管道尺寸的重要性

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 ^2μ =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                                                                                                                               c _s =水中声速，ft / sec                                                                                                g _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。