在(zai)管道(dao)系(xi)統的(de)(de)設(she)(she)計中，除了對(dui)靜態載荷進行校(xiao)核設(she)(she)計，也需要對(dui)介質(zhi)不(bu)穩定性產(chan)生的(de)(de)沖擊載荷進行設(she)(she)計。詳(xiang)細(xi)分(fen)析與計算(suan)見配管設(she)(she)計參考書《管道(dao)應力分(fen)析與工(gong)程(cheng)應用》的(de)(de)詳(xiang)細(xi)講述。

1. 壓力管(guan)道系統沖擊載荷(he)的計算

  如圖(tu)(tu)9-68所示，管(guan)道系統的(de)(de)每段(duan)管(guan)子都(dou)可能(neng)承受(shou)潛在(zai)沖(chong)擊載(zai)荷(he)的(de)(de)作用(yong)。流體(ti)產生(sheng)的(de)(de)沖(chong)擊載(zai)荷(he)存(cun)在(zai)于管(guan)道的(de)(de)軸(zhou)線(xian)方(fang)(fang)向，作用(yong)在(zai)管(guan)道方(fang)(fang)向發生(sheng)變化的(de)(de)位置。圖(tu)(tu)9-68所示系統，沖(chong)擊荷(he)載(zai)會(hui)作用(yong)在(zai)A-B和B-C管(guan)道軸(zhou)線(xian)上。

  在計(ji)算中(zhong)，假設介(jie)質是(shi)在固(gu)定住(zhu)的管道(dao)中(zhong)流動(v1)，不(bu)考慮(lv)管道(dao)本身振(zhen)動的影響，作用在管道(dao)上的流體載荷(he)計(ji)算見(jian)圖(tu)9-69所示(shi)：

  因為A-B管段(duan)是x向，那么流體(ti)載荷就只(zhi)有(you)z方向存在，流體(ti)的(de)壓力、溫度(du)(du)、流速和密度(du)(du)等邊界(jie)條件均(jun)已知。主要有(you)壓力推(tui)力和動量力兩(liang)個力作用在管段(duan)兩(liang)端(duan)的(de)彎(wan)頭(tou)上，還有(you)流體(ti)和管壁(bi)之間的(de)總摩(mo)擦力，計算(suan)如下。

  壓(ya)力推力：Fp=pA

  質(zhi)量流量（體積流量）等于流速乘以介質(zhi)流過(guo)的截面積：m=pAv

  動量力(li)（質量流(liu)量乘以(yi)流(liu)速）：FM=mv=pAv2

  摩(mo)擦力：FF=TπDL

  式(shi)中(zhong)，m是(shi)(shi)(shi)質(zhi)量流(liu)量；p是(shi)(shi)(shi)管(guan)內流(liu)體壓力；是(shi)(shi)(shi)管(guan)內流(liu)體介(jie)質(zhi)密度；v是(shi)(shi)(shi)管(guan)內流(liu)體流(liu)d速；τ是(shi)(shi)(shi)單(dan)位面(mian)積的摩(mo)擦(ca)剪應力；L是(shi)(shi)(shi)管(guan)段長(chang)度；D是(shi)(shi)(shi)管(guan)道內表面(mian)截面(mian)的直徑。

  動量力(li)作用在管(guan)道(dao)的彎頭(tou)上，內(nei)壓推(tui)力(li)也一樣，所以(yi)(yi)管(guan)端(duan)推(tui)力(li)就(jiu)是(shi)這兩者之和。那(nei)么(me)針(zhen)對A-B管(guan)段，假設流體從(cong)A流向(xiang)B，產生的沖擊力(li)就(jiu)可以(yi)(yi)用下式進行(xing)計算：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因(yin)為只有(you)瞬態流(liu)體(ti)會(hui)產生沖擊(ji)載荷，摩擦力(li)通常被忽略，因(yin)為它是整體(ti)流(liu)量產生的(de)。在處(chu)理壓(ya)力(li)波(bo)時，動量這(zhe)項也常常被忽略。

2. 壓力管道(dao)兩相流液擊力的(de)計算

  如圖9-70所示(shi)，壓力管道兩相流液(ye)擊力（水錘力）的(de)計算(suan)如下(xia)：

  對(dui)于火炬(ju)管(guan)道的(de)液(ye)擊力(li)，可參照SH 3009《石(shi)油化工可燃(ran)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)排(pai)放(fang)(fang)(fang)系統設(she)計(ji)規(gui)范》設(she)計(ji)。有(you)凝(ning)結(jie)液(ye)的(de)可燃(ran)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)排(pai)放(fang)(fang)(fang)管(guan)道對(dui)固(gu)定(ding)管(guan)架的(de)水平推(tui)力(li)取值，不應小于表9-17的(de)數值。當固(gu)定(ding)管(guan)架上(shang)有(you)幾根有(you)凝(ning)結(jie)液(ye)的(de)可燃(ran)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)排(pai)放(fang)(fang)(fang)管(guan)道時，水平推(tui)力(li)的(de)作用點(dian)應分別考(kao)慮(lv)，推(tui)力(li)值不應疊加。