vm/uf)值查得VS/uf而求得,其中参数

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管径选择与管道压力降计算 PS304-03

m2?2gL0Vt2 (5.2.2—8) 式中

L0——水平加速段长度,m。 其余符号意义同前。

设计计算时,先计算水平加速段长度(L0),令VS=Vm,根据Vm/uf及VS/uf(即Vm/uf)数值,查图5.2.2—2得到m2,则有

(5.2.2—8a)

式中符号意义同前。

若L0>L1,则说明整个水平直管段物料一直处于加速状态,此时L0=L1,用式 (5.2.2—8)及图5.2.2—2计算VS。

若L0≤L1,则在水平直管段中,物料已达到稳定运动状态,且加速段末段,物料速度VS=Vm。

对于倾斜直管加速段,可先求得垂直加速段的速度比(VS/uf),再乘以sinα而求得倾斜直管加速比(VS/uf),α为倾斜角(与水平方向的夹角)。 设物料由初始速度(V0)加速到VS,加速度阻力系数(λsa)为:

λsa=2×(VS一V0)/uf (5.2.2—9) 式中

λsa——加速段阻力系数; V0——物料初始速度,m/s;

其余符号意义同前。

(5.2.2—10)

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管径选择与管道压力降计算 PS304-03

图5.2.2——1 垂直管加速段VS/uf,与m1的关系

图5.2.2—2 水平管加速段VS/uf与m2的关系

(2) 恒速段压力降(⊿PSC)计算

稀相动压输送时直管恒速段压力降计算公式如下: 垂直直管

(5.2.2—11)

其中

水平直管

(5.2.2—12)

(5.2.2—13)

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管径选择与管道压力降计算 PS304-03

其中

VC=uf-C·Vt (5.2.2—14) C=0.55+0.0032Fr0.85 (5.2.2—15) Fr=uf/(gD)0.5 (5.2.2—16) Frc=VC/(gD)0.5 (5.2.2—17) 式中

⊿Pf——纯工作气体单相流动时的压力降,Pa; λf——工作气体的摩擦阻力系数。 其余符号意义同前。

倾角为 的倾斜直管,可用垂直直管的计算公式,但其中 η=sinα+0.0156Fr0.85 (5.2.2—18)

以上各式中,⊿Pf、λf分别为纯工作气体(空气)单相流动时的压力降及摩擦阻力系数,λf值根据雷诺数按有关公式计算。表5.2.2—3给出了λf的实验值。

直管摩擦阻力系数(λf)(实验值) 表5.2.2—3

管道内径 mm 0.025 0.050 0.075 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500

λf 新 钢 管 0.049 0.038 0.033 0.030 0.027 0.025 0.023 0.022 0.022 0.021 0.020 0.020 旧 钢 管 0.065 0.049 0.042 0.038 0.033 0.030 0.028 0.027 0.026 0.025 0.024 0.023 特别旧的积垢钢管 0.078以上 0.057以上 0.049以上 0.049以上 0.038以上 0.035以上 0.032以上 0.030以上 0.029以上 0.028以上 0.027以上 0.026以上 要注意的是式(5.2.2—11)和式(5.2.2—13)只适用于表5.2.2—5所列的有关范围,若超出适用范围则应按下式计算⊿PSC:

(5.2.2—19)

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管径选择与管道压力降计算 PS304-03

式中

L3——水平直管或垂直直管或倾斜直管恒速段长度,m;

λh——与物料自重及悬浮有关的阻力系数,λh的计算公式见下表:

λh φm——料—气最大速度比,其值等于Vm/uf,当物料流速达到最大值Vm时,物料就处于恒速运动状态。φm值的计算公式见下表。

φm 粉装物料 粒装物料 水平直管 垂直直管 倾斜直管 水平直管 (5.2.2-23) (5.2.2-24) 垂直直管 (5.2.2-25) (5.2.2-26) 倾斜直管 垂直直管的φm与sinα的乘积 (5.2.2-27) 式中

λS——物料运动时与管壁的摩擦阻力系数,一般需实测,也可参照表5.2.2—

4选取;

Fr——以气体流速(uf)为基准的弗鲁特数,见式(5.2.2—16); Frt——以悬浮流速(Vt)为基准的弗鲁特数,Frt?Vt?gD?0.5; (5.2.2—28)

λSS——与物料颗粒间碰撞有关的阻力系数,需实测,当输送比较小或物料粒

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