Pipe Flow Expert中关于管道流量和管道压降的计算（二）

Pipe Flow Expert中关于管道流量和管道压降的计算，在上一篇中提到，在计算管道摩擦损失后，需要考虑可能的配件损失、高程变化和任一增加的泵压头。接下来，我们依次介绍这每一项的计算。

• 管件损失计算

阀门、配件和弯管造成的能量损失是由流动的局部中断引起的。损失能量的分配发生在管道的有限但不一定很短的部分。对于水力计算，公认的做法是考虑设备位置的全部损失。

对于管道相对较长的管道系统，一般情况下，管件损失相对于管道中的总压力损失较小，但一些通常很严重的局部损失，比如部分打开的阀门产生的损失，则不能称为轻微损失，必须始终包含上这些损失。

使用真实的实验数据测量特定管件引入的损耗，然后对其进行分析，以确定K系数（局部损耗系数），该系数可用于计算管件损耗，因为管件损耗是随着通过管件的流体速度而变化的。

Pipe Flow Expert带有预装配件数据库，可以在压降计算中自动包括配件损失和其他局部损失。该数据库包含各种不同尺寸、不同阀门和配件的许多行业标准K系数。用户只需要选择合适的管件或阀门，然后选择“保存”将其添加到管道中，并将其包含在管道压力损失计算中即可。

管道部件损失计算

通常有许多不同类型的组件需要在管道系统中建模，例如热交换器或冷却器。一些部件可能会引入已知的固定压力损失，但压降更有可能随着通过部件的流速而变化。

多数制造商将提供一条部件性能曲线，描述其产品的流量与水头损失特性。然后，该数据用于计算特定流速下由部件引起的压力损失，而流速本身取决于部件下游的压力损失。使用Pipe Flow Expert可以很容易地对部件水头损失性能进行建模。

• 高程变化引起的压力损失

上升管道中的流量

如果管道的起点高程低于终点高程，那么在摩擦和其他损失的基础上，还会有高程上升引起的额外压力损失，以流体压头测量的压力损失仅相当于高程上升。

即在较高的流体高度处，由于流体在该点以上的深度和重量减小而增加的压力较小。

下落管道中的流量

如果管道的起点高程高于终点高程，那么除了摩擦和其他损失外，高程下降还会导致额外的压力增益，以流体压头测量的压力增益仅相当于高程下降。

即在较低的流体高度处，由于流体在该点以上的深度和重量增加而增加了更多的压力。

能量和水力坡度线

管道中流体的高程，以及管道中特定点处的压力和流体的速度水头，相加来计算能量等级线。

水力坡度线可以通过从EGL（能量坡度线）中减去流体的速度水头来计算，也可以简单地通过仅将流体高程和该点管道中的压力相加来计算。

• 泵扬程计算

在管道系统中，通常有一个泵会增加额外的压力（称为“泵头”），它用来克服摩擦损失和其他阻力。通常可以从制造商处获得泵的性能，泵性能曲线绘制了一系列流量值下泵产生的流量与扬程的关系图。

由于泵产生的压头随着流速而变化，因此在泵性能曲线上不容易找到工作点。如果假设一个流速，然后计算增加的泵压头，这反过来会影响管道中的压差，而压差本身实际上会影响可能发生的流速。

Pipe Flow Expert可以找到泵性能曲线上的确切工作点，确保整个系统的流量和压力平衡，从而为用户的管道设计提供准确的解决方案。

注：无论用户如何计算添加到管道中的泵压头，都必须将该额外的流体压头添加回管道中发生的任一压降。

• 管道总压降计算

考虑中的管道末端压力由以下方程给出（其中所有项目均以m流体压头为单位）：

P[end]=P[start]-摩擦损失-配件损失-部件损失+高程[起始端]+泵头

P[end]=管道末端的压力

P[start]=管道起点处的压力

高程[起点-终点]=（管道起点高程）-（管道末端高程）

如果没有泵，泵压头=0

因此，管道起点和终点之间的压降或压差dP（可以是增益）由以下等式给出：

dP=摩擦损失+配件损失+部件损失-高程[起始端]-泵压头

P[end]=管道末端的压力

P[start]=管道起点处的压力

高程[起点-终点]=（管道起点高程）-（管道末端高程）

如果没有泵，泵压头=0

注：dP通常被指定为与压力下降相关的正值。