范文一:蒸汽供热管道局部压力损失计算
暖通空调 HV &AC 2003 年第 33 卷第 1 期 设计参考 ?73 ?
蒸汽供热管道局部压力损失计算
?长安大学 姜永顺
摘要 对饱和蒸汽供热管道常用压力范围进行设定以简化蒸汽密度计算 ,给出了与沿程
压力损失计算法配套的局部压力损失计算式 ,使压力损失计算法更加完整 ,可以更好地解决蒸 汽供热管道水力计算问题 。
关键词 蒸汽供热管道 水力计算 局部压力损失 密度
C a l c ul a ti o n of l o c a l p r e s s ure l os s i n s t e a m h e a ti n g p i p e s
?By Jiang Yongshun
Abs t r a c t B a s e d on s imp l i f i e d d e ns i t y c a l c ul a t i on of s a t ur a t e d s t e a m he a t i ng p ip e s by s e t t i ng up t he r a ng e of p r e s s ur e c ommonl y us e d , d e r i ve s t he f o rmul a s f o r l o c a l l os s i n s t e a m he a t i ng s ys t e ms t ha t i s c ons i s t e n t wi t h t he c a l c ul a t i on of f r i c t i on l os s i n s t e a m he a t i ng p ip e s
p r o bl e m of s t e a m of s t e a m he a t i ng p ip e s . t o b e t t e r s ol ve t he hyd r a ul i c c a l c ul a t i on
Ke yw o r ds s t e a m he a t i ng p ip e , hyd r a ul i c c a l c ul a t i on , l o c a l p r e s s ur e l os s , d e ns i t y ? Chang’an University , China
? 5 Δ文献[ 1 ]通过简化密度与压力之间的关系式 ,求得绝对 p ———局部阻力部件的压力损失 ,10Pa 。 式中 2 压力在 110,2 600 kPa 之间的饱和蒸汽的比较简易的沿程 ζ G - 7 ()Γ 4 = 6. 254 ×10 4 d 压力损失计算式 。此计算式能用于工程计算 ,而且便于电 蒸汽流过局部阻力部件的压力下降 ,密度变小 ,计算时 算 。但由于篇幅关系 ,文献[ 1 ]只涉及到沿程阻力计算 ,未提
密度取部件始末端的平均值 ,即 出局部阻力计算方法 ,因此本文补充这一部分的内容。 ρρ+ s m1 局部压力损失计算式 ρ=()5 p 2 局部阻力部件压力损失计算的基本式为 : 3 2ρρ式中 ———局部阻力部件平均蒸汽密度 ,kg/ m ; v p Δζ () p = 1 2 ρ ( )3 ———局部阻力部件始端 蒸汽入口 蒸汽密度 ,kg/ m; s 3 Δp 式中 ———局部阻力部件的压力损失 , Pa ; ρ()———局部阻力部件末端蒸汽出口蒸汽密度 ,kg/ m。 在m ζ———部件的局部阻力系数 ; 供热工程常用压力范围内 ,饱和蒸汽的密度可表示 ρv ———蒸汽流速 ,m/ s ; ———[ 1 ] 成 3 ρ 蒸汽密度 ,kg/ m。 = 0. 529 8 p + 0. 066 7 上式中的流速可按下式表示 ()110 kPa ? p ?300 kPa 1 000 G G ()ρ 2 = 0. 493 5 p + 0. 185 1 v = =22 d ρππ 0. 9d () ()300 kPa < p="" 600="" kpa6="" ρ3="" 600="" 4="" 5="" 式中="" g="" ———蒸汽流量="" ,t/="" s="" ;="" 式中="" p="" ———饱和蒸汽的绝对压力="" ,单位为="" 10pa="" 。="" d="" ———管道内径="" ,m。="">
5 ? () ? 姜永顺 ,男 ,1936 年 9 月生 ,大学 ,教授 为了计算方便 ,现压力单位改为 10Pa ,并把式 2代 710061 西安市长安中路 75 号长安大学环境工程学 () 入式 1,得 院 () 0295233535 ΓE2mail :eisunn @21cn. com Δp = ()3 ρ 收稿日期 :2001 02 08
设计参考 暖通空调 HV &AC 2003 年第 33 卷第 1 期?74 ?
() () () 将式 6代入式 5,得 首先 ,按式 4分别计算方形补偿器 、直流三通及旁流 [ 2 ] ΓΓΓ三通的 ,,值 。查局部阻力系数表,得 3 个部件 的局ρ) a d e ( = 0. 264 9 p+ p+ 0. 066 7 p s m
部阻力系数分别为 4 ,1 ,1. 5 ,与管内径 d 、流量 G 一并 代()110 kPa ? p ?300 kPa
入计算式 ,得 ρ) ( = 0. 246 8 p+ p+ 0. 185 1 p s m5 3Γ= 0. 494 1 ×10Pa ?kg/ m a () ()300 kPa < p="" 600="" kpa7="" 5="" 3γ="0." 079="" 1="" ×10pa="" g/="" m="" a="" ()="" 式中="" p,="" p分别为局部阻力部件始端="" 蒸汽入口、末端="" s="" m="" 5="" 35="" γ()="0." 037="" 5="" ×10pa="" g/="" m="" 蒸汽出口绝对压力="" ,10pa="" 。="" a="">
() () () () 其次 ,按式 9或式 10计算 a , d , e 点的压力 p, p, 将式 7代入式 3,得 a d 2 2 p : () ( 0. 264 9 p+ 0. 066 7 p - 0. 264 9 p+ s s m e 5 ) Γ0. 066 7 p= p= 11. 022 2 ×10Pa ma
()110 kPa ? p ?300 kPa = 1 102. 22 kPa 2 2 (5 ) ( 0. 246 8 p+ 0. 185 1 p - 0. 246 8 p+ p= 10. 683 3 ×10Pa d s s m
) Γ0. 185 1 p= m= 1 068. 33 kPa
5 () ()300 kPa < p="" 600="" kpa8="" p="10." 685="" 3="" ×10pa="" e="" ()="" 解方程="" 8,可得局部阻力部件始="" 、末端压力的计算式="" :="1" 068.="" 53="" kpa="" 当已知始端压力求末端压力时="" 因此="" ,3="" 个部件的局部压力损失各为="" 0.="" 5="" 2="" γ)="" -="" 0.="" 125="" 9="" (-="" p="0." 015="" 9="" +="" p+="" 0.="" 251="" 8="" p="" m="" s="" sδp="" a="1" 102.="" 22="" kpa="" -="" 1="" 100="" kpa="" ()110="" kpa="" p="" 00="" kpa="2." 22="" kpa="" 2="" 0.="" 5="" γ)="" (p="0." 140="" 6="" +="" p+="" 0.="" 75="" p-="" -="" 0.="" 375="" m="" sδp="1" 068.="" 7="" kpa="" -="" 1="" 068.="" 33="" kpa="" s="" d="" ()="" ()300="" kpa="">< p="" 600="" kpa9="0." 37="" kpa="" 当已知末端压力求始端压力时="" δp="1" 068.="" 7="" kpa="" -="" 1="" 068.="" 53="" kpa="" e="" 20.="" 5="" γ)="" (p="0." 015="" 9="" +="" p="" +="" 0.="" 251="" 8="" p+="" -="" 0.="" 125="" 9="" s="" mm="0." 17="" kpa="" ()110="" kpa="" p="" 00="" kpa="" [="" 验算="" ]="" 将计算出来的="" a="" ,="" d="" ,="" e="" 点的压力值作为已知条件="" ,="" 20.="" 5="" (γ)="" p="0." 140="" 6="" +="" p+="" 0.="" 75="" p="" +="" -="" 0.="" 375="" (="" )="" (="" )="" s="" m="" m="" 利用式="" 9="" 或式="" 10="" 反算="" b="" ,="" c="" 点的压力得="" :="" 5="" ()="" ()300="" kpa="">< p="" 600="" kpa10="" p="11." 000="" 0="" ×10pa="" b="">
2 例题 = 1 100. 0 ×kPa
5 [ 已知 ] 如图1所示 ,某一蒸汽供热管道直线长度为p= 10. 687 0 ×10Pa c 100 = 1 068. 7 kPa
验算结果与实际数据一致 ,说明计算准确 。
参考文献
1 姜永顺. 蒸汽供热管道沿程压力损失简易计算法. 暖通空调 , ()2000 ,30 5 () 2 贺平 ,等. 供热工程第 3 版. 北京 :中国建筑工业出版社 ,1996 图 1 蒸汽供热管道示意图
(m ,管径为 DN 150 外径 ×壁厚 = 159 mm ×4. 5 mm ,内径
) () (d = 150 mm,其始端 蒸汽入口端有方形补偿器 ,末端 蒸 更 正 ) 汽出口端有三通 ,蒸汽流量为 10 t/ h。三通处 ,直流部分 本刊 2002 年第 6 期第 12 页左栏第 29 行“低 管径仍为 DN 150 ,流量为 8 t/ h ; 旁流部分管径为 DN 100 位发热量 2 006 kJ”应为“低位发热量 35 160 kJ”, () 外径 ×壁厚 = 108 mm ×4 mm ,内径 d = 100 mm,其流量 第 39 页左栏第 24 行“一般为 5 ?”应为“一般为 为 2 t/ h 。管内表面当量绝对粗糙度 K 均为 0. 2 mm。直 5 ?”。特此更正并向提出指正的沈明读者表示 5 线管道入口处 b 点的压力为 11 ×10Pa 。 感谢 。 [ 求 ] 分别计算方形补偿器入口处 a 点及三通直流 、旁通 本刊 2002 年第 6 期第 114 页左栏倒数第 12 出口处 d , e 点的压力 ,并依此确定各局部阻力部件的压力 () 行“393 元/ kWh”应为“393 元/ MWh”。 损失 。 特此更正 。 [解 ] b 点到 c 点直线管道的沿程压力损失在文献 [ 1 ] 的 《暖通空调》编辑部 5 例题中已计算过 ,为 0. 313 ×10Pa , d 点的压力为 10. 687 5 ×10Pa 。
范文二:蒸汽供热管道沿程压力损失简易计算法
暖通空调HV&AC 技术交流园地?77
?
蒸汽供热管道沿程压力损失
简易计算法
西北建筑工程学院 姜永顺?
提要 供热管道常用压力范围,,以此得出水力计算用的基
本公式,关键词 Siplifiedcalculationof
frictionlossinsteamheatingpipe
ByJiangYongshun
?
Abstract
Holdsthattheexistingmethodforcalculatingfrictionlossinsteamheatingpipeiscomplicatedandnoteasytorealiseinacomputer.Basedonsimplifieddensitycalculationofsaturatedsteaminsteamheatingpipewithinarangeofpressurecommonlyencountered,derivesthebasicformulasforstraightpipeinsteamheatingsyste
1
mswhichshowsconvenienceincalculation.
Keywords
steamheatingpipe,hydrauliccalculation,pressureloss,density
?NorthwestInstituteofArchitectureandEngineering,China
0 引言
式[1]
λ=0.11
d
0.25
蒸汽在管内流动时,由于压力变化,其密度也随着变化,使其水力计算比热水管道复杂。尤其是计算室外管道时,必须考虑蒸汽在管内流动过程中的密度变化,计算繁琐。目前的计算方法,利用水力计算表或线算图进行,适合手工计算。表或图是在一定的蒸汽密度下编制的,实际计算时需对密度进行修正。密度又与压力有关,而压力却为未知数,因而计算时先假定压力,以试算法反复进行。
笔者对压力范围为110,2600kPa(绝对压力)的饱和蒸汽,简化密度与压力之间的关系求得比较简易的沿程压力损失计算式,便于电算。是否能用于工程计算,笔者愿与读者商议。1 沿程压力损失计算基本公式
流体力学中,管道每m长度的沿程压力损失(比摩阻)
R表示成[1]
2
(2)
式中 K为管内壁当量绝对粗糙度,m。
将式(1)中的流速按下式表示
(3)v==2
ππd2ρ0.9
36004
式中 G为蒸汽流量,t/h。
为了http://www.wEnku1.com计算方便,将压力单位改为100kPa,并将式(2)、(3)代入式(1),得
-80.252
(4)R=
ρd5.25
蒸汽在一根直线管段内流动时G,d,K均不变,但ρ
?姜永顺,男,1936年9月生,大学,教授
710061西安市长安中路75号
(029)5233535
E2mail:Jianger0919@263.net收稿日期:1999-06-20
稿件修回日期:2000-06-30
(1)
d2
式中 d为管内径,m;v为流速,m/s;ρ为流体密度,kg/m3;λ
为摩擦阻力系数,对室外蒸汽管道可采用希弗林逊公
3
R=
2
2000年第30卷第5期 ?78?技术交流园地
随压力的下降而变小,因而R会增大。
如图1所示,长度为L的直线管段,始、末端(蒸汽流
入与流出端)压力分别表示为ps,pm,任意距离x处的压力为p,
图1
在微小管长
Δx上的压力损失为Δp,那么Δp与Δx的比值就是每m管长的沿程压力损失,即比摩阻R,可写成
(5)=-R
dx
式中 “-”代表蒸汽在流动方向上压力的增量为负值。
将式(4)代入式(5)得
A=-dxρ
6)
0.论上讲,将饱和蒸汽的T=f(p)关系式代入蒸汽状态式,
再把蒸汽状态式代入式(6),可得到结果。但是,饱和蒸汽的T=f(p)关系式和文献中所见的各种水蒸气状态式[2]均是在实验基础上得到的近似式,形式复杂,变量为含有对数及不同
4
指数的多项式,无法准确地解出式(6),只能以近似方法处理,不便使用。
国际标准水蒸气状态式是为了满足动力工业的需要而制定的,其适用参数范围大,因而表达式复杂。供热系统的蒸汽压力比动力系统低得多,最高也不过几MPa,因此在常用压力范围内有可能简化表达式(绝对压力)范围110,300kPa及300,2蒸汽[3]个及26个状态点,,)ρ与:
ρ0.p.7 (110kPa?p?300kPa)04935p+0.1851 (300kPa(8)
式中A-2
.(7)
),其中的A。蒸汽的密度决定于压力和温度,,因此饱和蒸汽的密度可用ρ=f(p)形式的一元函数表示。从理
式(8)中的p(绝对压力)单位仍为kPa。
为了检查式(8)的准确程度,分别对两个压力区间的几十个状态点,反算ρ,与蒸汽表中的ρ值作了比较,部分数据列于表1。
表1 蒸汽表中的密度与计算密度的比较
饱和蒸汽压力(绝对压
力)p/100kPa蒸汽表中的密度ρ1/kg/m3 计算密度ρ2/kg/m3 误差
ρρΔρ=×100/%
ρ1
5
1.1
1.3
1.5
1.7
1.9
2.0
2.1
2.3
2.5
2.7
2.9
3.0
5.0
7.0
9.0
11.013.015.017.019.021.023.026.0
0.6460.7550.8630.9701.0761.1291.1821.2871.3921.4961.6001.6512.6693.6674.6555.6376.6177.5968.5759.55510.5411.5213.010.6490.7550.8610.9671.0731.1261.1791.2851.3911.4971.6031.6562.6533.6404.6275.6146.6017.5888.5759.56210.5511.5413.02-0.46-0.000.230.310.280.270.250.160.07-0.07-0.19-0.300.600.740.600.410.240.110.00-0.07-0.09-0.17-0.08
6
按式(8)计算的结果,在绝对压力110kPa?p?300kPa范围内,ρ值的最大误差只有0.62%;在绝对压力300kPa将式(8)分别代入式(6),并分离变量后对等式左右求积分
2
(0.2468p2m+0.1851pm)-(0.2468ps+0.1851ps)
=-AL (300kPa式(10)为基本方程式,由此可得到用于压力损失计算或其它水力计算的各种计算式。2 水力计算式
从式(7)可看出,A中包含管径d和流量G,因此在ps,pm,d,G中如已知3项,则可解出另1项。解式(10)的二次方程式,可直接得到如下两组始、末端压力计算式:
当已知始端压力而求末端压力时
0.5
pm=(p2-0.1259s+0.2518ps-3.775AL+0.0159)
(110kPa?p?300kPa)
20.5
pm=(ps+0.75ps-4.0519AL+0.1406)-0.3751
?
ms
pp
(0.5298p+0.0667)dp=-A
dx
?
7
L
(110kPa?p?300kPa)
?
ms
pp
(0.4935p+0.1851)dp=-A
?
L
dx
(9)
(300kPa(300kPa得
2
(0.2649p2m+0.0667pm)-(0.2649ps+0.0667ps)
当已知末端压力而求始端压力时
20.5
ps=(pm+0.2518pm+3.775AL+0.0159)-0.1259
(110kPa?p?300kPa)
20.5
ps=(pm+0.75pm+4.0519AL+0.1406)-0.3751
=-AL (110kPa?p?300kPa)(300kPa暖通空调HV&AC
8
技术交流园地?79?
始、末端压力差等于该直线管段的沿程压力损失:
Δp=ps-pm(13) 把式(7)代入式(10),经整理,可得管径d
及流量G的
计算式:
-80.2520.1905
d=
smB3-B3
3 (西德)斯密特等,著.国际单位制的水和水蒸汽性质.赵兆
颐,
译.北京:水利电力出版社,1983年.
(110kPa?p?300kPa)
d=
-80
.252B26-B26
s
m
0.1905
(300kPaG=
sm(B-B)
6.88×10-8K0.25d
5.250.5
9
(110kPa?p?300kPa)
G=
sm
)5.25(0.5
6.88×10-8K0.25(300)((15)中:式(14)、
3.s0667ps
9pm+0.0667pm
sB26=0.2468p2s+0.1851ps
B26=0.2468pm+0.1851pm
m2
3 例题
已知某一蒸汽供热直线管道的公称直径为DN150,内径d=150mm,直线长度L=100m,流量G=10t/h,管内壁当量绝对粗糙度K=0.2mm,始端蒸汽压力(绝对压力)ps=1100kPa,求末端压力pm及该管段压力损失。
[解]先按式(7)计算得出A=173Pa?kg/m4按式(11)计算末端压力:
pm=1068.7kPa
该直线管段压力损失为
ps-pm=31.3kPa
[验算]为了检查计算结果是否准确,将计算出来的末端压力作为已知条件,分别反算始端压力、管径及流量,与实际数据
10
进行比较。
按式(12)计算始端压力:
ps=1099.9kPa
?会讯?
2000年日立空调技术研讨会
[本刊讯] 2000年7月26日日立空调技术研讨会在
计算结果与实际数据基本一致,有0.1kPa的误差,是属于
计算误差。
按式(14)计算管内径:
s2
B26=0.2468ps+0.1851ps=31.8989
mB26=0.2468p2m+0.1851pm=30.1657
北京昆仑饭店举行,大会首先由日立中国有限公司伊藤先生介绍创建已近90年的日立公司。谢文生先生介绍日立公司丰富的产品系列,包括信息、电子、电力、家电等。会议重点介绍研讨了日立清水工厂生产的变频一拖多空调采用的独特技术,该技术可使机组性能大大提高,可联接16部室外机,在室外温度低至-15?下运行,采用R407c新冷媒后完全不会破坏臭氧层。广州日立冷机有限公司生产的双螺杆机组采用了特种转子、滑阀控制系统、钎焊板式换热器等,使产品具有节能、低噪声、低振动等优点,追求更高的独创性正是日立公司基本理念的支柱之一,并循此竭尽全力研究开发。
11
d=0.1499m
实际管内径应为d=0.15m,有0.0001m的计算误差。按式(15)计算流量:
G=10.009t/h
计算结果与实际数据基本一致,有0.009t/h的计算误差。参考文献
1 贺平,孙刚,编著.供热工程(新一版)
.北京:中国建筑工业出版
社,1993.
2 (日)谷下市松.工业热力学.裳华房出版社,1981.
百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆
12
范文三:蒸汽供热管道沿程压力损失简易计算法
蒸汽供热管道沿程压力损失
简易计算法
? 西北建筑工程学院姜永顺
提要 认为现行计算蒸汽供热管道沿程压力损失的方法复杂且不便电算 。设定饱和蒸汽
供热管道常用压力范围 ,提出简化蒸汽密度的计算方法 ,推导出直管内任意处的压力计算式 ,
以此得出水力计算用的基本公式 ,使计算过程变得简单 。
关键词 蒸汽供热管道 水力计算 压力损失 密度
Si m p l if i e d c a l c u l a t i o n of
f ri c t i o n l o s s i n s t e a m h e a t i n g p i p e
? By Jiang Yongshun
A b s t r a c t Ho l d s t h a t t h e e x i s t i n g m e t h o d f o r c a l c ul a t i n g f r i c t i o n l o s s i n s t e a m h e a t i n g p i p e i s c o mp l i c a t e d a n d n o t e a s y t o r e a l i s e i n a c o mp u t e r . B a s e d o n s i mp l i f i e d d e n s i t y c a l c ul a t i o n o f s a t u r a t e d s t e a m i n s t e a m h e a t i n g p i p e w i t h i n a r a n g e o f p r e s s u r e c o mm o n l y e n c o u n t e r e d , d e r i v e s t h e b a s i c f o r m ul a s f o r s t r a i g h t p i p e i n s t e a m h e a t i n g s y s t e m s w h i c h s h o w s c o n v e n i e n c e i n c a l c ul a t i o n .
Ke y w o r d s s t e a m h e a t i n g p i p e , h y d r a ul i c c a l c ul a t i o n , p r e s s u r e l o s s , d e n s i t y ? Nort hw e s t Ins tit ut e of Arc hit e ct ure a nd Engine e ring , China
1 式0 引言 0 . 25 K 蒸汽在管内流动时 , 由于压力变化 , 其密度也随着变 λ ( )= 0 . 11 2 d 化 ,使其水力计算比热水管道复杂 。尤其是计算室外管道 式中 K 为管内壁当量绝对粗糙度 ,m 。 时 ,必须考虑蒸汽在管内流动过程中的密度变化 , 计算繁 () 将式 1中的流速按下式表示 琐 。目前的计算方法 ,利用水力计算表或线算图进行 ,适合 1 000 G G ( )v = = 3 手工计算 。表或图是在一定的蒸汽密度下编制的 ,实际计 2 2 πd0 . 9πdρ ρ3 600 算时需对密度进行修正 。密度又与压力有关 ,而压力却为 4
未知数 ,因而计算时先假定压力 ,以试算法反复进行 。 式中 G 为蒸汽流量 ,t / h 。
) (笔者对压力范围为 110,2 600 k Pa 绝对压力的饱和 为了计算方便 ,将压力单位改为 100 k Pa ,并将式 ( 2) 、
蒸汽 ,简化密度与压力之间的关系求得比较简易的沿程压 (3) 代入式 (1) ,得 - 8 0 . 25 2 力损失计算式 ,便于电算 。是否能用于工程计算 ,笔者愿与 6 . 88 ×10 KG ( )R = 4 5 . 25 ρ d 读者商议 。
蒸汽在一根直线管段内流动时 G , d , K 均不变 , 但 ρ 1 沿程压力损失计算基本公式 ( ) 流体力学中 ,管道每 m 长度的沿程压力损失 比摩阻1 R 表示成? 姜永顺 ,男 ,1936 年 9 月生 ,大学 ,教授 2 710061 西安市长安中路 75 号 λρ v ( )R = 1 ( ) 0295233535 d 2 E2mail :J ianger0919 @263 . net 式中 d 为管内径 , m ; v 为流速 , m/ s ;ρ为流体密度 , kg/ 收稿日期 :1999 - 06 - 20 稿件修回日期 :2000 - 06 - 30 3 λ m;为摩擦阻力系数 ,对室外蒸汽管道可采用希弗林逊公
2000 年第 30 卷第 5 期 ?78 ? 技术交流园地
( ) 随压力的下降而变小 , 因而 R 会增大 。 论上讲 ,将饱和蒸汽的 T = f p关系式代入蒸汽状态式 ,
( ( ) 如图1 所示 , 长度为 L 的直线管段 , 始 、末端 蒸汽流 再把蒸汽状态式代入式 6, 可得到结果 。但是 , 饱和蒸汽 [ 2 ] ) ( ) 入 与 流 出 端的 T = f p关系式和文献中所见的各种水蒸气状态式 压力分别表示 均是在实验基础上得到的近似式 , 形式复杂 , 变量为含有对
( ) 为 p, p, 任 数及不同指数的多项式 , 无法准确地解出式 6, 只能以近 s m
意 距 离 x 处 似方法处理 , 不便使用 。
的 压 力 为 p , 国际标准水蒸气状态式是为了满足动力工业的需要而 图 1 在 微 小 管 长 制定的 ,其适用参数范围大 ,因而表达式复杂 。供热系统的 Δx 上的压力损失为Δp ,那么Δp 与Δx 的比值就是每 蒸汽压力比动力系统低得多 , 最高也不过几 M Pa ,因此在 m ( 常用压力范围内有可能简化表达式 。本文对压力 绝对压
管长的沿程压力损失 , 即比摩阻 R , 可写成) d p 力范围 110,300 k Pa 及 300,2 600 k Pa 两个区段的饱和 ( )= - R 5 3 d x 蒸汽 ,从水蒸气表上分别均匀地选择 21 个及 26 个状态 式中 “ - ”代表蒸汽在流动方向上压力的增量为负值 。 ( ) ρ点 ,利用一元线性回归原理 ,求得如式 8所示的两个与 将式 (4) 代入式 (5) 得 p 的关系式 :
A d p ρ( 110 k Pa ? p ?300 k Pa) = 0 . 529 8 0 . 066 7 p + )( 6 = - d x ρ ( )300 k Pa < p="" 600="" k="" pa="" ρ="0" .="" 493="" 5="" p="" +="" 0="" .="" 185="" 1="" -="" 8="" 0="" .="" 25="" 2="" 6="" .="" 88="" ×10="" k="" g="" (="" )="" 8="" 式中="(" )a="" 7="" 5="" .="" 25="" d()="" ()="" 式="" 8中的="" p="" 绝对压力单位仍为="" k="" pa="" 。="" ()="" 6,可得直线管段沿程压力损失计算式="" ,="" 解微分方程="" ()="" 为了检查式="" 8的准确程度="" ,分别对两个压力区间的几="" 其中的="" a="" 值在一个管段内是不变的="" 。蒸汽的密度决定于="" ρρ十个状态点="" ,反算,="" 与蒸汽表中的="" 值作了比较="" ,部分数="" 压力和温度="" ,="" 但对饱和蒸汽来说温度又决定于压力="" ,="" 因此饱="" 据列于表="" 1="" 。="" 和蒸汽的密度可用ρ="f" (="" p="" )="" 形式的一元函数表示="" 。从理="">
表 1 蒸汽表中的密度与计算密度的比较
饱和蒸汽压(绝对压力 1. 1 1. 3 1. 5 1. 7 1. 9 2. 0 2. 1 2. 3 2. 5 2. 7 2. 9 3. 0 . 0 5. 0 15. 0 7 .. 0 0 17 1 99. 0 . 0 2 111. 0 . 0 2 133. 0 26. 0 力) p/ 100 k Pa
蒸汽表中的密度 0. 646 0. 755 0. 863 0. 970 1. 076 1. 129 1. 182 1. 287 1. 392 1. 496 1. 600 1. 651 2. 669 3. 667 4. 655 5. 637 6. 617 7. 59 6 8. 575 9. 555 10. 54 11. 52 13. 013ρ/ kg/ m 1
计算密度 0. 649 0. 755 0. 861 0. 967 1. 073 1. 126 1. 179 1. 285 1. 391 1. 497 1. 603 1. 656 2. 653 3. 640 4. 627 5. 614 6. 601 7. 58 8 8. 575 9. 562 10. 55 11. 54 13. 023ρ/ kg/m 2误差 - 0 . 46 - 0. 00 0. 23 0. 31 0. 28 0. 27 0. 25 0. 16 .0 1. 90 7 - 0 -. 300 . 0 07. -6 0 0 0. 74 0. 60 0. 41 0. 24 0 .. 101 7 - 00.. 000 9 .- 1- 070 - 0. 08 ρρ- 1 2Δρ= ×100/ % ρ 1
2 2 ( ) ) 按式 8计算的结果 , 在绝对压力 110 k Pa ?p ?300 ( ( )0 . 246 8 p+ 0 . 185 1 p - 0 . 246 8 p+ 0 . 185 1 p m m s s
ρk Pa 范围内 ,值的最大误差只有 0 . 62 % ;在绝对压力 300 k ) ( 300 k Pa < p="" 600="" k="" pa(="" 10)="-" a="" l="">
ρPa < p="" 600="" k="" pa范围内="" ,值误差小于="" 0="" .="" 75="" %="" ,可见计="" ()="" 式="" 10为基本方程式="" ,由此可得到用于压力损失计算或其="" 算结果比较准确="" 。比摩阻="" r="" 的计算式中的摩擦阻力系数="" 它水力计算的各种计算式="">
λ,其计算式是根据实验结果 ,按流动状态分别整理出来的 2 水力计算式半经验公式 。本文根据室外热力管道流动状态为粗糙区的 () 从式 7可看出 , A 中包含管径 d 和流量 G , 因此在1 ( ) 特点,采用了式 2,该式本身也有一定的误差 ,因而用 p, p, d , G 中如已知 3 项 ,则可解出另 1 项 。解式 ( 10) 的 s m () 式 8确定饱和蒸汽的密度 ,也能满足工程计算的要求 。 二次方程式 ,可直接得到如下两组始 、末端压力计算式 :将式 (8) 分别代入式 (6) ,并分离变量后对等式左右求 当已知始端压力而求末端压力时 积分2 0 . 5 ) ( p= p+ 0 . 251 8 p- 3 . 775 A L + 0 . 015 9- 0 . 125 9 m s s p L m( ) 0 . 529 8 p + 0 . 066 7d p = -Ad x( ) 110 k Pa ? p ?300 k Pa ??0 p s2 0 . 5 ) ( p= p+ 0 . 75 p- 4 . 051 9 A L + 0 . 140 6- 0 . 375 1 m s s ( )110 k Pa ? p ?300 k Pa ( )300 k Pa < p="" 600="" k="" pa="" p="" l="" (="" )11="" m(="" )="" 0="" .="" 493="" 5="" p="" +="" 0="" .="" 185="" 1d="" p="-Ad" x="" 当已知末端压力而求始端压力时="" 0="" p="" s.="" 5="" 0="" 2)="" +="" 0="" .="" 251="" 8="" p+="" 3="" .="" 775="" a="" l="" +="" 0="" .="" 015="" 9-="" 0="" .="" 125="" 9="" (="" p="pm" m="" s="" (="" )(="" )300="" k="" pa="">< p="" 600="" k="" pa="" 9="" (="" )="" 110="" k="" pa="" p="" 00="" k="" pa得="" 2="" 0="" .="" 5="" 2="" 2="" )="" (="" (="" )="" (="" )+="" 0="" .="" 75="" p="" +="" 4="" .="" 051="" 9="" a="" l="" +="" 0="" .="" 140="" 6-="" 0="" .="" 375="" 1="" p="p0" .="" 264="" 9="" p+="" 0="" .="" 066="" 7="" p="" -="" 0="" .="" 264="" 9="" p+="" 0="" .="" 066="" 7="" p="" s="" m="" m="" m="" m="" s="" s="">
)( ))( 300 k Pa < p="" 600="" k="" pa="" 12="" (="" 110="" k="" pa="" p="" 00="" k="" pa="-" a="">
暖通空调技术交流园地HV &AC ?79 ?
西德) 斯密特等 , 著. 国际单位制的水和水蒸汽性质. 赵兆颐 , ( 3 始 、末端压力差等于该直线管段的沿程压力损失 : 译. 北京 :水利电力出版社 ,1983 年. Δp = ( )p- p 13 s m
() () 把式 7代入式 10,经整理 ,可得管径 d 及流量 G 的 计算式 :- 8 0 . 25 2 0 . 190 5 6 . 88 ×10 KGL d = s m B B - 3 3
)( 110 k Pa ? p ?300 k Pa
- 8 0 . 25 2 0 . 190 5 6 . 88 ×10 KGL d = s m B - B 26 26
( ) ( )300 k Pa < p="" 600="" k="" pa14="">
5 . 25 s m0. 5 ( dB )- B 3 3 G = - 8 0 . 25 6 . 88 ×10 KL
( )110 k Pa ? p ?300 k Pa
0. 5 5 . 25 s m ( dB )- B 26 26 G = - 8 0 . 25 6 . 88 ×10 KL
)( )( 300 k Pa < p="" 600="" k="" pa="" 15="" ()="" ()="" 1415式="" 、中="" :="" s="" 2="" b="0" .="" 264="" 9="" p+="" 0="" .="" 066="" 7="" p="" 3="" s="">
m 2 B = 0 . 264 9 p+ 0 . 066 7 p 3 m m
s 2 B = 0 . 246 8 p+ 0 . 185 1 p 26 s s
m 2 B = 0 . 246 8 p+ 0 . 185 1 p 26 m m
3 例题
已知某一蒸汽供热直线管道的公称直径为 D N 150 ,内 径 d = 150 mm ,直线长度 L = 100 m ,流量 G = 10 t / h ,管内
() 壁当量绝对粗糙度 K = 0 . 2 mm ,始端蒸汽压力 绝对压力p= 1 100 k Pa ,求末端压力 p及该管段压力损失 。 s m 4() [ 解 ]先按式 7计算得出 A = 173 Pa?kg/ m
按式 (11) 计算末端压力 :
p= 1 068. 7 k Pa m
该直线管段压力损失为
p- p= 31 . 3 k Pa s m
[ 验算 ]为了检查计算结果是否准确 ,将计算出来的末端压 力作为已知条件 ,分别反算始端压力 、管径及流量 ,与实际
会?讯? 数据进行比较 。
按式 (12) 计算始端压力 :
2000 年日立空调技术研讨会 p= 1 099 . 9 k Pa 计算结果与实际数s 据基本一致 ,有 0 . 1 k Pa 的误差 ,是属于 计算误差 。 [ 本刊讯 ] 2000 年 7 月 26 日日立空调技术研讨会在 () 按式 14计算管内径 :北京昆仑饭店举行 ,大会首先由日立中国有限公司伊藤先
生介绍创建已近 90 年的日立公司 。谢文生先生介绍日立 s 2 B = 0 . 246 8 p+ 0 . 185 1 p= 31 . 898 9 26 s s 公司丰富的产品系列 ,包括信息 、电子 、电力 、家电等 。会议 m 2 B = 0 . 246 8 p+ 0 . 185 1 p= 30 . 165 7 重点介绍研讨了日立清水工厂生产的变频一拖多空调采用 26 m m
的独特技术 ,该技术可使机组性能大大提高 ,可联接 16 部 d = 0 . 149 9 m
室外机 ,在室外温度低至 - 15 ?下运行 ,采用R407c新冷实际管内径应为 d = 0 . 15 m ,有 0 . 000 1 m 的计算误差 。
媒 后完全不会破坏臭氧层 。广州日立冷机有限公司生产按式 (15) 计算流量 : 的双 螺杆机组采用了特种转子 、滑阀控制系统 、钎焊板式G = 10 . 009 t / h 计算结果与实际数据换热器 等 ,使产品具有节能 、低噪声 、低振动等优点 ,追求基本一致 ,有 0 . 009 t / h 的计算误差 。 参考文献 更高的独 创性正是日立公司基本理念的支柱之一 ,并循此( ) 1 贺平 ,孙刚 ,编著. 供热工程 新一版. 北京 : 中国建筑工业出版 竭尽全力 研究开发 。 社 ,1993 .
2 ( 日) 谷下市松. 工业热力学. 裳华房出版社 ,1981 .
范文四:管道压力损失计算
1、烟气用量
L=Q
c烟气×ρg×(t1?t2)式中:L —烟气在240?C 时的流量,m 3/h ;
c 烟气
ρg —烟气比热容,240?C 时为1.15kJ /(kg ??C ) ; —烟气0°时烟气密度为1.2836kg /m 3
Q 为设备每小时所需热量,经计算(考虑散失热量10%):
Q=2.03×105kJ/h。
20℃时,ρg=1.2836×
80℃时,ρg=1.2836×273273+20=1.196kg/m3 3 0.9927kg/m273+80
273273+240273240℃时,ρg=1.2836×=0.6831kg/m3
则 20℃时, 所需烟气流量:
F=2.03×105
1.15×1.196×(240-80) = 922m3/h;
出口处烟气温度为80℃, 出口气量:
F=2.03×105
1.15×0.9927×(240-80) =1111m3/h;
在进气管道,烟气的温度为240℃:
2.03×105F=3/h; 1.15×0.6831×(240-80)
2、管道烟气速率
进气管的内径d 1=64mm, 出气口管内径d 2=100mm。
流速计算公式V=
进气口的流速:
当进口为64mm 时,
V1=4×16152×3.14×0.064×36004F πd
当进口为100mm 时,
V1=
出口流速:
V2
3、管道压力损失(计算过程参照化工原理第三版)
雷诺数: Re=dV ρμ4×16152×3.14×0.1×36004×1111=28.57m/s 2×3.14×0.1×3600=19.66m/s 3-5式中,d 为管道直径,V 为流体平均速度,ρ为气体密度:240℃时为0.6831kg/m,80℃时为0.9927kg/m,μ为空气粘度:240℃时为2.71×10Pa/s,80℃
时为2.11×10-5Pa/s。
进口:l=2m
当进口为64mm 时,
Re=dV ρ0.064×69.76×0.6831
μ32.71×10×105,
从《化工原理》Re-λ图查得,此Re 值下,λ=0.01.(摩擦系数)
压力损失:
Δp=λlρV2d2,代入数据得:Δp=519Pa
当进口为100mm 时,
dV ρ0.1×28.57×0.68315×Re=10, μ2.71×10从《化工原理》Re-λ图查得,此Re 值下,λ=0.013.压力损失:
Δp=λ
出口:l=3m
Re=dV ρ0.1×19.66×0.9927
μlρV2d2,代入数据得:Δp=72Pa 2.71×10×105,
从《化工原理》Re-λ图查得,此Re 值下,λ=0.013.压力损失:
Δp=λlρV2d2,代入数据得:Δp=75Pa
4、局部损失——运用阻力系数法
局部系数: w=ξV22
管道设计,至少用到个三通ξ=1,两个90°弯头ξ=0.75。 所以,ξ=2.5
当进口为64mm 时, w=ξV22
V22×69.7622=6083J/kg Δp=wρ=0.6831×6083=4155Pa 当进口为100mm 时,w=ξ×28.5722=1020J/kg
Δp=wρ=0.6831×1020=696Pa
范文五:管道压力损失计算
1、烟气用量
?L= ,×,×(,?,),12烟气
3L式中:—烟气在240?时的流量,; :Cm/h
—烟气比热容,240时为1?.15; :CkJkgC/(),:c烟气
3—烟气0?时烟气密度为? ,1.2836/kgmg
Q为设备每小?时所需热量,经计算(考虑散失热量?10%):
5Q=2.03×10kJ/h。
273273?3 20?时,ρg=1.2836×=1.196kg/m+20
273273?3 80?时,ρg=1.2836×=0.9927kg/m+80
273273?3 240?时,ρg=1.2836×=0.6831kg/m+240
则 20?时,所需烟气流量?:
52.03×103F== 922m/h; 1.15×1.196×(240,80)出口处烟气温?度为80?,出口气量:
52.03×103F==1111m/h; 1.15×0.9927×(240,80)在进气管道,烟气的温度为?240?:
52.03×10F==1615m3?/h; 1.15×0.6831×(240,80)
2、管道烟气速率?
进气管的内径?d=64mm, 出气口管内径?d=100mm。 12
4F流速计算公式?,, 2,,
进气口的流速?:
当进口为64?mm时,
4×1615,,=69.76m/s ,22×3.14×0.064×3600
当进口为10?0mm时,
4×1615,,=28.57m/s ,22×3.14×0.1×3600
出口流速:
4×1111,,=19.66m/s 222×3.14×0.1×3600
3、管道压力损失?(计算过程参照?化工原理第三?版)
,Vρ 雷诺数: Re= ,
式中,d为管道直径?,V为流体平均?速度,ρ为气体密度?:240?时为
330.6831kg/m,80?时为0.9927kg/m,μ为空气粘度?:240?时为
-5-5××2.7110Pa/s,80?时为2.1110Pa/s。
进口:l=2m
当进口为64?mm时,
,Vρ0.064×69.76×0.68315×Re==1.12510, =?5,2.71×10
从《化工原理》Re-λ图查得,此Re值下,λ=0.01.(摩擦系数)
压力损失:
Δp=λldρV2? ,代入数据得:Δp=519Pa
2
当进口为10?0mm时,
,Vρ0.1×28.57×0.68315×Re==0.72010, =?5,2.71×10
从《化工原理》Re-λ图查得,此Re值下,λ=0.013.压力损失:
Δp=λldρV2? ,代入数据得:Δp=72Pa
2
出口:l=3m
,Vρ0.1×19.66×0.99275×Re==0.72010, =?5,2.71×10
从《化工原理》Re-λ图查得,此Re值下,λ=0.013.压力损失:
Δp=λldρV2? ,代入数据得:Δp=75Pa
2
4、局部损失——运用阻力系数?法
2, 局部系数: w=ξ
2
管道设计,至少用到个三?通ξ=1,两个90?弯头ξ=0.75。
所以,ξ=2.5
22,69.76当进口为64?mm时, w=ξ=2.5×=6083J/kg 22
×Δp=wρ=0.68316083=4155Pa?
22,28.57当进口为10?0mm时,w=ξ=2.5×=1020J/kg 22
×Δp=wρ=0.68311020=696Pa
转载请注明出处范文大全网 » 蒸汽供热管道局部压力损失计算