在管(guan)道(dao)系統的(de)設(she)(she)計(ji)中，除(chu)了對(dui)靜(jing)態載(zai)荷進(jin)行(xing)(xing)校核設(she)(she)計(ji)，也(ye)需(xu)要對(dui)介質不(bu)穩定(ding)性產(chan)生的(de)沖(chong)擊載(zai)荷進(jin)行(xing)(xing)設(she)(she)計(ji)。詳細(xi)分(fen)析與(yu)計(ji)算見配管(guan)設(she)(she)計(ji)參考書《管(guan)道(dao)應力分(fen)析與(yu)工程應用》的(de)詳細(xi)講述。

1. 壓力管道系統沖擊載荷的計算

  如(ru)圖(tu)9-68所(suo)示，管(guan)道(dao)系統(tong)(tong)的每段管(guan)子都可能承受潛在(zai)沖擊載荷的作用(yong)。流體產生(sheng)的沖擊載荷存在(zai)于管(guan)道(dao)的軸線方向，作用(yong)在(zai)管(guan)道(dao)方向發生(sheng)變化的位置(zhi)。圖(tu)9-68所(suo)示系統(tong)(tong)，沖擊荷載會作用(yong)在(zai)A-B和B-C管(guan)道(dao)軸線上(shang)。

  在計(ji)算(suan)中，假設介質(zhi)是在固定住的(de)管道(dao)中流動(v1)，不考慮(lv)管道(dao)本身振(zhen)動的(de)影(ying)響(xiang)，作(zuo)用在管道(dao)上的(de)流體載荷計(ji)算(suan)見圖9-69所示：

  因為A-B管(guan)段(duan)是x向(xiang)，那(nei)么流體載荷就只有(you)z方向(xiang)存在(zai)，流體的壓力(li)、溫度、流速和密度等邊(bian)界條件(jian)均(jun)已(yi)知(zhi)。主要有(you)壓力(li)推力(li)和動量力(li)兩個(ge)力(li)作用在(zai)管(guan)段(duan)兩端(duan)的彎(wan)頭上，還有(you)流體和管(guan)壁之(zhi)間的總(zong)摩(mo)擦力(li)，計算如下。

  壓(ya)力推力：Fp=pA

  質(zhi)量(liang)流(liu)量(liang)（體積(ji)流(liu)量(liang)）等于流(liu)速乘以(yi)介(jie)質(zhi)流(liu)過的截面積(ji)：m=pAv

  動量力（質(zhi)量流量乘以流速）：FM=mv=pAv2

  摩(mo)擦力(li)：FF=TπDL

  式中(zhong)，m是質量流量；p是管內流體壓力；是管內流體介質密度；v是管內流體流d速；τ是單位面積(ji)的摩(mo)擦剪應(ying)力；L是管段長度；D是管道(dao)內表面截面的直徑。

  動量力(li)(li)作(zuo)用在(zai)管(guan)道的(de)彎頭上，內壓推力(li)(li)也一樣(yang)，所(suo)以管(guan)端推力(li)(li)就是(shi)這兩(liang)者(zhe)之(zhi)和。那么針對A-B管(guan)段(duan)，假設流體從A流向B，產生的(de)沖擊力(li)(li)就可以用下(xia)式(shi)進行計算(suan)：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因為只有瞬(shun)態流體會產(chan)生沖擊載荷，摩擦力通常被忽略，因為它是整(zheng)體流量(liang)(liang)產(chan)生的。在處理(li)壓力波時，動量(liang)(liang)這(zhe)項(xiang)也(ye)常常被忽略。

2. 壓力管道(dao)兩相流液擊力的計算

  如(ru)(ru)圖(tu)9-70所(suo)示，壓力管道兩相(xiang)流液擊力（水錘力）的計算如(ru)(ru)下：

  對于火炬管(guan)道(dao)的(de)液(ye)擊力(li)，可(ke)參照(zhao)SH 3009《石油(you)化工可(ke)燃性氣(qi)體排放(fang)系統設(she)計規范》設(she)計。有凝(ning)結液(ye)的(de)可(ke)燃性氣(qi)體排放(fang)管(guan)道(dao)對固定管(guan)架的(de)水(shui)平推力(li)取值(zhi)，不(bu)應(ying)小于表9-17的(de)數值(zhi)。當固定管(guan)架上有幾根(gen)有凝(ning)結液(ye)的(de)可(ke)燃性氣(qi)體排放(fang)管(guan)道(dao)時(shi)，水(shui)平推力(li)的(de)作用點應(ying)分別(bie)考慮，推力(li)值(zhi)不(bu)應(ying)疊加(jia)。