事故放油管道管径计算

前提都是按照均匀流计算，油箱中的油在未落下之前，都是在阀门有势能的， 因此不能应看做圆管有压满管流来计算：1. 当做无压圆管均匀流进行水力计算原理：谢才公式Q u Ac VRi ，实际是达西公式的一个变形，它既可适用于明渠水流也可应用于管流，但由于计算谢才系数 C 的经验公式只 包括反映管壁粗糙状况的粗糙系数n和水力半径R,而没有包括流速及运动年度, 也就是与雷诺数 Re 无关,因此该式一般仅适用于粗糙区即阻力平方区和紊流过1 丫渡区（在粗糙区最准确）。谢才系数C 一般由经验公式2, y=1/6时，为QA 丄曼宁公式，其使用条件为：nV0.02, RV0.5。圏EE 4无压圆管根据前人实验得到的无压圆管均匀流中的充满度-流量对应表，可以看出， 对于无压圆管均匀流，流动过程中充满度不同情况下，速度和流量都不一样，我 们考虑流量最大的情况，这是选取的管径最小。Qmax=油箱容积/（汽机惰走时间 +1）=30/（35+1）*60=0.0139m3/s,从图中可看至【,充满度为 0.95, Qmax/Q0=1.087,Q0=0.01175 m3/s。QA丄”牛在满管流时有，以J2303卷册为例计算：带入i=0.01,R=d/4, n=0.012，计算得到Di=132mm。放大一级应选择DN150的管子。由于谢才公式默认管道在紊流平方阻力区，导致久偏大，就有可能导致Di 计算得到的值是偏大的。并且这个公式一般用于水力方面的计算， n 值也是水力 计算长期经验和测量得到的，对管道的相关数据极少， n 对准确度的影响巨大。，按非满管来算，假设流动的充满度为0.6,计算得到的Di=179mm。它可以看到与高度和长度是没有关系的，只与坡度相关。2. 如果用达西公式计算，更加合理假定管内油的流动处于稳定状态下进行计算的。所谓稳定状态，是指温度、粘度和重度为恒定以及单位时间内流过管道每个截面的流体数量相同。事故放油管道，虽然没有压差，但是油在油箱里储存着，有着高度差，这相 当给圆管中流体的流动提供了很强动力，动力的强度决定了是否满管流动，这里 通常认为油箱中的油的势能足够使得油在管道中满管流动。首先使用默认为层流的计算方法用伯努利方程：分析主油箱接口和事故油池接口pl+l/2pvl2+pghl二p2+l/2pv22+pgh+hw得到：h k x L心+工为乂宀冬）（1）（注意这里的 h 应取两个主油箱出口和事故油池进口的高差，而不是主油箱 正常油位到事故油池底的高差）由于管径和流速未知，因此无法确定到底是层流区还是紊流区。方法为假定，为层流：入=64/ReRe=wd/Y入=64y /wd带入(1)式子中，同时为了将多元式子简化计算，在估算时按沿程阻力系数的20%计算,于是得到：h = 1. 2k k lyd x v?/( 2g)W 同时可以表示为t = V/ ( siv ) = ( 4 V ) / (常唧廿丁)得！ w - (4 V)/( Titd1)将J2303卷册中的V=30m3, t=36min,带入得到：w=0.0177/d2代入上式中于是得到，d - t 5lVlV(hr) f 邛这时，将J2303中的数据带入，V=30m3, t=36min, h=6，L=55m,求得 d=60mm，这是简化的计算方法，由于默认了可能的紊流变成层流，会使得比 真实的小，变小后造成 d 的值最后算出来的会偏小。3. 如果想计算更加准确推荐采用假设迭代法：可以在2方法的基础取d的大一级值，反带入Re，根据Re选择入，再反 带得到 d 看是否和假设的一至。如果不一至，则应该假设一个另 d 值，通过这 个d，来计算Re，得到相应紊流区或者层流的入，带入到h = ( X x L/d + 送土)x wV(2g)中计算得到 d 的值，将两个值对比，如果不同需要继续进行假设迭代计算， 直到假设的值的区和计算得到的流体区一样，并且两边相差不大为止。例如J2303计算，需注意的是这个值在J2303中经计算应取4,但是 这会使得式子变成一个多元式求解，使得计算很复杂，此时要么将假设值带到 L/d中的d进行计算，要么将AE ：取为20%的沿程阻力损失来进行简化计算：假设d=60mm，迭代计算得到d=90mm说明取得管子偏小了，所以要想计 算更加准确，应取大一级。取 d=80mm 再带入进行计算，计算得到 d=90mm。取d=100mm代入计算，得到d=86mm，说明100mm取得偏大，综上d 应该取90mm比较准确，根据典管，可取DN100的114*2.5的管子，在实际选 取过程中，选择大一级的管子，方便施工调整，取DN125,即133*2.8的管子， 待排油管道全部安装完毕后，进行实际排油试验 。如果排油管直径偏大，可加 缩孔或阀门来调整排油时间。4. 与规范的对照发电厂油气管道设计规程上 3.2.6单相流体的自流燃油管道内径应按下式计算：Di=17.25* (2QL/H) 0.5这个式子也是可以用迭代法计算验证的：对J2303卷册进行计算假设 Di=60mm 时， Di=67mm。Di=100mm 时， Di=60mmDi=80mm 时， Di=67mm计算得到Di大概为67mm,此时选择DN65管子，放大一级选用DN80的 管子。与上面的计算相比，偏小。其不准确的地方在于其为燃油管道的计算，和润滑相比运动粘度和密度是有区别的，不能完全相信其计算结果。这个惰走时间是指发生火灾并危及油系统时，是破坏真空紧急停机时的惰走 时间，正常的惰走时间会更长，破坏真空的惰走时间是最快的惰走时间。常见参 考：10万千瓦机组汽机情走则间：15分钟；20万千凤机组汽机惰走时间：2430万千瓦机组汽机惰走时间;35分钟；60万千瓦机组汽机惰走时间；45分许匕