管道的热膨胀

管道的热膨胀是热力管道设计计算中首先要考虑的因素。工作钢管的热膨胀量按下式计算：△L=αL（t-t0)

式中：△1 管道热膨胀量m

α钢材的线膨胀系数m/(m℃)

L 管道的长度m

t 管道的工作温度℃

t0管道的安装温度℃

例：DN250直埋管道，工作钢管为φ273×7、外套钢管φ529×6，硅酸铝离心玻璃棉复合保温层厚度110mm，输送过热蒸汽压力1.6MPa,温度350℃，管道安装温度20℃，求每米管道的热膨胀量。

查表得钢材的线膨胀系数α为11.2×10-6m/(m℃),代入公式

△L=11.2×10-6×1×(350-20)

= 0.0037m

即每米管道热膨胀量为3.7mm

管道工(高级)题库(附答案)

1 管道工高级题库（附答案） 根据国家人力资源部职业技能鉴定教材第二版编写 烟台港集团动力公司 2012 年10 月 一、填空题 1、水箱有两个作用，一是；二是。 答案：贮存；稳压 2、气压给水装置是在一个的压力罐内，通过的压力将 水压送到配水点上，来代替水塔或高位水箱。 答案：密闭；压缩空气 3 、为了保证排水系统在良好水力条件下工作，排水横管必须有适当的、和。 答案：充满度；流速；坡度 4、低层建筑消火系统由、水表节点、、、、、 等组成。 答案：进户管；干管；立管；引水支管；消火栓 5、湿式喷水灭火系统由、和管道组成。 答案：湿式报警器；闭式喷头 6、所有易燃、易爆、易挥发、有毒、有腐蚀的液体和气体管，严禁敷设在沟内。 答案：热力管 7、蒸汽减压器组装时，它的阀体应安装，在管道上，不 能搞错。 2 答案：垂直；水平；进出口 8 、单位工程施工平面图是对一个建筑物或构筑物施工现场的 和。 答案：平面规划；布置图 9、水箱的设置高度，应按处的配水点所需水压计算确定。 答案：最不利 10、根据排水性质不同，室内排水系统可分为系统、系统、 系统。 答案：生活污水；工业废水；雨水管道 11、湿式喷水灭火系统的主要部件有、、。 答案：闭式喷淋头；报警阀；报警器 12、室外热力管道平面布置形式主要有和两种。 答案：树枝状；环状 13、热力管道的架空敷设按支架高度不同，可分为：支架、支架、 支架，而在地下敷设的传统方式是敷设，它可分、、 三种。 答案：低；中；高；地沟内；不通行；半通行；通行 14、利用热力系统的自然转弯来消除管道因通往热介质而产生的膨 胀伸长量称。它有型和型两种。

热膨胀系数实验报告

热膨胀系数实验报告 篇一：热膨胀系数测定实验报告数据处理 由，得α（50-200C）o 其中n1=，L=72mm；解得：α（50-200C） /C oo相变起始温度T0=283C， o相变终止温度T1=295C。 篇二：物理金属线膨胀系数测量实验报告 实验（七）项目名称：金属线膨胀系数测量实验 一、实验目的 1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。 2、学会使用千分表。 二、实验原理 材料的线膨胀是材料受热膨胀时，在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料，

少不了要对材料线胀系数做测定。 固体受热后其长度的增加称为线膨胀。经验表明，在一定的温度范围内，原长为L的物体，受热后其伸长量?L与其温度的增加量?t近似成正比，与原长L 亦成正比，即： ?L???L??t （1）式中的比例系数?称为固体的线膨胀系数（简称线胀系数）。大量实验表明，不同材料的线胀系数不同，塑料的线胀系数最大，金属次之，殷钢、熔融石英的线胀系数很小。殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。 实验还发现，同一材料在不同温度区域，其线胀系数不一定相同。某些合金，在金相组织发生变化的温度附近，同时会出现线胀量的突变。另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关，某些材料掺杂后，线膨胀系数变化很大。因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。但是，在温度变化不大的范围内，线胀系数仍可认为是一常量。

为测量线胀系数，我们将材料做成条状或杆状。由（1）式可知，测量出时杆长L、受热后温度从t1升高到t2时的伸长量?L和受热前后的温度升高量?t，则该材料在温度区域的线胀系数为：?? ?L（2） 其物理意义是固体材料在温度区域内，温度每升高一度时材料的相对伸长量，其单位为。 测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量?L。我们先粗估算一下?L的大小，若 L?250mm,温度变化t2?t1?100C，金属的?数量级为?10?5?1，则估算出 ? 1 ?L???L??t?。对于这么微小的伸长量，用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。可采用千分表（分度值为）、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等方法。本实验用千分表（分度值为）

膨胀节的分类及管道变形计算

膨胀节地分类： 一、按材质分为：金属膨胀接、非金属膨胀节. ■非金属膨胀节 、非金属柔性补偿器（膨胀节）可补偿轴向、横向、角向，具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点，特别适用于热风管道及烟尘管道. 、非金属柔性补偿器（膨胀节）地特点： 、补偿热膨胀：可以补偿多方向，大大优于只能单式补偿地金属补偿器. 、补偿安装误差：由于管道连接过程中，系统误差再所难免，纤维补偿器较好地补偿了安装误差. 、消声减振：纤维织物、保温棉体本身具有吸声、隔震动传递地功能，能有效地减少锅炉、风机等系统地噪声和震动. 、无反推力：由于主体材料为纤维织物，无力地传递.用纤维补偿器可简化设计，避免使用大地支座，节省大量地材料和劳动力. 、耐腐蚀性：选用地氟塑料、有机硅材料具有较好地耐温和耐腐蚀性能.不耐高温，比金属差. 、体轻、结构简单、安装维修方便. 、价格低于金属补偿器. ■金属波纹补偿器（膨胀节）地特点及应用： 、金属波纹补偿器是用于吸收管线、导管或容器、设备由热胀冷缩等原因而产生地尺寸变化地装置，它地金属波纹管是主要地补偿元件，广泛用于石油化工、电力供热、锅炉烟风道、钢铁冶金、水泥、船舶、机械等管线及设备地软连接，波纹管（补偿元件）材质：不锈钢、碳钢、不锈钢内衬聚四氟乙烯等. 、耐高温、耐压 一、按材质分为：金属膨胀接、非金属膨胀节. ■非金属膨胀节 、非金属柔性补偿器（膨胀节）可补偿轴向、横向、角向，具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点，特别适用于热风管道及烟尘管道. 、非金属柔性补偿器（膨胀节）地特点： 、补偿热膨胀：可以补偿多方向，大大优于只能单式补偿地金属补偿器. 、补偿安装误差：由于管道连接过程中，系统误差再所难免，纤维补偿器较好地补偿了安装误差. 、消声减振：纤维织物、保温棉体本身具有吸声、隔震动传递地功能，能有效地减少锅炉、风机等系统地噪声和震动. 、无反推力：由于主体材料为纤维织物，无力地传递.用纤维补偿器可简化设计，避免使用大地支座，节省大量地材料和劳动力. 、耐腐蚀性：选用地氟塑料、有机硅材料具有较好地耐温和耐腐蚀性能.不耐高温，比金属差. 、体轻、结构简单、安装维修方便. 、价格低于金属补偿器. ■金属波纹补偿器（膨胀节）地特点及应用： 、金属波纹补偿器是用于吸收管线、导管或容器、设备由热胀冷缩等原因而产生地尺寸变化地装置，它地金属波纹管是主要地补偿元件，广泛用于石油化工、电力供热、锅炉烟风道、钢铁冶金、水泥、船舶、机械等管线及设备地软连接，波纹管（补偿元件）材质：不锈钢、碳钢、不锈钢内衬聚四氟乙烯等.

压力管道元件变形的几种基本形式-12页word资料

管道元件变形的几种基本形式 管道元件变形的基本形式有拉伸(压缩)、剪切、扭转和弯曲共四种，受多种载荷作用的管子变形都可视为这四种基本变形形式的组合。因此可以说，管道元件的基本变形形式是解决复杂应力状态问题的基础。在了解复杂应力状态下的管道应力分析之前，有必要先了解一下四种基本变形形式。 (一)拉伸和压缩 管子的拉伸和压缩是由大小相等、方向相反、作用线与管道中心轴线重合的一对外力引起的管子变形形式。其变形特点是管子沿中心轴线方向被拉伸或被压缩，如图6-1所示： 图6-1 管子的拉伸与压缩变形 根据圣维南原理可知，管子的两端部沿截面上的力不一定均匀分布，但远离端部的任一横截面上的内力是均匀分布的。假想将管道元件在m-m 处切开，那么m-m截面上的内力是均匀的。根据力的平衡法则可知此时N=F。根据应力的定义可以得到m-m截面上内力N与应力的关系为：平面假设认为，对于各向同性材料，此时截面上的应力是均匀分布的，实验证明也如此。故有： N=σ.A 由于此时N=F，故有：

F=σ.A，或者 ……………………………………………(a) 一般情况下，管道元件受拉时，其外力F和应力σ为正，受压时，F 和σ为负。 对管子来说，设管子外径为D，内径为d，故其横截面积为：…………………………………………(b) 将式(b)代入式(a)可得：……………………………………………………(6-1) 式6-1即为管道元件受拉压时的强度校核公式。求解该式的过程称做管道元件的强度校核过程。 在已知力F和材料许用应力的情况下，可以通过式6-1变换求解管道元件需要的截面积大小，即 这一过程称为管子的设计过程。 同理，在已知管道元件尺寸和材料许用应力的情况下，也可以通过式6-1变换求解最大允许载荷，即F=[σ].A。这一过程称为管道元件的载荷条件限制过程。

管道的膨胀

1、符号说明 2、对管线进行合理设计与分段，确定各段采用补偿器的型式与数量 不论多么复杂的管线，均可以通过架设管架的方法将管线简化为一定数量的、形状比较简单的典型管段，如直线管段、L形管段、Z形管段等。固定支架的数 目和位置的选定取决于管道的构形、单个膨胀节所能调节的膨胀量、适合作为固 定支架的有效构件、多种管道配件的位置、相连设备的位置、接管连接件的位置 和其它方面的考虑。这些管段的位移均可用不同类型的波纹补偿器来补偿。 一般直线管段用轴向补偿器；L型管段、Z型管段采用横向型或由角向型组 成的复式铰链型（或三铰链系统）补偿器；而空间Z形管段则采用复式拉杆型 或由万向角向型组成的万向横向型（或万向三铰链系统）补偿器。图1是典型管 段采用各种膨胀节的实例。 单式膨胀节 带拉杆的单 式膨胀节 横向大拉杆 式膨胀节 直管压力平 衡式膨胀节 铰链式膨胀节主固定支架中间固定支架直线导向支架

图1 典型管段采用各种补偿器实例 在管网中，若将L形管段和Z形管段再细化分解，也可以变成几个直线管段，那么只选用轴向型膨胀节就可以了。整个管线全部划分为直线管段，这样的设计虽然也能解决管线的补偿问题，也不是错误的设计，但并不是最佳的、合理的设计。将L形管段和Z形管段分解为直线管段需要通过增设固定支架来实现分段，每一管段又要轴向型补偿器来补偿，这样支架和膨胀节的数量都要增加，使得工程造价增加，因此在L形管段和Z形管段中广泛地采用横向型补偿器。

另外由于横向型补偿器补偿量大，故在有弯头的管线（L形管段和Z形管段）中，人们常常用一个横向型波纹补偿器取代多个轴向型波纹补偿器（如图2）。 图2 一个横向型波纹补偿器取代 多个轴向型补偿器的应用 所以选择补偿器类型时要从价格、空间限制、满足对循环寿命和受力状态的要求的能力等方面考虑，对各种不同方案进行对比，最后决定固定支架的位置以及所采用的补偿器的类型。 3、确定公称压力等级 一般可以根据管道的设计压力直接确定补偿器的公称压力，应使设计压力大于管道运行的工作压力。 4、计算各管段的位移量，确定补偿器的额定补偿量 各管段的位移量是根据管线在最高与最低温度下由热胀冷缩产生的伸缩量来确定的。 △L=α·L·(T max－T min) 式中：△L —管段的伸缩量(mm)； α—管段的线膨胀系数(mm/(m·℃))； L —管段长度(m)； T max —最高设计温度(℃)； T min —最低设计温度(℃)。 波纹补偿器的额定补偿量根据管段的位移量来确定。

管道膨胀及流量要点

管道膨胀及流量、重量计算公式 园钢重量（公斤）=0.00617×直径×直径×长度 方钢重量（公斤）=0.00785×边宽×边宽×长度六角钢重量（公斤）=0.0068×对边宽×对边宽×长度 八角钢重量（公斤）=0.0065×对边宽×对边宽×长度 螺纹钢重量（公斤）=0.00617×计算直径×计算直径×长度角钢重量（公斤）=0.00785×（边宽+边宽-边厚）×边厚×长度扁钢重量（公斤）=0.00785×厚度×边宽×长度钢管重量（公斤）=0.02466×壁厚×（外径-壁厚）×长度 钢板重量（公斤）=7.85×厚度×面积 园紫铜棒重量（公斤）=0.00698×直径×直径×长度

园黄铜棒重量（公斤）=0.00668×直径×直径×长度 园铝棒重量（公斤）=0.0022×直径×直径×长度 方紫铜棒重量（公斤）=0.0089×边宽×边宽×长度 方黄铜棒重量（公斤）=0.0085×边宽×边宽×长度 方铝棒重量（公斤）=0.0028×边宽×边宽×长度 六角紫铜棒重量（公斤）=0.0077×对边宽×对边宽×长度 六角黄铜棒重量（公斤）=0.00736×边宽×对边宽×长度 六角铝棒重量（公斤）=0.00242×对边宽×对边宽×长度紫铜板重量（公斤）=0.0089×厚×宽×长度 黄铜板重量（公斤）=0.0085×厚×宽×长度 铝板重量（公斤）=0.00171×厚×宽×长度 园紫铜管重量（公斤）=0.028×壁厚×（外径-壁厚）×长度 园黄铜管重量（公斤）=0.0267×壁厚×（外径-壁厚）×长度 园铝管重量（公斤）=0.00879×壁厚×（外径-壁厚）×长度 注：公式中长度单位为米，面积单位为平方米，其余单位均为毫米

材料热膨胀系数的测定

材料热膨胀系数的测定 1. 实验目的 1.1 掌握热机分析的基本原理、仪器结构和使用方法。 1.2 掌握热膨胀系数的概念以及测定方法。 2. 基本原理 物体的体积或长度随着温度的升高而增大的现象称为热膨胀。它是衡量材料的热稳定性好坏的一个重要指标。目前，测定材料线膨胀系数的方法很多，有示差法（或称“石英膨胀计法”）、双线法、光于涉法、重量温度计法等。在所有这些测试方法中，以示差法具有广泛的实用意义。 当物体的温度从T 1上升到T 2时，其体积也从V 1变化为V 2，则该物体在T 1一T 2的温度范围内，温度每上升一个单位。单位体积物体的平均增长量为平均体膨胀系数。从测试技术来说，测体膨胀系数较为复杂。因此，在讨论材料的热膨胀系数时，常常采用线膨胀系数，其意义是温度升高1℃时单位长度上所增加的长度，单位为cm ·cm ·℃-1 。 将试样装在装样管内用顶杆压住试样，顶杆与位移传感器接触，在加热炉中，通过精密温度控制仪按规定的升温速率加热试样到试验最终温度，并经位移传感器测量加热过程中试样的线膨胀情况．按下式计算由室温至试验温度的各温度间隔的线膨胀系数： 0 0001);(t t L L L t t --?=α 式中：0t —— 初始温度，℃； t —— 实际（恒定或变化）的试样温度，℃； 0L ——受测玻璃试样，在温度为0t 时的长度，mm ； L ——温度为t 时的试样长度，mm 。 若标称初始温度0t 为20℃；因此平均线性热膨胀系数就应表示为);C 20(t ?α。膨胀系数实际上并不是一个恒定的值，而是随温度变化的，所以上述膨胀系数都是具有在一定温度范围内的平均值的概念，因此使用时要注意它适用的温度范围。 3. 仪器与试剂 热机分析仪 XYW-500B

流体力学-课后习题答案(新)

第一章习题答案 选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ） （a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ） （a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ） （a 1.4 （a 1.5 （a 1.6 （a 1.7 （a 1.8 （a 1.9 解： 29.80719.614G mg ==?=（N ） 答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53 m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ= ===（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?，其密度为8503 /kg m ，试求其运动黏度。

解：60.005 5.88210850 μνρ-= ==?（m 2/s ） 答：其运动黏度为65.88210-? m 2/s 。 1.12 有一底面积为60cm ×40cm 的平板，质量为5Kg ，沿一与水平面成20°角的斜面下滑， 平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm ，若下滑速度0.84/m s ，求油的动力黏度μ。 解： 沿s 轴投影，有： sin 200G T ?-= sin 20U T A G μ δ =?=? ∴3 2sin 2059.807sin 200.610 5.0100.60.40.84 G U A δμ--??????===????（kg m s ?） 答：油的动力黏度2 5.010 μ-=?kg m s ?。

YBB00202003-2015 平均线热膨胀系数测定法.doc

YBB00202003-2015 平均线热膨胀系数测定法 Pingjunxianrepengzhangxishu Cedingfa Test for Coefficent of Mean Linear Thermal Expansion 本法规定了远低于转变温度的弹性固体玻璃的平均线热膨胀系数的测定方法。 本法适用于各种材料药用玻璃平均线热膨胀系数的测定。 定义 （1）平均线热膨胀系数α（t 0：t ） 在一定的温度间隔内，供试品的长度变化与温度间隔及供试品初始长度之比。用式（1）表示： ()00001:t t L L L t t --?= α 式中： t 0 —初始温度或基准温度，℃； t —供试品实际温度，℃； L 0 —试验时玻璃供试品在温度t 0的长度，mm ； L —供试品在温度t 时的长度，mm 。 本法规定标称基准温度t 0是20℃，因此平均线热膨胀系数表示为α（20℃：t ）。 （2）转变温度t g 玻璃动态黏度为1012.3 Pa ·s 时的温度，该温度表示了玻璃由脆性状态向粘滞状态的转变，它相应于热膨胀曲线高温部分和低温部分两切线交点的温度。 仪器装置 （1）测量供试品的长度装置，精度为0.1%。 （2）推杆式膨胀仪（水平或垂直），能测出2×10-5L 0的供试品长度变化量（即2μm/100mm ）。 测长计的接触力不应超过1.0N 。这个力通过平面与球面的接触起作用，球面当的曲率半径不应小于供试品的直径。在一些特殊的装置中需要平行平面。 承载供试品装置应确保供试品安放在稳固的位置上，在整个实验过程中供试品要与推杆轴在同一轴线上，防止有任何微小改变。 若承载供试品装置是用石英玻璃制造，见结果表示（2）中给出的注意事项。 应采用标准材料进行仪器性能试验，方法见仪器性能试验 （3）加热炉 加热炉应与膨胀仪装置相匹配，起温度上限要比预期的转变温度高50℃左右，加热炉相对于膨胀仪的工作位置在轴向和径向上应具有0.5mm 以内的重现性。 在试验温度范围内（即上限温度比最高的预期的转变温度t g 低150℃并至少为300℃），在整个供试品长度区间，炉温应能恒定在±2℃之内。 （4）炉温控制装置应符合升降速率为5℃/min ±1℃/min 控制要求。 （5）温度测量装置 在t 0和t 温度范围内，能准确测定供试品的温度，误差应小于±2℃之内。 供试品 （1）形状和尺寸

管道工考试试题及答案(精)

管道工理论考试试题 填空题,将正确的答案填在横线空白处(每空1分共30分 1、一般情况下,公称直径≤50mm时,应采用螺翼式水表,在干式和湿式水表中,应优先采用湿式水表。 2、水表前后和旁通管上均应装设检修阀门;水表与水表后阀门间应装设泄水装置;为减少水头损失表前检修阀门宜采用闸阀。 3、室内明装分户水表,表外壳与墙净距为:10~20mm 。 4、工程上常用的塑料管道有硬聚氯乙烯管(UPVC、聚丙烯管(PP、聚乙烯管(PE、丙烯腈一丁二烯苯乙烯共聚物ABS。 5、阀门安装型号、规格、位置、进出口方向应正确,连接牢固紧密。启闭灵活,表面洁净。 6、热力管道的敷设形式分为架空敷设和地埋敷设两种。 7、热水供应系统由热源、加热设备和管道组成。 8、热水管道穿过建筑物顶棚、楼板、墙壁和基础处,应加套管。 9、大便器和大便槽应设冲洗水箱或自闭式冲水阀。不得用装设普通阀门的生活饮用水管直接冲洗。 10、冷热水管道安装时,热水管在上面,冷水管在下面,冷水龙头在右边,热水龙头在左边。 11、各种管路都有管子和管路附件组成的。 12、给水管道不得敷设在排水沟、烟道和风道处。

二、选择题下列每题中的选项中,只有一个正确的,请将其代号填在横线空白处。(每题1分共15分 1、水加热产生蒸汽的过程是 A 。 A 沸腾 B 冷凝 C 蒸发 D 液化 2、流体与管道内表面间,因存在相对运动而产生摩擦阻力所导致的能耗是 D 。 A 局部水头损失 B 总水头损失 C 水头损失 D 沿程水头损失 3、PVC管耐热性差,随着温度升高,状态会发生变化, C 是成柔软状态。 A 80℃ B 85℃ C 130℃ D 180℃ 4、塑料排水管与铸铁排水管相比显著的特点是 D ,因而安装很方便。 A 耐腐蚀性好

管材的线膨胀及伸缩量的计算

一、热膨胀量的计算 管道安装完毕投入运行时，常因管内介质的温度与安装时环境温度的差异而产生伸缩。 另外，由于管道本身工作温度的高低，也会引起管道的伸缩。实验证明，温度变化而引起 管道长度成比例的变化。管道温度升高，由于膨胀，长度增加；温度下降，则由于收缩， 长度缩短。温度变化1度相应的长度成比例变化量称为管材的线膨胀系数。不同材质的材 料线膨胀系数也不同。碳素钢的线膨胀系数为12×10—6 ／℃，而硬质聚氯乙烯管的线膨胀 系数为80X10—6／℃，约为碳素钢的七倍。 管材受热后的线膨胀量，按下式进行计算： ()L t t L 21-=?α 式中△L ——管道热膨胀伸长量(m)； ——管材的线膨胀系数(1／K)或(1／℃)； t 2——管道运行时的介质温度(℃)； t l ——管道安装时的温度(℃)，安装在地下室或室内时取t 1=—5℃；当室外架空敷 设时，t 1应取冬季采暖室外计算温度； L ——计算管段的长度(m)。 不同材质管材的。值见表2—1。 表2—1不同材质管材的线膨胀系数 在管道工程中，碳素钢管应用最广，其伸长量的计算公式为 ()L t t L 2161012-?=?- 管道材质 线膨胀系数/（×10—6/℃） 管道材质 线膨胀系数/（×10—6/℃） 碳素钢 铸铁 中铬钢 不锈钢 镍钢 奥氏体钢 12 17 纯铜(紫铜) 黄铜 铝 聚氯乙烯 氯乙烯 玻璃 80 10 5

式中12×10—6——常用钢管的线膨胀系数(1／)。 根据式(2—2)制成管道的热伸长量△L表(见表2—2)，由表中可直接查出不同温度下相应管长的热伸长量。 例有一段室内热水采暖碳素钢管道，管长70m，输送热水温度为95℃，试计算此段管道的热伸长量。 解根据钢管的热膨胀伸长量计算式(2—2) △L=12×10—6(t1—t2)L =12×10—6（95+5）×70 = 由已知管长及送水温度，直接查表2—2，也可得管道的热伸长量△L。 如果管道中通过介质的温度低于环境温度，则计算出来的是缩短量。 表2—2水和蒸汽管道的热伸长量△L表(m)

管道的变形计算精

目录 一?管道变形的概述 二?管道变形的影响因素 三?计算实例 四?结论附:工程实例图 管道的变形 ?：?管道在外压荷载作川下的竖向变形量fD可按下式计算： fo =

管道的变形 式中D L—变形滞后效应系数，可MZ1.2-1.5o当设计要求管侧回填土压实系数大于95%时，D LH J取1.5； Kb—管底弧形土基的基床系数，当土基支撑 角>90。时，一般可取0?1； Wc—管道单位长度上管顶处的竖向土压力 (KN/m)，计算公式为：Wc=pgh； Fc—管道单位长度上地而车辆轮压传递到管顶处的竖 向压力(KN/mm2),町根据不同的车型分別计算； 管道的变形 L管材的弹性模量，可取3000MPa (3KN/mm2) ；1 Ed—管侧上的综合变形模量(KN/mmG :可按下表| 规定取值。I Fs—地面堆积荷载，当地面堆积荷载大于地面车辆轮Fc值时，山Fs值代替Fc值计算竖向变形量f D-

管道变形的影响因素 ?分析：上式中 2、心为计算变形的系数，叱,、行为作用在管道上I 的外力，Ep、/』■［符材性能和管材尺、」决定宀为管材I 的计算半径，当管材删和尺寸决定后，2、K,、呎、I 代、Ep、Ip. G为一|司定值，与变形:/系垠密切的是氐，I Ez为符侧上的综合变形機4 它与管侧回填上金卅实? 度和沟槽两侧原状上的单性模星有很大关系。 管道变形的影响因素 管侧土的综合变形模量Ed应根据管侧凹填土的土质/ 压实系数和沟椚两侧原状上的上质，综合评价确定，可｝按下式计算：I Ed=E X Ee ）

式中：Ee—管侧回填土有压实系数要求时，相应的变形1 模量（MPa）可根据试验确定；当缺乏试验： 数据时，可参照表1采用； E—综合修 正系数， 可按表2采用。

管道的膨胀和支撑

管道的膨胀和支撑 膨胀余量 所有的管道都是在环境温度下安装。但是当用来输送热的流体，例如热水或者蒸汽时，管道运行在高温状态。 从环境温度升至工作温度时管道会膨胀，特别是在长度方向管道的膨胀情况更加严重。这将在输送系统的某些区域内产生应力作用，例如管道连接处，极端情况下还将导致破裂。膨胀的长度可以用公式1.1.1计算所得或者查图1.1.1所得。 膨胀( mm ) = L?Tα 公式1.1.1 式中: L = 支撑点之间的距离(m)； T = 环境温度与工作温度之间的温差(℃； α= 膨胀系数(mm/m ℃) x 10-3。 表1.1.1膨胀系数（mm/m℃×103-） 例1.1.1 长30m的碳钢管道用来输送4 bar g (152℃) 的蒸汽。如果管道安装时温度为10℃，用公式1.1.1来确定管道的膨胀长度。 膨胀(mm) = L ?Tα 此处：L = 30m ?T = 152℃- 10℃ ?T = 142℃ 在范围0-200内α = 14.9×10-3mm/m℃(碳钢管道) 膨胀= 30m×142℃×14.9×10-3mm/m℃ 膨胀=63.5mm

相应的，查图1.1.1也能得出不同钢管长度的近似膨胀度，参考例1.1.2。 例1.1.2 使用图1.1.1，确定输送265℃蒸汽，长度100米的碳钢管道从15℃的膨胀长度。 温差：265-15℃=250℃ 在250℃的温差斜线与100m的管道长度水平线的交点处向下画一条垂直线。本例中，膨胀长度近似为330mm。 温差℃ 200 100 50 40 30 20 10 10 20 30 40 50 100 200 300 500 1000 2000 管道膨胀量（mm） 图1.1.1 不同温差、不同钢管长度下的膨胀长度图 管路系统的灵活性 管道布置必须足够灵活以吸收由于加热引起的管道移动。在很多情况下，管道布置有其自然的灵活性，例如利用管道的长度和很多的弯头，以确保没有很大的应力积聚。而在另外一些安装中则必须采取措 施以达到灵活的要求。蒸汽系统中典型的一个例子就是蒸汽主管的疏水直接进入与蒸汽主管并排安装的冷凝水回收管道内（见图10.4.2）。此时必须考虑蒸汽管道和冷凝水管道之间不同膨胀的差异。蒸汽主管的工作温度要高于冷凝水管道的温度，在系统起动阶段两个连接点将产生相对位移。

地下管线变形的监测技术汇编

地下管线变形的监测技术 【摘要】本文结合工程实际，介绍了打桩施工期间间接测量地下管线变形的监测技术。重点分析了侧向位移监测的精度及配合使用孔隙水压力监测的预警效果。 一、引言 随着城市公共设施建设的迅猛发展，各类大型、超高层的建（构）筑物越建越多，埋设在城区地下的各类管线也大大增加。在加载预压、沉桩、强夯、降低地下水位等建（构）筑物的基础施工期都会对周围环境及地形产生一定的影响，从而会影响到地下管线的安全。特别是那些天然气（或煤气）管、水管及通讯光缆管等，一旦因变形受到破坏，常常会造成较为严重的后果。为确保地下管线的运行安全及施工的顺利进行，在进行城市改（扩）建工程施工中必须对施工区附近的埋设管线进行变形监测，特别要加强对天然气（或煤气）管、水管及通讯光缆管等的监测，以有效指导施工、控制施工速度，确保施工及管线的正常运转，避免事故的发生。传统的监测方法是采用开挖布点，直接对地下管线进行沉降位移观测，也就是常说的直接测量法。然而在实际施工中绝大部份区域是没有开挖条件的，有的施工区域即使有开挖条件，但也很难一次性较为准确地找到所要布设测点的管线；同时，制作窨井式标志周期长、费用大。因而采用直接监测的方法较难实施。 总结我们多次进行管线及建筑变形观测的经验，我们对地下管线的监测提出了一种间接监测（不用开挖地面埋测点）的方法。同时，为能提高管线监测工作的预警效果，我们对地下管线附近的土体进行了孔隙水压力的观测，通过对孔隙水压力监测及沉降位移监测的双重控制与预警，收到了较好的监测效果。 二、管线变形的间接监测技术 2.1 常规测量方法 测点的布设：采用直接开挖地面的方式，找出埋设在地下需要监测的管线，清除其周围土体后利用钢箍将观测标志固定在管道上，然后制作窨井式测量标志作为直接监测的对象。 测量方法：水平位移采用方向观测法进行测量；沉降观测按二、三等水准测量要求采用几何水准测量方法进行。 主要特点：测量点的布设所需要的空间大、时间长，成本高，作业不是很方便，不能满足较密布设测点的要求；其测量成果的直观性强。 1）水平角观测采用方向观测法，6测回观测，方向数多于3个时应归零。方向数为2个时，应在观测总测回中以奇数测回和偶数测回分别观测导线前进方向的左角和右角，左角、右角平均值之和，与360°的差值不大于± 4.88″。

流体力学习题集答案

流体力学泵与风机 习题解答 土木与制冷工程学院 李晓燕、吴邦喜

四、计 算 题 1． 图示为一采暖系统图。由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在系统顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地。若系统内水的总体积 8V =m 3，加热前后温差50t =o C ，水的膨胀系数0005.0=α，求膨胀水箱的最小容积。 [解] 由dV V dT α=得： 0.0005850dV V dT α=??=?? 0.2=m 3 故膨胀水箱的最小容积为0.2m 3 2． 有一矩形底孔闸门，高 3h =m ，宽 2b =m ，上游水深 16h =m 下游水深25h =m 。试用图解法及解析法求作用于闸门上的水静压力及作用点？ [解] A h A h P P P c c ?' ?-??=-=γγ下上 )5.35.4(6807.9-?= 59=kN 作用于闸门中心 图解h b A h h P ??=?-?=γγ)(21 9.807659=?=kN 3． 宽为1m ，长为AB 的矩形闸门，倾角为?45，左侧水深 13h =m ，右侧水深 22h =m 。试用图解法求作用于闸门上的水静压力及其作用点？ [解] 压强分布图略，根据图计算如下： 22 1212 11sin 45sin 4522 P P P h h γγ=-=??-?? 1 1 9.80739.807222= ??-?? 62.327.6534.65=-=kN 1122D P y P y P y ?=?-?

1122 D P y P y y P ?-?= 1222 62.327.65) 3245324534.65h h ??-?+????= 62.327.65334.65 ?= 17691 2.4634.65 -==m 4．20.4h =m ，闸门可绕C 点转动。求闸门自动打开的水深h 为多少米。 [解] 故 2 111 1 120.1()c b h l J y A h h b h ?=?==-??m C 点是合力作用点的极限点，当其高于C 点闸门自动打开。 )2 (1.012112 1h h h -?= 2111010 0.5 1.3312212 h h h = +=+=m 即 1.33h ?m 时，闸门便自动打开。 5． 有一圆滚门，长度 10l =m ，直径 4D =m ，上游水深 14H =m ，下游水深22H =m ，求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。 [解] 2221211 ()2 x P P P l H H γ=-=??- 221 9.80710(42)2 = ???- 590=kN 2 34 z P V A l R l γγγπ=?=??=???? 39.8074104 π =??? 920=kN 6． 一弧形闸门AB ，宽 4b =m ，圆心角 ?=45?，半径 2r =m ，闸门转轴恰与水面齐平，求作用于闸门的水静压力及作用点。 [解] 2sin = ?=?γh

管道管口防变形装置的制作方法

本申请提供了一种管道管口防变形装置，属于管道设备技术领域。管道管口防变形装置包括：环套，用于套设在所述管道的管口，所述环套上开设有一开口；连接件，连接于所述环套的开口上，用于紧固所述环套；顶撑装置，设于所述管口上的所述环套内，顶触于所述环套的内壁上，且所述顶撑装置在所述环套的径向方向上的长度可调。本申请提供的管道管口防变形装置，通过环套能套设在管道的管口上，对管道管口起到维持形状的作用，以及起到避免受到磕碰而造成的损伤。设置的顶撑装置能够可调的顶紧在环套的内壁面上，能够保证管道在受到挤压时防止其变形的作用。从而降低了管道管口无损伤的对接，提高了管道施工效率，保证了管道对接的焊接质量。 技术要求 1.一种管道管口防变形装置，其特征在于，包括： 环套，所述环套用于套设在所述管道的管口，所述环套上开设有一开口； 连接件，所述连接件连接于所述环套的开口上，用于紧固所述环套； 顶撑装置，设于所述管口上的所述环套内，顶触于所述环套的内壁上，且所述顶撑装置 在所述环套的径向方向上的长度可调。

2.根据权利要求1所述的管道管口防变形装置，其特征在于，所述环套为双层环状结构，该双层环状结构的轴向的一端相互连接，所述双层环状结构的另一端与所述环套内部设有相互连通的环腔，所述环腔用于安装所述管道的管口。 3.根据权利要求2所述的管道管口防变形装置，其特征在于，所述环套为一钢板材质的并经弯折形成的结构件。 4.根据权利要求3所述的管道管口防变形装置，其特征在于，所述环套的开口两端分别连接有正扣螺母和反扣螺母，所述正扣螺母与所述反扣螺母的螺纹旋向相反。 5.根据权利要求4所述的管道管口防变形装置，其特征在于，所述连接件为一双头螺栓，所述双头螺栓的轴向中部连接有一六角形螺栓头。 6.根据权利要求1所述的管道管口防变形装置，其特征在于，所述顶撑装置包括： 环管，所述环管的外壁上连接有至少三个螺母，各螺母均沿所述环管的周向均匀分布设置； 多个支撑杆，各所述支撑杆的第一端分别开设有外螺纹部，各所述支撑杆的外螺纹部分别与所述环管上的各螺母螺纹连接，通过旋拧各所述支撑杆使所述支撑杆顶紧到所述环套的内壁上，实现所述支撑杆对所述管道管口的支撑。 7.根据权利要求6所述的管道管口防变形装置，其特征在于，所述环管的外壁上均匀的连接有四个所述螺母，四个所述螺母均连通于所述环管的内壁。 8.根据权利要求7所述的管道管口防变形装置，其特征在于，各个所述螺母均焊接连接于所述环管上。 9.根据权利要求8所述的管道管口防变形装置，其特征在于，各所述支撑杆的第二端开设有内螺纹，所述内螺纹沿所述支撑杆的轴向方向延伸。 10.根据权利要求9所述的管道管口防变形装置，其特征在于，各所述支撑杆还包括一顶紧螺栓，所述顶紧螺栓的螺纹连接于其对应的所述支撑杆第二端，所述顶紧螺栓的端头用于顶触于所述环套的内壁面上。

管道总阻力与热损失计算

按甲方要求比较φ426X8以及φ377X7两种蒸汽管道阻力损失以及管道热损失，计算结果如下： 原始数据：蒸气流量30t/h,管径φ426X8/φ377X7 压力0.49mpa,温度202C ?，管道长度360m,弯头数6个 一 阻力损失计算 蒸汽管道阻力损失为沿程阻力y p ?和局部阻力j p ?之和，沿程阻力包括360米长直管段，局部阻力计算包含6个90度弯头。 查《动力管道手册》可知 202 C ?蒸汽密度为32.23/kg m ρ=，比体积为30.45/m kg φ426X8钢管摩擦阻力系数10.0144λ= φ377X7钢管摩擦阻力系数10.0148λ= 根据蒸汽管道管径计算公式n D = 其中：n D —管道内径，G —介质的质量流量t/h, v —介质比体积3/m kg , w —介质流速m/s 计算得到 φ426X8 的管道内蒸汽流速为410= 128m /s w = φ377X7 的管道内蒸汽流速为363= 136m /s w = 比摩阻 Rm 为22 m r w R d ρ=

22 10.0144 2.232829.5220.426m r v R d ρ??===? 222 0.0148 2.233656.7220.377 m r v R d ρ??===? 计算结果示意如下: 二 热损失 设计人员确定本次管道保温材料采用岩棉制品。 查保温材料特性可知岩棉制品热导率m 0.033+0.00018T λ=（其中m T 为绝热层内外表面温度的算术平均值取m 20220 T 1112 C ?+= =）所以 0.033+0.00018111=0.05298λ=? 选取保温厚度130mm. 由《动力管道手册》得保温层表面散热损失公式为 000 () 11ln 2i t t q D D D πλα-= + 其中：t —管道外壁温度，0t —保温结构周围环境温度，λ—保温材料导热系数，0D —管道保温层外径，i D —管道保温层内径，α—保温层外表面向大气的散热系数，取11.63α= 管径为φ426X8 的蒸汽管道单位长度热损失为

管道基础变形过大及尺寸线形偏差质量通病及其防治措施

管道基础变形过大及尺寸线形偏差质量通病及其防治措 施 1)现象 管道基层混凝土浇筑后起拱、开裂，甚至断裂。 2)预防措施 ①管道基础浇筑，首要条件是沟槽开挖与支撑符合标准。 沟槽排水良好、无积水，槽底的最后土，应在铺设碎石或砾 石砂垫层前挖除，避免间隔时间过长； ②水泥混凝土拌制应使用机械搅拌，级配正确，控制水 灰比； ③在雨季浇筑水泥混凝土时，应准备好防雨措施。 ④做好每道工序的质量检验，未达标准宽度、厚度，应 予返工重做。 ⑤控制混凝土浇筑时间，根据混凝土强度和当时气温情 况决定。 3)治理方法 ①混凝土基础如因强度不足遭到破坏，只能敲拆清除后，按规定要求重新浇筑。 ②如因土质不良，地下水位高，发生拱起或管涌造成混 凝土基础破坏，则必须采取人工降水措施或修复井点系统， 待水位降至沟槽基底以下时，再重新浇筑水泥混凝土。

③局部起拱、开裂，采取局部修补；凿毛接缝处，洗净

后补浇混凝土基础，必要时采用膨胀水泥。 15、管道基础尺寸线形偏差 1)现象 边线不顺直，宽度、厚度不符合设计要求。 2)预防措施 ①在采用横列板支撑时，强调整修槽壁必须垂直，必要时可用垂球挂线校验。 ②采用钢板桩支撑时，首先要检验钢板桩本身不得有弯曲。如有弯曲应校正后才可使用；施打钢板桩时也必须测放直线，控制平面线形并使用夹板控制桩架垂直度。 ③严格测量放样复核制，特别是轴线放样，应由上级派员复核和监理工程师复核，以明确责任。 ④施工人员可以在沟槽放样时给规定槽宽留出适当余量，一般两边再加放5～10cm，以防止因上宽下窄造成底部基础宽度不够。 3)治理方法 ①如采用横列板支撑发生上宽下窄造成混凝土基础宽度不足时，需将突出的横列板自下而上逐档替撑铲边修正，直至满足基础宽度为止。 ②如采用钢板桩支撑发生向内倾斜，数量不多时，可采取局部割除，修正槽壁后，用板补撑。但属于破坏性的槽壁

管道、平面热损失计算

A 简易热工设计 1 设计需要确定的工艺参数 1) 管道要求的维持温度，TV； 2) 当地最低环境温度(℃)，TA； 3) 管道的外径，D； 4) 容器的表面积，S； 5) 管道的保温材料品种及厚度； 6) 管道是在室内或室外。 2 管道、平面热损失计算 2.1 管道 保温管道的热损失(加30%安全系数)按公式(1)计算： Qt={[2π(TV-TA) ]/〔( LnD0/D1）1/λ+2/( D0α)]}×1.3 (1) 2.2 平面 保温平面的热损失(加30%安全系数)按公式(2)计算： QP=[(TV-TA)/(δ/λ+1/α)] ×1.3 (2) 式(1)和式(2)中： Qt —单位长度管道的热损失，W/m； Qp —单位平面的热损失，W/㎡; TV —系统要求的维持温度，℃； TA —当地的最低环境温度℃； λ —保温材料的导热系数，W/(m℃)，见表3； D1 —保温层内径，(管道外径) m； D0 —保温层外径，m; D0=D1+2δ； δ —保温层厚度，m； Ln —自然对数； α —保温层外表面向大气的散热系数，W/(㎡℃)与风速ω，(m/s)有关，α值按公式(3)计算: α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃) (3) 表3 常用保温材料导热系数 保温材料导热系数W/ (m. ℃)

玻璃纤维0.036 矿渣棉0.038 硅酸钙0.054 膨胀珍珠岩0.054 蛭石0.084 岩棉0.043 聚氨脂0.024 聚苯乙烯0.031 泡沫塑料0.042 石棉0.093 表4 管道材质修正系数 碳钢1 不锈钢1．25 a铜0．9 塑料1.5 B 电伴热设计 首先应知道管道的口径、保温层材料及厚度和所需维持温度之差△T，查管道散热量表，（乘以适当的保温系数），就能得到单位长管道的散热量，如果管子在室内则再乘以0.9。如果伴热的是塑料管道，因为塑料的导热性远低于碳钢（0.12:25），故可用0.6-0.7的系数对正常散热量加以修正。 例1：某厂有一管线，管径为1/2"，保温材料是硅酸钙，厚度10mm，管道中流体为水，水温需保持10℃，冬季最低气温是-25℃，环境无腐蚀性，周围供电条件380V、220V均有，求管道每米热损失？ 步骤一：△T = TA - TB =10℃-（-25℃）=35℃ 步骤二：查管道散热量表，管径1/2"。10mm保温层。 当△T =30℃热损失为11.0w/m，当△T =40℃热损失为14.9w/m，△T =35℃时，每米损失可采用中间插入法求得（因表中无QB值）。 QB=11.0w/m+（14.9w/m - 11.0w/m）[（35-30）÷ （40-30）]=12.95w/m 步骤三：保温层采用硅酸钙，查保温材料修正数表乘以保温系数f及综合系数1.4 Qr=1.4QB×f=1.4×12.95w/m×1.50=27.195w 答案：管道每米损失热量27.195W 保温材料修正数表 容器罐体耗散热量的计算

管材的线膨胀及伸缩量的计算

第一节 管材的线膨胀及伸缩量的计算 一、热膨胀量的计算 管道安装完毕投入运行时，常因管内介质的温度与安装时环境温度的差异而产生伸缩。另外,由于管道本身工作温度的高低,也会引起管道的伸缩。实验证明,温度变化而引起管道长度成比例的变化。管道温度升高,由于膨胀,长度增加;温度下降，则由于收缩,长度缩短。温度变化１度相应的长度成比例变化量称为管材的线膨胀系数。不同材质的材料线膨胀系数 也不同。碳素钢的线膨胀系数为12×10—6／℃,而硬质聚氯乙烯管的线膨胀系数为80X10— 6／℃,约为碳素钢的七倍。 管材受热后的线膨胀量，按下式进行计算: ()L t t L 21-=?α 式中△L ——管道热膨胀伸长量（m); α——管材的线膨胀系数(1/K)或(1/℃)； ｔ2——管道运行时的介质温度(℃）; t l ——管道安装时的温度(℃),安装在地下室或室内时取t 1=—5℃;当室外架空敷设 时，t 1应取冬季采暖室外计算温度; L ——计算管段的长度(m)。 不同材质管材的。值见表2—1。 表2—1不同材质管材的线膨胀系数 在管道工程中，碳素钢管应用最广，其伸长量的计算公式为 ()L t t L 2161012-?=?- 式中12×１0—6 ——常用钢管的线膨胀系数(１/)。 根据式(2—2）制成管道的热伸长量△L 表(见表2—2)，由表中可直接查出不同温度下相应管长的热伸长量。 例有一段室内热水采暖碳素钢管道，管长70ｍ，输送热水温度为95℃，试计算此段管道的热伸长量。 解根据钢管的热膨胀伸长量计算式（２—2) △Ｌ=１2×10—6 (t 1—t 2)L =12×10—６ （95＋５)×７０ ＝０.084m 由已知管长及送水温度,直接查表２—2，也可得管道的热伸长量△L 。 如果管道中通过介质的温度低于环境温度，则计算出来的是缩短量。