管道管径的计算-管内流速的选择

关于平台工艺管路设计7关于平台工艺管路设计（三）本节主题：1.管道管径的计算2.管内流速的选择1.概述管径的计算在很多资料中都有叙述，一般过程是这样的：首先根据工艺条件明确:管内介质和流量，选择合适的介质流速，然后就可以计算管径了。管径计算公式很简单，其核心问题是正确选择管内流速以及压降的计算，还有管径选择的经济性分析。本节我们只介绍管径的计算和流速的选择，对于管道摩阻将专题做介绍。本节的目标是能够根据项目的不同需求选择合理的管径。2.管道管径的计算计算公式：d=式2.1其中：d——管子内径m;Q——流量m3/s;V——流速m/s;根据式2.1,只要确定其中的两个参数，就能推导出第三个变量。3．管内流速的选择流速的选择要考虑管材质、流体性质、系统使用寿命、使用频率。对于海洋平台上的管路流速，管子流速一般在1～5m/s之间，如果流速小于1m/s,液体中的砂或其他固体可能沉积下来。若大于5m/s,会对一些部位如控制阀，管件等产生喷射冲刷。在此流速范围内，一般摩阻很小。下面分为液、气、油气混输三种情况介绍：3．1液体（1）对于铜镍合金管推荐流速≤2”1.6m/s4”2.2m/s6”2.5m/s≥8”3.0m/s（2）碳钢管内液体推荐流速和压降液体流速m/s压降23~1010~20105Pa/100m烃类（正常粘度）泵进口（重力流）0.45~0.760.6~1.20.9~1.80.07~0.2泵出口（压力流）1.2~2.11.5~3.02.4~4.60.2~0.9(max)排放管0.9~1.20.9~1.5水泵进口0.3~0.90.6~1.20.9~1.8泵出口1.2~2.71.5~3.62.4~4.20.45排放管0.9~1.20.9~1.5关于平台工艺管路设计83．2气体可参见下图选择3．3油气混输油气两相流在管内的流动特点不同于单相流，其情况较为复杂。具有流体流态不稳定、流型变化多、管路中常有气液滑脱和积液现象等特点。一般油气混输管路管内流速介于最小流速和冲蚀流速之间。（1）最小流速如果可能，气液两相流管路中的最小流速应该是大约3m/s,这样可以减少分离设备中的段塞流，这样对于有标高变化的长管路尤其重要。（2）冲蚀流速当超过冲蚀速度时，由于流体对管壁的撞击而产生冲蚀，其结果是对弯头和三通等会造成损害。由于流体中含砂等固体，是冲蚀问题变得更加复杂。为了减少流体的冲蚀作用，就要限定流体在管内的流速，依照APIRP14E标准，用下面经验公式可计算气液两相流的冲蚀流速：Vc=C(ρm)-0.5式3.1其中：Vc——冲蚀流速m/s;C——经验常数152（用于间断作业）；122（由于连续作业）ρm——在操作情况下气液混合物密度kg/m3;注意：如果流体中有固体（砂），则流速应该相应减少。(本节结束，未完待续)整理日期：August16,2002Changshilong