在管(guan)(guan)道系(xi)統的(de)設(she)計(ji)中(zhong)，除了對靜態載荷(he)進行(xing)校核設(she)計(ji)，也需要對介(jie)質不穩(wen)定性產生的(de)沖(chong)擊(ji)載荷(he)進行(xing)設(she)計(ji)。詳細分(fen)析(xi)與計(ji)算(suan)見配管(guan)(guan)設(she)計(ji)參考(kao)書《管(guan)(guan)道應力(li)分(fen)析(xi)與工程應用》的(de)詳細講述。

1. 壓(ya)力管道系統(tong)沖(chong)擊載荷的計算

  如圖9-68所示(shi)，管(guan)(guan)道(dao)(dao)系統(tong)的每段管(guan)(guan)子都可能承受潛在(zai)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)載荷(he)的作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)。流體產生的沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)載荷(he)存在(zai)于管(guan)(guan)道(dao)(dao)的軸線(xian)方向，作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)管(guan)(guan)道(dao)(dao)方向發生變化的位置。圖9-68所示(shi)系統(tong)，沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)荷(he)載會作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)A-B和B-C管(guan)(guan)道(dao)(dao)軸線(xian)上。

  在(zai)計算中，假設介質(zhi)是在(zai)固定住的管(guan)道中流(liu)動(v1)，不考慮(lv)管(guan)道本身(shen)振動的影響(xiang)，作用在(zai)管(guan)道上的流(liu)體載荷計算見圖(tu)9-69所(suo)示：

  因為A-B管(guan)段是x向，那么(me)流體載荷就(jiu)只有(you)z方向存(cun)在(zai)，流體的(de)壓力(li)(li)(li)、溫(wen)度(du)、流速和密度(du)等邊界條件(jian)均已知。主要有(you)壓力(li)(li)(li)推力(li)(li)(li)和動(dong)量力(li)(li)(li)兩個力(li)(li)(li)作(zuo)用在(zai)管(guan)段兩端的(de)彎(wan)頭上，還有(you)流體和管(guan)壁之間的(de)總(zong)摩擦力(li)(li)(li)，計(ji)算如下。

  壓力(li)推力(li)：Fp=pA

  質(zhi)(zhi)量流量（體積(ji)流量）等(deng)于流速(su)乘以介質(zhi)(zhi)流過的截(jie)面積(ji)：m=pAv

  動(dong)量(liang)力（質(zhi)量(liang)流量(liang)乘(cheng)以流速）：FM=mv=pAv2

  摩擦力(li)：FF=TπDL

  式中(zhong)，m是(shi)(shi)(shi)(shi)質(zhi)量(liang)流量(liang)；p是(shi)(shi)(shi)(shi)管(guan)(guan)內(nei)(nei)流體(ti)壓(ya)力；是(shi)(shi)(shi)(shi)管(guan)(guan)內(nei)(nei)流體(ti)介質(zhi)密度(du)；v是(shi)(shi)(shi)(shi)管(guan)(guan)內(nei)(nei)流體(ti)流d速；τ是(shi)(shi)(shi)(shi)單位(wei)面積(ji)的摩(mo)擦剪(jian)應力；L是(shi)(shi)(shi)(shi)管(guan)(guan)段長度(du)；D是(shi)(shi)(shi)(shi)管(guan)(guan)道(dao)內(nei)(nei)表面截面的直徑。

  動量(liang)力作用(yong)在(zai)管道的(de)彎(wan)頭上，內壓推力也一樣，所以(yi)管端推力就(jiu)是這(zhe)兩者之和(he)。那么針對A-B管段，假設流(liu)(liu)體從A流(liu)(liu)向B，產生的(de)沖擊力就(jiu)可(ke)以(yi)用(yong)下式進行計算：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因為只有瞬態流(liu)體(ti)會產生沖擊載荷(he)，摩(mo)擦力(li)通常被忽略，因為它是整體(ti)流(liu)量(liang)產生的。在(zai)處理壓力(li)波時，動量(liang)這(zhe)項(xiang)也常常被忽略。

2. 壓力管(guan)道兩(liang)相流液(ye)擊力的(de)計(ji)算(suan)

  如(ru)圖9-70所示(shi)，壓(ya)力管道兩(liang)相流(liu)液擊(ji)力（水錘(chui)力）的計算如(ru)下：

  對于火炬(ju)管(guan)(guan)道的(de)(de)液擊力(li)，可(ke)(ke)參照SH 3009《石(shi)油(you)化工可(ke)(ke)燃(ran)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)(ti)排(pai)放(fang)系統設計(ji)規范》設計(ji)。有(you)凝結液的(de)(de)可(ke)(ke)燃(ran)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)(ti)排(pai)放(fang)管(guan)(guan)道對固定管(guan)(guan)架的(de)(de)水平(ping)推力(li)取值，不(bu)應小(xiao)于表9-17的(de)(de)數(shu)值。當固定管(guan)(guan)架上有(you)幾根(gen)有(you)凝結液的(de)(de)可(ke)(ke)燃(ran)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)(ti)排(pai)放(fang)管(guan)(guan)道時，水平(ping)推力(li)的(de)(de)作用點應分別考慮(lv)，推力(li)值不(bu)應疊(die)加。