6 计算实例及结果分析
通过对单段管线的研究，我们可以知道管道末端温度随着管道长度的改变而呈现的变化。在图5.4所示的界面输入工作参数，经计算可得如图6.1所示的结果。
图6.1.单管
图6.2所示的是管线长为5000米时（其余的参数如图6.1所示），管线的长度和 出口温度的曲线。从图中可知，这是近似线性的关系。
图6.2.管道长度和末端温度的关系曲线
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图5.2所示的蒸汽管网包括7段管线、5个用户，假定热源压力为0.8MP，温度为300℃，环境温度为25℃，质量总流量为30T/h，绝热层厚度为30mm，绝热层导热系数为0.02w/m*k，空气传热系数为6w/m*k，计算得到的管网参数如表6.1所示。如改变绝热层的材料，也就是说改变了绝热层的导热系数，其余的参数不变，我们就可以研究绝热层材料对于蒸汽管网的影响如表6.2。
表6.1.管网参数
管线编号 管径 管段流量 管线长度 温度 压力 损失量 /℃ /m /mm /t/h /Mp /w 热源 / / / 300 0.8 / 管道1 300 30 500 295.19 0.72 42188.1 管道2 300 6 600 269.23 0.71 45523.8 管道3 300 6 400 277.31 0.71 31333.3 管道4 300 18 700 267.27 0.67 52894.1 管道5 300 5 300 252.82 0.67 21190.0 管道6 300 6 300 255.08 0.67 21140.5 管道7 300 7 600 247.11 0.66 41420.2
表6.2.管网参数（绝热层导热系数为0.01 w/m*k）
管线编号 管径 管段流量 管线长度 温度 压力 损失量 /℃ /mm /t/h /m /Mp /w 热源 / / / 300 0.8 / 管道1 300 30 500 297.45 0.72 22334.1 管道2 300 6 600 283.01 0.71 25289.1 管道3 300 6 400 287.64 0.71 17165.2 管道4 300 18 700 282.03 0.67 29460.5 管道5 300 5 300 273.67 0.67 12188.7 管道6 300 6 300 275.02 0.67 12263.2 管道7 300 7 600 270.25 0.66 24048.5
从模拟结果可知：
（1）管网的压力会随着管道长度的加长而逐渐减小，但在几百米的范围内改变并不是很大。
（2）管网的温度的波动会比较大，它受流量和外界温度的影响，管道的长度对其也有影响。
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如果在实际中需要在节点1处（图5.2）添加一条管道，我们想知道管线的长度对于整个管网的影响，从而选择合适的长度，以L=500,L=1000为例，如表6.3，6.4所示。
表6.3.管网参数（L=500m）
管线编号 管径 管段流量 管线长度 温度 压力 损失量 /mm /t/h /℃ /m /Mp /w 热源 / / / 300 0.8 / 管道1 300 30 500 295.19 0.72 42188.1 管道2 300 5 600 264.67 0.71 44640.1 管道3 300 5 400 274.03 0.71 30913.9 管道4 300 15 700 262.26 0.68 51773.2 管道5 300 5 300 248.16 0.68 20758.5 管道6 300 5 300 248.16 0.68 20758.5 管道7 300 5 600 235.69 0.68 39228.6 管道8 300 5 500 269.26 0.71 37909.9
表6.4.管网参数（L=1000m）
管线编号 管径 管段流量 管线长度 温度 压力 损失量 /mm /m /℃ /t/h /Mp /w 热源 / / / 300 0.8 / 管道1 300 30 500 295.19 0.72 42188.1 管道2 300 5 600 264.67 0.71 44640.1 管道3 300 6 400 277.31 0.71 31333.1 管道4 300 15 700 264.57 0.69 52265.2 管道5 300 5 300 250.32 0.68 25098.7 管道6 300 5 300 250.32 0.68 25098.7 管道7 300 5 600 237.72 0.68 39606.9 管道8 300 4 1000 248.02 0.71 69162.6 从模拟可知添加管线的长度对于整个管网的热量损失是有很大影响的，它改变了某个节点的流量分布，使之后的管线工况发生了变化。
如果是研究环境温度变化对管网的影响，而其余的条件不变，如环境温度现为18℃，经软件计算可得表6.5所示的结果。
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表6.5.管网参数（T0=18℃）
管线编号 管径 管段流量 管线长度 温度 压力 损失量 /℃ /m /mm /t/h /Mp /w 热源 / / / 300 0.8 / 管道1 300 30 500 295.06 0.72 42362.0 管道2 300 6 600 268.45 0.71 46684.4 管道3 300 6 400 276.74 0.71 32127.4 管道4 300 18 700 266.44 0.67 54242.0 管道5 300 5 300 251.62 0.67 21747.2 管道6 300 6 300 253.95 0.67 21985.6 管道7 300 7 600 245.78 0.66 42478.2 比较表6.1与表6.5可知，在环境温度略有下降的情况下，每一段管线的出口温度都有略微的下降，但是幅度不是很大，而压力则几乎没有变化，每根管线的热量损失也有增加但也不是很大，这也说明环境温度的改变对于整条管网而言并没有很大的影响。
如果是研究热电厂供气温度的变化对于整条管网的影响，以T=350℃为例，其余条件跟表6.1的相同，则可得结果如表6.6所示。
表6.6.管网参数（T=350℃）
管线编号 管径 管段流量 管线长度 温度 压力 损失量 /℃ /m /mm /t/h /Mp /w 热源 / / / 300 0.8 / 管道1 300 30 500 344.30 0.71 49858.8 管道2 300 6 600 313.46 0.71 53786.0 管道3 300 6 400 323.06 0.70 37046.4 管道4 300 18 700 311.11 0.65 62471.6 管道5 300 5 300 293.85 0.65 25031.0 管道6 300 6 300 296.57 0.65 25297.7 管道7 300 7 600 287.03 0.65 48892.2 比较表6.1与表6.6可知，在进口温度提高的情况下，每根管线的热量损失是有明显增加的，而且从表6.6可知，某段管线越长，则该段管线对应的损失量也会相对大一些。其次，压力的损失也有略微的增加。
图6.3所示的是反应进口温度与管网总损失热量的曲线图，该图是通过先用编制的软件进行大量的计算，然后在matlab中进行绘图。从图中可知，这两者之间是近似的线性关系，管网的损失量是随着进口温度的提高而增加的，这也说明在不改变其
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余条件的前提下，以提高进口温度来使用户获得叫高的温度的蒸汽是不节能的。
图6.3.进口温度和管网损失量的曲线图
值得注意的是模拟管段的流量是假定的，因为在节点通往用户的管线上，该管段的流量在实际中是有流量表计量的，而在模拟中却无法实现。尽管如此，各节点的流进的蒸汽必等于流出的蒸汽，即满足基尔霍夫定律。另外，从上述的计算分析可知，当需要得知某个因素（如进口温度，绝热层厚度，环境温度）对整条管网的影响时，需要做大量的计算分析才能得到相对有用能损失比较小的情况，从这一点来说它可以指导实际应用中的管网的分布和设计。
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