燃气工程庭院户内水力计算
重庆市川东燃气工程设计研究院
齐海鸥 2010.01
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一、水力计算基础知识
水力计算的目的：树立“成本意识”，合理的确定管网的管径、流量、压力（压力降）。
由于项目公司所做设计多为小区内的燃气管道，因此这里主要介绍小区庭院燃气管道水力计算、户内燃气管道水力计算、商业用户燃气管道水力计算。
1、水力计算步骤
（1）选择一条最不利管路（离已知压力点最远的一条管路），标好节点及管道长度；
（2）确定节点流量；
（3）初选管径，再进行校核并修改；
（4）完善水力计算图（标管径，压力降，节点压力）。
2 、水力计算的基本公式
（1）总压力降=局部压力降+沿程压力降 （简化计算：总压力降=1.05~1.1倍沿程压力降） （2）压力降计算公式： A、低压管道计算公式
2?PQT?6.26?107?5? ldT0B、中压管道计算公式
22Pdv0.25Q2T9K1?P2?1.4?10(?192.2)? 5LdQT0dC、速度控制
低压管道流速控制在5m-8m（经济流速为6m）,中压管道流速控制在10-16m。
3、燃气小时计算流量的确定
燃气管道及设备的通过能力都应按燃气计算月的小时最大流量进行计算。小时计算流量的确定，关系着燃气输配系统的经济性和可靠性。确定燃气小时计算流量的方法有两种：不均匀系数法和同时工作系数法。
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（1）不均匀系数法
适用于城镇燃气分配管道计算流量，对于整个城市管网的水力计算一般用此方法。计算公式如下：
Qh＝（1／n）·Qa
式中： Qh — 燃气小时计算流量（m3／h）；
Qa — 年燃气用量（m3／a）；
n —燃气最大负荷利用小时数（h）；其值 n＝（365×24）／KmKdKh
Km—月高峰系数。计算月的日平均用气量和年的日平均用气量之比； Kd—日高峰系数。计算月中的日最大用气量和该月日平均用气量之比； Kh—小时高峰系数。计算月中最大用气量日的小时最大用气量和该日小时平均用气量之比；
居民生活和商业用户用气的高峰系数，应根据该城镇各类用户燃气用量（或燃料用量）的变化情况，编制成月、日、小时用气负荷资料，经分析研究确定。当缺乏用气量的实际统计资料时，结合当地具体情况，可按下列范围选用。月高峰系数取1.1～1.3；日高峰系数取1.05～1.2；小时高峰系数取2.2～3.2。
工业企业和燃气汽车用户燃气小时计算流量，宜按每个独立用户生产的特点和燃气用量（或燃料用量）的变化情况，编制成月、日、小时用气负荷资料确定。
采暖通风和空调所需燃气小时计算流量。可按国家现行的标准《城市热力网设计规范》CJJ34有关热负荷规定并考虑燃气采暖通风和空调的热效率折算确定。
（2）同时工作系数法
在设计庭院燃气支管和室内燃气管道时，燃气的小时计算流量，应根据所有燃具的额定流量及其同时工作系数确定。计算公式如下：
Qh＝Kt（∑KNQn） （公式1） 式中 Qh — 燃气管道的计算流量（m3／h）；
Kt — 不同类型用户的同时工作系数；当缺乏资料
时，可取Kt＝1；
K — 燃具同时工作系数，居民生活用燃具可按表1确定，商业和
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工业用燃具可按加热工艺要求确定；
N — 同一类型燃具的数目； Qn — 燃具的额定流量（m3／h）。
居民生活用燃具的同时工作系数 K 表1 同类型燃 具数目N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30 燃气双眼灶 1.00 1.00 0.85 0.75 0.68 0.64 0.60 0.58 0.56 0.54 0.48 0.45 0.43 0.40 燃气双眼灶和快速热水器 1.00 0.56 0.44 0.38 0.35 0.31 0.29 0.27 0.26 0.25 0.22 0.21 0.20 0.19 同类型燃 具数目N 40 50 60 70 80 90 100 200 300 400 500 700 1000 2000 燃气双眼灶 0.39 0.38 0.37 0.36 0.35 0.345 0.34 0.31 0.30 0.29 0.28 0.26 0.25 0.24 燃气双眼灶和快速热水器 0.18 0.178 0.176 0.174 0.172 0.171 0.17 0.16 0.15 0.14 0.138 0.134 0.13 0.12
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二、庭院燃气管道水力计算
1、低压燃气管道的基本计算公式（单位长度的摩擦阻力损失）
低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失应按下式计算：
??Q2T7
＝6.26×10λ5ρ （公式2）
LT0d式中 △P——燃气管道摩擦阻力损失（Pa）；
λ——燃气管道摩擦阻力系数；计算方法如下公式3-公式6计算。 L——燃气管道的计算长度（m）； Q——燃气管道的计算流量（m3/h）； d——管道内径（mm）； ρ——燃气的密度（kg/m3）；
T——设计中所采用的燃气温度（K），本设计中取燃气温度为15℃； T0——273.15（K）；
不同流态下，摩擦阻力系数λ值不同，计算公式如下：
64 （公式3） ReRe?2100临界状态（Re=2100~3500）：??0.03? （公式4） 565Re-10层流状态（Re<2100）：??
??68?紊流状态（Re>3500）： 钢管 ??0.11????dRe?0.25 （公式5）
0.284?1dv??5158?铸铁管??0.102236??dQ??? （公式6）
式中 λ——燃气管道摩擦阻力系数；
Re——雷诺数，Re?流速（m/s），
d——管道内径（mm）；
Q——燃气管道的计算流量（m3/h）； ； v——燃气的运动粘度（m2/s）
△——管壁内表面的当量绝对粗糙度，对钢管：输送天然气和气态液化
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dw，d为管道内径（m），w为管道断面的平均v