在管(guan)道系統的(de)設(she)計中(zhong)，除了(le)對靜態載荷進(jin)行校核設(she)計，也需要對介質不(bu)穩定性(xing)產(chan)生的(de)沖擊載荷進(jin)行設(she)計。詳(xiang)細分析與(yu)計算見配管(guan)設(she)計參考書《管(guan)道應(ying)力分析與(yu)工程應(ying)用》的(de)詳(xiang)細講(jiang)述。
1. 壓力管道(dao)系統(tong)沖(chong)擊載荷的計算
如圖9-68所示(shi)，管道(dao)系統(tong)的(de)每段管子(zi)都可能承受潛在沖(chong)擊(ji)載荷(he)的(de)作(zuo)用。流體產生(sheng)的(de)沖(chong)擊(ji)載荷(he)存在于管道(dao)的(de)軸(zhou)線方向，作(zuo)用在管道(dao)方向發生(sheng)變化(hua)的(de)位置。圖9-68所示(shi)系統(tong)，沖(chong)擊(ji)荷(he)載會作(zuo)用在A-B和B-C管道(dao)軸(zhou)線上。
在(zai)計(ji)算(suan)中，假設介質是在(zai)固(gu)定住的(de)(de)管(guan)道(dao)中流動(dong)(v1)，不考慮管(guan)道(dao)本身振動(dong)的(de)(de)影(ying)響，作用(yong)在(zai)管(guan)道(dao)上(shang)的(de)(de)流體(ti)載(zai)荷計(ji)算(suan)見圖9-69所示：
因為(wei)A-B管段(duan)(duan)是x向，那么(me)流(liu)體載荷就(jiu)只有(you)z方向存在，流(liu)體的(de)(de)壓力(li)、溫(wen)度、流(liu)速(su)和(he)密度等邊界條件均已知。主要有(you)壓力(li)推力(li)和(he)動量力(li)兩(liang)個力(li)作用在管段(duan)(duan)兩(liang)端(duan)的(de)(de)彎(wan)頭上，還有(you)流(liu)體和(he)管壁之間的(de)(de)總摩擦力(li)，計(ji)算如下。
壓力(li)推力(li)：Fp=pA
質量流(liu)量（體積流(liu)量）等于流(liu)速乘(cheng)以介質流(liu)過的(de)截面積：m=pAv
動量力（質(zhi)量流量乘以流速）：FM=mv=pAv2
摩擦力(li)：FF=TπDL
式(shi)中，m是(shi)質(zhi)量(liang)流量(liang)；p是(shi)管(guan)內流體壓(ya)力；是(shi)管(guan)內流體介(jie)質(zhi)密度；v是(shi)管(guan)內流體流d速；τ是(shi)單位面積的(de)摩擦(ca)剪應力；L是(shi)管(guan)段(duan)長(chang)度；D是(shi)管(guan)道內表面截面的(de)直徑(jing)。
動量力作(zuo)用(yong)在(zai)管道的彎(wan)頭上，內壓推力也一(yi)樣，所以管端推力就(jiu)是(shi)這兩者(zhe)之和。那么(me)針對A-B管段，假設(she)流體從A流向B，產生(sheng)的沖擊(ji)力就(jiu)可(ke)以用(yong)下式進(jin)行計算(suan)：
Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA
因為只有(you)瞬(shun)態流體(ti)(ti)會產生沖擊載荷，摩擦力通常被忽略，因為它是整體(ti)(ti)流量產生的。在處理壓(ya)力波時，動(dong)量這項(xiang)也常常被忽略。
2. 壓力(li)管道(dao)兩(liang)相流液擊力(li)的(de)計算(suan)
如圖9-70所示，壓力管道兩相流(liu)液擊力（水錘力）的計算如下：
對于火炬管道(dao)的液擊力，可(ke)參照SH 3009《石油化工(gong)可(ke)燃(ran)性(xing)氣(qi)體(ti)排放(fang)系統(tong)設(she)(she)計(ji)規范》設(she)(she)計(ji)。有(you)凝結(jie)(jie)液的可(ke)燃(ran)性(xing)氣(qi)體(ti)排放(fang)管道(dao)對固(gu)定管架的水平(ping)推力取值(zhi)，不應小于表9-17的數值(zhi)。當固(gu)定管架上有(you)幾根有(you)凝結(jie)(jie)液的可(ke)燃(ran)性(xing)氣(qi)體(ti)排放(fang)管道(dao)時，水平(ping)推力的作用點應分別考慮，推力值(zhi)不應疊(die)加。
