長距離油品輸送管道、煉油化工廠或電廠等長距離輸送液態(tài)流體管道可能會遇到大高差管道的設(shè)計(jì)。浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)工程師發(fā)現(xiàn)有些管道設(shè)計(jì)人員未考慮大高差管道的設(shè)計(jì)問題。
大高差管道易造成的問題有:
①. 管道內(nèi)介質(zhì)動壓過大;
②. 管道內(nèi)液柱拉斷;
③. 管道可能會在通過高點(diǎn)后形成不滿流
不滿流分為三段:上段為氣化段,介質(zhì)從正壓區(qū)進(jìn)入負(fù)壓區(qū),液體中氣核失去穩(wěn)定性,發(fā)生氣蝕;中段為加速段,管段上方形成空氣和液體蒸汽的空穴,使流體脫離管道邊界,形成類似明渠流的流動,在重力作用下流速越來越快,液高越來越小,阻力能耗越來越大,最后達(dá)到某一最大流速產(chǎn)生液擊,給管道和下游管道或設(shè)備造成破壞。管道停運(yùn)時造成管道最低點(diǎn)靜壓過大,影響管道的安全。
在設(shè)計(jì)大高差管道時,設(shè)計(jì)人員往往會考慮到液擊的影響,但經(jīng)常會忽略由于重力引起的重力流問題,錯誤地認(rèn)為管道中不存在不滿流,都是滿管流。因此很多相關(guān)設(shè)計(jì)的管道在實(shí)際運(yùn)行時,大高差管道的下降管中不是噪聲很大就是振動厲害。
管道布置設(shè)計(jì)液擊與重力流問題詳見《管道應(yīng)力分析與工程應(yīng)用》一書。