蒸汽管道水力计算表说明.doc

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：
(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Re<2100,则为层流状态,则选择如下公式：
（2）
如果2100〈Re〈100000，则为紊流过度区，则选择如下公式：
(3）
如果Re〉100000，则为紊流粗糙区，则选择如下公式：
（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:
（5)
式中,——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：
（6）
式中,—-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.