管径选择与管道压力降计算 PS304-03
核算管径
20℃空气粘度μ＝1.81×10-2mpa·s
d3＝73＝343，d4＝2401，代入式(6.2.2—17)得：
流导过小，不能满足要求，应重新假设管径进行计算。 又假设管道内直径d＝8cm，得：
Pm·d＝6.666×8＝53.328 Pa·cm仍属于过渡流动，且d3＝512，d4＝4096，代入式(6.2.2—17)得：
CT＝140173.1cm3／s＝140.2 l／s >125 l／s，故第二次假设d＝8.0cm是正确的。
核算压力降：
空气密度 ρ＝7.94×10-8g／cm3＝7.94×10-5kg／m3 质量流量 WG＝7.94×10-5×112.5＝8.93×10-3kg／h WG／d＝8.93×10-3／0.08＝0.1116 < 360(层流) 雷诺数 Re?354WGd??354?8.93?1080?1.81?10?3?2?2.18
查图6.2.3—3，取f=1，则λ＝4f＝4 管道截面积A＝5.026×10-3m2
气体流速 u1?0.031255.026?10?3?6.22 m/s，代入式（6.2.3－3）
管道压力降 ?P??L?u12d2
?5?4?3?7.94?10?6.2222?0.08
=0.23Pa（此值甚微，与假设符合）
P2＝6.666－0.23＝6.436Pa
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管径选择与管道压力降计算 0.236.436?100%PS304-03
?PP2?＝3.57％<10％
由以上计算，管道内直径为8.0cm是正确的，可选用Φ89×4.5钢管。 例2：一真空管道，抽吸175℃空气，流量115kg／h，管道始端压力为2133Pa，总长度100m，求管径。
解：设管道内直径d＝20.7cm＝0.207m
WGd?1150.207?555>360属湍流流动，采用式(6.2.3—2)计算。
由图6.2.3—1和图6.2.3—2查得： F1＝1.55×10-2 CD1＝3.5 CT1＝1.5 F2＝7.1×10-2 CD2＝3.2 CT2＝1.67 代入式(6.2.3—2)得：
?P?2.764?104?1.55?10??2?3.5?1.5?7.1?102133???2?3.2?1.67?
=5.963Pa
ΔP总＝100×5.963＝596.3 Pa P2＝2133－596.3＝1536.7 Pa
?P总P2?100%＝38.8％>10％
说明不符合工艺对终点压力的要求。
又设d＝25.7cm，则WG／D＝115／0.257＝447>360，仍属湍流，查图6.3.2—1得CD1＝0.96，CD2＝0.96，其余系数值不变，计算得P总＝176.388Pa，P2＝2133－176.388＝1956.6Pa
?P总P2?100%＝9.01％<10％
因此管道内直径d＝25.7cm是正确的，可选Φ273×8钢管。
例3：有气体管道(不凝气体)，管道内直径150mm(Φ159×4.5)，长度30m，质量流量80kg／h，温度38℃，始端压力为1733Pa，求压力降。 解：
WGd?80.150=533>360，湍流流动，查图6.2.3—1和图6.2.3—2得：
F1=7.7×10-3 CD1＝15 CT1＝1.02
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管径选择与管道压力降计算 PS304-03
F2＝4.1×10-2 CD2＝11.5 CT2＝1.08
每米管道压力降
由于
?P总P2×100%＝20.94%>10%，不符合要求，现改用分段法计算，将管段
分为四段，每段增量为7.5m，图6.2.3—1和图6.2.3—2的各系数数值不变。
ΔP4=2.764×l04×
0.627?7.51497.3=86.81Pa
P5＝P4－ΔP4＝1497.3－86.8l＝1410.49Pa
总压力降ΔP＝ΔPl+ΔP2+ΔP3+ΔP4＝75+78.39+82.28+86.81 ＝322.48Pa
终点压力P5＝1733－322.48＝1410.52Pa 6.2.5 管道计算表
本表的编制步骤、用途及专业关系，以及计算表格式、内容与“单相流”管道计算表相同，见表6.2.5。
管 道 计 算 表
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管径选择与管道压力降计算 PS304-03
（单相流） 表6.2.5
管道编号和类别 自 至 物料名称 流量 m3／h 分子量 温度 ℃ 压力 kPa 粘度 mPa·s 压缩系数 3密度 kg／m 真空度 管道公称直径 mm 表号或外径×壁厚 流速 m／s 雷诺数 流导 cm3／s 压力降 kPa(100m) 直管长度 m 弯头90° 管 件 三 通 当 大小头 量 闸 阀 长 截止阀 度m 旋 塞 止逆阀 其 它 总长度 m 管道压力降 kPa 孔板压力降 kPa 控制阀压力降 kPa 设备压力降 kPa 始端标高 m 终端标高 m 静压力降 kPa 设备接管口压力降 kPa 总压力降 kPa 压力(始端) kPa 压力(终端) kPa
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管径选择与管道压力降计算 PS304-03
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6.3符号说明
A——管道截面积，cm2； A0——圆孔截面积，cm2；
a——修正系数，其值见表6.2.2—2；
C、C1、C2、C3——分别为管道的总流导和各分管段流导cm3／s，l／s； CD1、CD2——管径修正系数，见图6.2.3—2所示；
Cml、Cmo、Cms——分别为分子流动长管、圆孔、短管流导，cm3／s，l／s； Cp、CV——分别为气体的定压比热和定容比热，kJ／(kg·K)； CT——过渡流动流导，cm3／s，l／s； CT1、CT2——温度校正系数，见图6.2.3—1所示；
CVl、CVO、CVS——分别为粘性流动长管、圆孔、短管流导cm3／s，l／s； D——管道内直径，m； d——管道内直径，cm； d0——孔的直径，cm； F1、F2——基准摩擦系数，无因次； f——摩擦系数，无因次；
K——修正系数，与设备抽气终止时的压力有关，其值见表6.2.2—3； k——气体绝热指数，k=Cp／CV； L——管道长度，m，cm； M——气体分子量； P——压力，kPa，Pa； Pl——一段压力，kPa，Pa； P2——二段压力，kPa，Pa； P3——三段压力，kPa，Pa； P4——四段压力，kPa，Pa；
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管径选择与管道压力降计算 PS304-03
P5——终点压力，kPa，Pa； Pm——管道中气体的平均压力，Pa； Q——气体流量，Pa·cm3／s；
R——气体常数，8.3143kJ／(kmol·K)；
Re——雷诺数，无因次； t——抽气时间，s；
u——有效抽气速度，l／s，m3／h，cm3／s； u1——管中气体平均流速，cm／s，m／s； uP——名义抽气速度，cm3／s，l／s； V——设备容积，l；
WG——气体质量流量，kg／h； X——气体压力比，X＝P2／P1； ΔP——压力降，kPa，Pa； ΔPl——一段压力降，kPa，Pa； ΔP2——二段压力降，kPa，Pa； ΔP3——三段压力降，kPa，Pa； ΔP4——四段压力降，kPa，Pa； λ——摩擦系数，无因次； μ——气体粘度，mPa·s； ρ——气体密度，kg／m3；
压力——本规定除注明外，均为绝对压力。
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