管路沿程压降计算方法综述.pdf

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1、工程中国科技信息2008年第21期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONNov.2008义为4倍水力半径，即：D=4R；D层流时，，相当雷诺数Re的计管路沿程压降D算公式为：计算方法综述式中：ν—流体运动粘度，m2/s；A值见表2所示。房娜安东石油研究院紊流时，λ值可以近似地利用圆管的公式进行计算，只需将公式中的D及Re换为D及Re即可。DD摘要式中：Re—雷诺数，无量纲；4）流体在非圆管中的沿程压降ν—流体运动粘度，m2/s通过大量的实验与计算，对简单长管、均匀泄流和间隙中层流运动三种情况下流体沿程3）沿程阻力系数压降的计算方法进行了总结。

2、注：▽—绝对粗糙度（不同材料的绝关键词对粗糙度见附录1[3]所示），mm；ε—相对式中：△p—沿程压降，Pa；ρ—流体密度，kg/m3；圆管与非圆管沿程压降;均匀泄流;间隙中层流粗糙度，L—非圆管管长，m；运动2流体在圆管中的沿程压降g—重力加速度，9.8m/s。管路中的沿程水头损失2、均匀泄流的沿程压降计算本文通过大量的实验与计算，对简单均匀泄流是指沿管路有等距离、等量长管、均匀泄流和间隙中层流运动三种情流体的供给，即要求沿流程流量均匀泄出。况下流体沿程压降的计算方法进行了总结。所以，管路中的沿程压降如图2所示，假设均匀泄流的管路的管1、简单长管[1]径为d，管长为L，C点

3、的流量为Q，D点如图1所示，为流体自简单长管流出。的流量为QT，在CD管段中连续流出的流（1）圆管中沿程压降的计算式中：H—沿程水头损失，m；量为Qp。1）流体的平均速度△p—沿程压降，Pa；由连续方程得Q=QT+Qp3由于沿程为均匀泄流，即流量是沿管ρ—流体密度，kg/m；道长度L均匀地泄出的，则单位长度泄流量L—圆管管长，m；g—重力加速度，9.8m/s2式中：—平均速度，m/s；为。Q—流量，m3/s；S—圆管截面积，m2；（2）非圆管中沿程压降的计算在管中取断面M，它与起点C相距x，D—圆管内径，m非圆管中沿程水头损失按下式计算：通过M点的流量为Q，则M2）雷诺数的确

4、定式中：D—非圆管的相当直径，m，定在M点处取一微小距离dx，微小管段D表1石油部门常用的沿程阻力系数λ的计算公式图1流体自简单长管出流表2几种非圆管的水力半径、相当直径及Ag值图2流体均匀泄流时出流示意图-60-dx可以视为简单管道。在dx距离内的水头大速度位于间隙中间，即处，此时参考文献降落为[1]万仁溥.采油工程手册.石油工业出版社.2000[2]陈卓如等.工程流体力学.高等教育出（2）圆柱环形间隙流动积分整理得版社.1992现在讨论在两个圆柱面所形成的缝隙中流体沿轴线方向的流动规律。1）同心圆柱环形间隙流动上接第59页如Q=0，即全部流量Q均为连续泄流图5所示，一同心

5、圆柱环形间隙高度hT量，则与直径d相比为一微小量，液体在间隙中沿轴向流动。这种情况可以简单地按板宽为从而影响煤层瓦斯的分布，增加瓦斯突出b=πd的平行平板间隙流动来处理。的危险性。滑动构造滑动面常常选择软硬同心圆柱环形间隙流动的流量公式为岩石分界面，并发育于软弱岩体内。煤层相式中：H—管路沿程水头损失，m；对较弱，滑动面常沿煤层顶部或煤层顶板Qp—管路中连续出流的流量，L/s；（3）分布。滑动构造滑动过程中对煤层剪切作l—管长，m；用，煤层发生破碎、粉化、揉流，常形成鳞2）偏心圆柱环形间隙流动K—流量模数，L/s；片状构造煤，煤层强度降低，抵抗瓦斯动能在实际工作中，在各种力的

6、影响下，圆注：定义流量模数K综合反映管道断的能力小，易于发生瓦斯突出。另一方面，柱环形间隙大都处于偏心工作状态，因此，面形状、大小和粗糙等特性对输水能力的煤层被铲蚀、铲薄或局部增厚，煤层厚度发必须考虑由于内柱与外孔的相对偏心所引生剧烈变化，不利于瓦斯顺煤层流动和运影响。，不同直径及粗糙系数起的流量变化。移，易于在煤厚激剧变化带局部聚集，增加如图6所示，当偏心量为e时流量计算（n）的铸铁管的流量模数K值见附录2[4]所突出的危险性。公式为(此处推导从略)示。受滑动构造的压挤、剪切和揉搓应力3、间隙中的层流运动[2](4)的作用，先期构造运动所形成构造煤，再次间隙流动的主要特征为

7、：流动状态为遭受强烈破坏，呈现塑性变形特征，滑面、式中：h—同心时的间隙高度；层流，对于较短的间隙进口起始段效应影0摩擦镜面及擦痕十分发育，且往往呈交错响较大，在实际工程计算中必须加以修正。—相对偏心率；状，煤质松软易碎，呈粉末状或鳞片状，（1）固定平板间隙流动65%以上为糜棱煤，f值仅为0.14，按其破d—内圆柱直径。固定平板间隙流动是指下、上平板均l坏程度，属典型的IV、V类煤。煤层结构比较式(3)和(4)可以看出，偏心的存在致密，透气性系数为0.0053m2/（MPa2·固定不动，流体在缝隙两端压