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管道尺寸的重要性

发布时间2019-11-04人气:40

管道尺寸的重要性

管道尺寸是设计水力系统以降低成本,延长使用寿命和降低噪音的关键方面。计算最佳流量后,应确定内管直径。管道直径以最大速度极限计算。该速度限制对于防止损坏的发生至关重要。对于HVAC应用,Hays建议使用7 fps的最大速度进行设计。流体速度(V)与方程式1(ASHRAE,2013)成正比。

Q = VA(等式1)

其中                                                                                                                                            Q =流量,ft 3 / sec                                                                                                                                         V =速度,ft / sec                                                                                                                              A =面积,ft 2

如果不考虑最大速度,可能会出现问题。根据上面的流量方程,如果管道面积不增加,则流量增加,这将产生更高的流体速度。较高的流速会产生不希望的噪音水平,高侵蚀水平,甚至更高的泵送成本。

管道系统中的噪声是由湍流,空化,夹带的空气释放和水锤引起的(ASHRAE,2013)。在查看湍流或层流时,雷诺数(Re)是关键指标。计算雷诺数超过10,000时的任何值在该系统中都被认为是完全湍流的。雷诺数是使用公式2(ASHRAE,2013)找到的无量纲数。根据该方程,雷诺数与流体速度成正比。速度和湍流的任何增加都会随之增加,从而产生有害的噪音。

Re =(DVρ)⁄μ(式2)

其中                                                                                                                                         Re =雷诺数,无量纲                                                                                             D =管道内径,ftρ =流体密度,  ft  =动态粘度,lb m / ft-s

在水力系统中,由于沉积物和水泡而发生侵蚀。管道系统中的腐蚀速度低于10英尺/秒。不是实质性的。高速系统中的沉积物是侵蚀迅速发生的地方。在管道系统中放置过滤器始终是减少沉积物堆积的好主意。

水锤是要考虑的另一个设计特征。当任何流过系统的流体突然停止时,就会触发水锤现象。当流体高速运动时,可以观察到较大的压力峰值。公式3(ASHRAE,2013)表明,流体速度与水力系统中的压力上升有直接关系。在水锤发生的任何情况下,将速度保持在合理的速度可以减少损坏。

ΔP ħ =(ρC 小号 V)/g Ç                                                                          (等式3)

其中∆p h =水锤引起的压力升高,lb f / ft 2                                                                                                                               s =水中声速,ft / sec                                                                                                c =重力常数,ft / sec 2

综上所述,通过根据流经系统的流量适当调整管道大小将防止出现意外问题。下面是在给定流量的情况下建议的管道尺寸的图表。


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