不銹鋼管道計(jì)算所需要解決的問(wèn)題,不外乎是根據(jù)管道的尺寸、流體能量(包括外加能量)和流量的關(guān)系,由已知量來(lái)確定未知量。實(shí)際工藝設(shè)計(jì)中遇到的工藝管道計(jì)算問(wèn)題,大致有以下3類。
①. 已知管徑、管長(zhǎng)、管件和流量,求流體通過(guò)管道的阻力降以及所需外加能量。
②. 已知管長(zhǎng)、管件和允許阻力降,求適宜的管徑。
③. 已知管長(zhǎng)、管件和系統(tǒng)中一處的截面參數(shù),求另一截面處的壓力、流速、流量等參數(shù),判斷是否滿足有關(guān)工藝要求,如NPSHa>NPSH。
1. 設(shè)定平均流速并按式(3.2.1)或式(3.3.2)初算內(nèi)徑,再根據(jù)工程設(shè)計(jì)規(guī)定的不銹鋼管子系列調(diào)整為實(shí)際內(nèi)徑,最后復(fù)核實(shí)際平均流速。如果只經(jīng)過(guò)初步選擇而不經(jīng)復(fù)核后最終確定,則可能因選擇不當(dāng),在試車投產(chǎn)后出現(xiàn)不滿足工藝要求的問(wèn)題,此時(shí)再進(jìn)行補(bǔ)救則比較困難。
在工藝生產(chǎn)過(guò)程中,流量是有波動(dòng)的。在工藝設(shè)計(jì)中需將正常生產(chǎn)條件下的最大流量、正常流量、最小流量確定下來(lái)。管道設(shè)計(jì)不能只按正常流量考慮,以免在需要通過(guò)最大流量時(shí),管道的流通能力不足。泄放管道,一般是指安全閱、泄壓閥或排放閥后的管道,需按設(shè)計(jì)的最大泄放量計(jì)算。
2. 裝置內(nèi)不銹鋼管道的管徑選擇方法。
①. 管徑分初步選擇和最終確定兩個(gè)階段進(jìn)行。
②. 管徑選擇時(shí),不能只根據(jù)流量和流速確定管徑,需綜合考慮流量、流速和壓力降,通過(guò)計(jì)算或查圖表確定。
③. 氣體管道的兩端壓差或管道壓力降超過(guò)進(jìn)口絕對(duì)壓力的20%時(shí),按可壓縮流體計(jì)算和選擇管徑。
④. 氣液兩相流管道需滿足其特殊要求,并按非閃蒸型和閃蒸型進(jìn)行計(jì)算和選擇管徑。
工藝裝置設(shè)計(jì)中管道的管徑選擇方法是流體力學(xué)原理的具體應(yīng)用,需要設(shè)計(jì)人員在周密考慮各種因素的影響后作出判斷。對(duì)于廠際管道和裝置之間管道的管徑選擇,每百米管長(zhǎng)的最大摩擦壓力降控制值是不一定適用的。非牛頓流體(流動(dòng)過(guò)程中剪應(yīng)力與剪變率之比不是常數(shù)的流體)具有流變特性,不能用一般的流體力學(xué)計(jì)算方法計(jì)算。氣力輸送和水力輸送有特定的計(jì)算方法。
氣體和大部分液體屬于牛頓流體,高分子量液體及膠體、懸注液、乳濁液一般屬于非牛頓流體。