不銹鋼管道計算所需要解決的問題,不外乎是根據管道的尺寸、流體能量(包括外加能量)和流量的關系,由已知量來確定未知量。實際工藝設計中遇到的工藝管道計算問題,大致有以下3類。
①. 已知管徑、管長、管件和流量,求流體通過管道的阻力降以及所需外加能量。
②. 已知管長、管件和允許阻力降,求適宜的管徑。
③. 已知管長、管件和系統(tǒng)中一處的截面參數,求另一截面處的壓力、流速、流量等參數,判斷是否滿足有關工藝要求,如NPSHa>NPSH。
1. 設定平均流速并按式(3.2.1)或式(3.3.2)初算內徑,再根據工程設計規(guī)定的不銹鋼管子系列調整為實際內徑,最后復核實際平均流速。如果只經過初步選擇而不經復核后最終確定,則可能因選擇不當,在試車投產后出現(xiàn)不滿足工藝要求的問題,此時再進行補救則比較困難。
在工藝生產過程中,流量是有波動的。在工藝設計中需將正常生產條件下的最大流量、正常流量、最小流量確定下來。管道設計不能只按正常流量考慮,以免在需要通過最大流量時,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,需按設計的最大泄放量計算。
2. 裝置內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階段進行。
②. 管徑選擇時,不能只根據流量和流速確定管徑,需綜合考慮流量、流速和壓力降,通過計算或查圖表確定。
③. 氣體管道的兩端壓差或管道壓力降超過進口絕對壓力的20%時,按可壓縮流體計算和選擇管徑。
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行計算和選擇管徑。
工藝裝置設計中管道的管徑選擇方法是流體力學原理的具體應用,需要設計人員在周密考慮各種因素的影響后作出判斷。對于廠際管道和裝置之間管道的管徑選擇,每百米管長的最大摩擦壓力降控制值是不一定適用的。非牛頓流體(流動過程中剪應力與剪變率之比不是常數的流體)具有流變特性,不能用一般的流體力學計算方法計算。氣力輸送和水力輸送有特定的計算方法。
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。