在管道系統(tong)的設(she)計(ji)(ji)中(zhong)，除了對(dui)靜態載(zai)(zai)荷進行校(xiao)核設(she)計(ji)(ji)，也需要對(dui)介質不穩(wen)定(ding)性產生的沖擊載(zai)(zai)荷進行設(she)計(ji)(ji)。詳細分(fen)析與(yu)計(ji)(ji)算(suan)見配管設(she)計(ji)(ji)參考(kao)書《管道應(ying)力分(fen)析與(yu)工程應(ying)用》的詳細講述。

1. 壓力管道系統沖擊載(zai)荷的計算

  如圖(tu)9-68所示，管(guan)道(dao)(dao)系統的(de)每(mei)段(duan)管(guan)子都可能承受潛在沖(chong)(chong)擊(ji)載(zai)荷(he)的(de)作(zuo)用。流體產生(sheng)的(de)沖(chong)(chong)擊(ji)載(zai)荷(he)存在于管(guan)道(dao)(dao)的(de)軸線(xian)方向(xiang)(xiang)，作(zuo)用在管(guan)道(dao)(dao)方向(xiang)(xiang)發生(sheng)變化的(de)位(wei)置。圖(tu)9-68所示系統，沖(chong)(chong)擊(ji)荷(he)載(zai)會作(zuo)用在A-B和(he)B-C管(guan)道(dao)(dao)軸線(xian)上。

  在計算中，假(jia)設介質是在固(gu)定住的(de)管(guan)道中流(liu)動(v1)，不考慮(lv)管(guan)道本身振動的(de)影響，作用在管(guan)道上(shang)的(de)流(liu)體載荷計算見圖(tu)9-69所示(shi)：

  因為(wei)A-B管段是x向(xiang)(xiang)，那么流體(ti)(ti)載(zai)荷就只有(you)z方向(xiang)(xiang)存在，流體(ti)(ti)的(de)壓(ya)力(li)、溫度(du)、流速(su)和密度(du)等邊界條件(jian)均已知。主要有(you)壓(ya)力(li)推力(li)和動(dong)量力(li)兩個力(li)作(zuo)用(yong)在管段兩端的(de)彎頭上，還(huan)有(you)流體(ti)(ti)和管壁(bi)之間的(de)總(zong)摩擦(ca)力(li)，計(ji)算如下。

  壓力(li)推力(li)：Fp=pA

  質量(liang)流量(liang)（體積流量(liang)）等(deng)于流速乘以介質流過的截面(mian)積：m=pAv

  動(dong)量力（質量流(liu)量乘以流(liu)速(su)）：FM=mv=pAv2

  摩(mo)擦力(li)：FF=TπDL

  式中，m是(shi)質量流(liu)量；p是(shi)管(guan)內(nei)流(liu)體(ti)壓力；是(shi)管(guan)內(nei)流(liu)體(ti)介質密(mi)度；v是(shi)管(guan)內(nei)流(liu)體(ti)流(liu)d速；τ是(shi)單位(wei)面(mian)(mian)積的摩(mo)擦剪(jian)應力；L是(shi)管(guan)段長度；D是(shi)管(guan)道內(nei)表面(mian)(mian)截面(mian)(mian)的直徑。

  動量力(li)(li)(li)作用(yong)在管(guan)道(dao)的彎(wan)頭(tou)上，內壓推力(li)(li)(li)也(ye)一樣，所(suo)以管(guan)端推力(li)(li)(li)就(jiu)(jiu)是這兩者之和。那(nei)么針對A-B管(guan)段，假設流(liu)體(ti)從A流(liu)向B，產生的沖(chong)擊(ji)力(li)(li)(li)就(jiu)(jiu)可以用(yong)下式(shi)進行計(ji)算：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因為只有(you)瞬態流體會產(chan)生沖(chong)擊(ji)載荷，摩擦力(li)通常(chang)(chang)被忽略，因為它是整(zheng)體流量產(chan)生的。在處理壓(ya)力(li)波時，動(dong)量這(zhe)項也常(chang)(chang)常(chang)(chang)被忽略。

2. 壓力(li)(li)管道兩相流液擊力(li)(li)的計算

  如圖9-70所示，壓力(li)(li)(li)管道兩相流液擊力(li)(li)(li)（水錘力(li)(li)(li)）的計算如下：

  對(dui)于火(huo)炬管道(dao)的(de)液擊力，可(ke)(ke)(ke)參照SH 3009《石油化工可(ke)(ke)(ke)燃性(xing)氣體排(pai)放(fang)系統設(she)計規范》設(she)計。有凝(ning)結液的(de)可(ke)(ke)(ke)燃性(xing)氣體排(pai)放(fang)管道(dao)對(dui)固定(ding)管架的(de)水(shui)平推(tui)力取值，不應小于表9-17的(de)數值。當固定(ding)管架上有幾(ji)根有凝(ning)結液的(de)可(ke)(ke)(ke)燃性(xing)氣體排(pai)放(fang)管道(dao)時，水(shui)平推(tui)力的(de)作(zuo)用(yong)點(dian)應分(fen)別考慮，推(tui)力值不應疊加。