一、 管子規(guī)格的確定

　　(一)  流速選取

　　在確定管內(nèi)流體流速時一般可考慮以下原則： 管徑大，壁厚及重量增加，閥門和管件尺寸也增大，使基建費用增加；管徑小，流速增加，流體阻力增加，動力消耗大，運轉(zhuǎn)費用增加。因此，管內(nèi)流速應(yīng)限制在一定范圍內(nèi)，不宜太高。

　　不同流體按其性質(zhì)、形態(tài)和操作要求不同，應(yīng)選用不同的流速。黏度較大的物體，管內(nèi)的壓力降較大，流速應(yīng)較低；黏度較小的流體流速相應(yīng)增大。為防止流速過高引起流體靜電危害、管線沖蝕、磨損和噪音等現(xiàn)象，一般情況下，流體流速不超過3m／s，氣體流速不超過100m／s。對于含有固體機(jī)械雜質(zhì)的流體，流速不能過低，以免固體沉積造成堵塞。

 

　　允許壓力降較小的管線，如常壓自流管線，應(yīng)選用較低流速；允許壓力降較大的管線，可選用較高流速。根據(jù)上述原則，可以參照表7—10選取流體流速。

　　(二) 管徑計算

　　(1)公式法  根據(jù)選定的流速，可按下式計算管子直徑 

 

　　式中  di——管子內(nèi)徑，m；

　　qv——體積流量，m3／s；

　　u——流速，m／s。

　　(2)圖表法  根據(jù)選定的流速查圖7—2確定管子直徑。當(dāng)直徑大于500mm流量大于60000m3／h時，可以查其他圖表進(jìn)行確定。

　　由此計算所得的管徑值還需進(jìn)行調(diào)整，以選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的管子。

　　(三)、  管壁厚度的確定

　　管壁厚度可根據(jù)管內(nèi)工作壓力、管材允許應(yīng)力進(jìn)行計算。也可以通過管徑利壓力查找有關(guān)書籍和手冊獲得壁厚。

　　二、  管道壓力降的計算

　　計算管道壓力降的目的是為了選擇合適的泵、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等輸送設(shè)備和校核流速或管徑。最常用的方法是利用計算圖進(jìn)行計算，如對于常溫的水，流經(jīng)鋼管時的壓力降可由圖7—3直接查得；對于非常溫的水或其他液體只要將按水查得的壓力降，乘上表7—11所列的校正系數(shù)，即可得該液體的壓力降。

 

 

　　三、管道熱補(bǔ)償計算

　　(一)  管道的熱變形

　　管道一般是在常溫下安裝的，當(dāng)輸送高溫或低溫流體時，管子會產(chǎn)生壓縮變形或冷縮，即管道的熱變形。一根自由放置的長度為L的管子，在溫度升高Δt時的伸長量Δl為：

 

　　式中，a為管材的熱膨脹系數(shù)。

　　若限制管道的自由伸長，管壁就要產(chǎn)生軸向的壓應(yīng)力，使管子產(chǎn)生壓縮變形其變形量等于受到限制的那部分熱伸長量。這個因熱變形而產(chǎn)生的應(yīng)力稱熱應(yīng)力。熱應(yīng)力產(chǎn)生的軸向推力p為

 

　　式中正——管材的彈性模量；

　　A——管子的截面積。

　　由式(7—3)可知熱應(yīng)力和軸向推力與管道長度無關(guān)，所以不能因管道短而a忽視這個問題。

 

　　一般使用溫度低于100℃和直徑小于DN50的管道可不進(jìn)行熱應(yīng)力計算。直徑大、直管段長、管壁厚的管道或大量引出支管的管道，要進(jìn)行熱應(yīng)力計算，并采取相應(yīng)的措施將其限定在許可值之內(nèi)。

　　(二)  管道的熱補(bǔ)償

　　管道的熱補(bǔ)償是采用各種措施吸收管道的熱變形量，其基本手段是增加管道的彈性，使管道按設(shè)計意圖產(chǎn)生變形或位移，從而降低熱應(yīng)力，確保管路系統(tǒng)安全。管道的熱補(bǔ)償措施介紹如下。 

　　利用管道敷設(shè)時自然形成的轉(zhuǎn)彎吸收熱伸長量的稱為自然熱補(bǔ)償，此彎管段稱為自然熱補(bǔ)償器，如圖7—4所示。它與管道本身合為一體，因此最經(jīng)濟(jì)。在管道布置時要充分利用管道的自然補(bǔ)償能力，當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足要求時，可采用其他熱補(bǔ)償。如：常用的補(bǔ)償器有Ⅱ形和波紋管兩種形式。

 

　　Ⅱ形補(bǔ)償器如圖7—5所示。該補(bǔ)償器耐壓可靠，補(bǔ)償最大，是目前應(yīng)用較廣的補(bǔ)償器。安裝時要預(yù)拉伸(拉伸到L2)或預(yù)壓縮(壓縮到厶)，可提高補(bǔ)量一倍，固定支架受力也可減少一倍。

　　波紋補(bǔ)償器如圖7—6所示(為一波形的)，是用鋼板壓制出1—4個波形而成，其特點是體積小，安裝方便，但補(bǔ)償最小，耐壓低。