蒸汽管道水力计算表说明

饱和水蒸汽管道水力计算表使用说明1.管道初始端饱和水蒸汽物性参数的确定根据初始饱和水蒸汽温度，在“饱和水蒸汽管道水力计算参数选取表”文件夹中“饱和水蒸汽物性参数表.xls”选取相应温度下饱和水蒸汽密度ρ与绝对压强Pab。此算例中为170℃饱和水蒸汽，则查表知此温度下绝对压强为0.7926MPa，密度为4.113m3/kg，则比容V为0.2431kg/m3。根据初始饱和水蒸汽温度与绝对压强，在在文件夹“饱和水蒸汽管道水力计算参数选取表”中“水和水蒸气的动力粘度表.xls”选取相应温度与压力下饱和水蒸汽的动力粘度η。此算例中为170℃饱和水蒸汽，则查表取170℃时1MPa时水蒸汽动力粘度η为159×10-6Pa·s。将170℃、0.7926MPa、0.2431kg/m3与159×10-6Pa·s代入“蒸汽管道水力计算表.xls”已知条件中。2.初步确定管道管径根据管道饱和水蒸汽设计流量，经过试算，在“饱和水蒸汽管道水力计算参数选取表”文件夹中“水、蒸汽及压缩空气管道推荐流速.doc”选取相应管径范围内推荐流速。此算例中流量为0.117t/h，经试算管道直径小于100mm，则推荐流速为15~30m/s，取下限值15m/s，由此初步确定管道内径为30mm，管道壁厚2.5mm，故管道外径为35mm。3.计算管道内蒸汽流动雷诺数确定流动状态由上已知管道内流速与管道内径，此算例为20号钢管，则管道粗糙度为0.1mm，填入“蒸汽管道水力计算表.xls”。根据下式计算表自动计算出雷诺数：Re=𝑤∙d𝜂·V（1）式中，Re——雷洛数，无量纲；w——饱和水蒸汽流速，此算例中为15m/s；d——管道内径，此算例中为0.03m；η——饱和水蒸汽的动力粘度，此算例中为159×10-6Pa·s；V——饱和水蒸汽的比容，此算例中为0.2431kg/m3。此算例中，表中计算雷诺数为11600。4.根据流动状态选择阻力计算公式进行水力计算根据雷诺数可判断饱和水蒸汽在管道内流动状态，从而选择合适的单位沿程阻力系数λd计算公式。“蒸汽管道水力计算表.xls”会自动计算雷诺数，并自动判断饱和蒸汽流态，根据（2）、（3）与（4）计算沿程阻力系数λd：如果Re2100，则为层流状态，则选择如下公式：λ𝑑=64𝑅e（2）如果2100Re100000，则为紊流过度区，则选择如下公式：λ𝑑=0.0056+0.5𝑅e0.32（3）如果Re100000，则为紊流粗糙区，则选择如下公式：λ𝑑=0.3164𝑅e0.25（4）a)沿程阻力系数根据计算得出的沿程阻力系数λ，可计算沿程阻力，“蒸汽管道水力计算表.xls”中按下式自动计算沿程阻力系数：λ=λ𝑑𝑑𝑙（5）式中，𝑙——饱和蒸汽管道长度，此算例中为500m，需代入“蒸汽管道水力计算表.xls”中已知条件中。b)局部阻力系数局部阻力系数主要根据三类局部阻力如90°弯头、三通与大小头数量计算。在“蒸汽管道水力计算表.xls”中已知条件中分别填入相应数量。在表中“参数取值”中已设置好各局部阻力系数，可根据需要自行调整，管道局部阻力系数即为各种局部阻力数量与系数乘积之和。此算例中，计入90°弯头2个，大小头2个，则管道局部阻力系数计算为0.6。c)总阻力系数沿程阻力系数加上局部阻力系数即为管道总阻力系数ζ，“蒸汽管道水力计算表.xls”中可自动计算得出。此算例中，管道总阻力系数ζ为510.5043，可以看出局部阻力与沿程阻力相比，对总阻力贡献几乎可以忽略。5.计算结果已知管道总阻力系数，可根据下式计算得出管道压降，“蒸汽管道水力计算表.xls”中可自动计算得出：∆P=ζ∙w22000000𝑉（6）式中，∆P——管道压降，MPa。此算例中，管道压降为0.2362MPa，与管道进口饱和蒸汽初始压力0.7926MPa相比，下降29.8%。如果该管道出口最终压力不满足设计要求，则需对管道管径进行调整，降低流速以减小管道压降，提高出口压力。下面以要求压降为10%为例进行计算。6.要求压降小于10%重新选择管径选择管道内径为40mm，已知流量，则可算出流速为9.36m/s，则“蒸汽管道水力计算表.xls”中计算得出压降为0.0728MPa，小于10%即管道压降满足设计要求。