在管(guan)道系統(tong)的設(she)計(ji)(ji)中(zhong)，除(chu)了(le)對靜態(tai)載荷進行校核設(she)計(ji)(ji)，也需要對介質不穩(wen)定(ding)性產生(sheng)的沖(chong)擊載荷進行設(she)計(ji)(ji)。詳細(xi)分析(xi)與(yu)計(ji)(ji)算見配管(guan)設(she)計(ji)(ji)參(can)考書《管(guan)道應力分析(xi)與(yu)工程應用》的詳細(xi)講述。

1. 壓力管(guan)道系統沖擊載荷的計算

  如圖9-68所示，管(guan)道(dao)系統的(de)(de)每段(duan)管(guan)子都可能承受潛在(zai)沖擊(ji)(ji)載(zai)(zai)荷(he)(he)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)。流體產(chan)生(sheng)的(de)(de)沖擊(ji)(ji)載(zai)(zai)荷(he)(he)存在(zai)于管(guan)道(dao)的(de)(de)軸線方向，作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)管(guan)道(dao)方向發生(sheng)變化的(de)(de)位置(zhi)。圖9-68所示系統，沖擊(ji)(ji)荷(he)(he)載(zai)(zai)會作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)A-B和B-C管(guan)道(dao)軸線上(shang)。

  在(zai)計(ji)(ji)算中(zhong)，假(jia)設(she)介質是在(zai)固定住的(de)(de)管道中(zhong)流(liu)動(v1)，不考慮管道本身振動的(de)(de)影響，作用在(zai)管道上的(de)(de)流(liu)體載荷計(ji)(ji)算見(jian)圖9-69所示(shi)：

  因為(wei)A-B管段是(shi)x向(xiang)，那么流(liu)(liu)體(ti)載荷就(jiu)只有z方向(xiang)存在，流(liu)(liu)體(ti)的(de)壓力(li)(li)(li)、溫度、流(liu)(liu)速和密度等邊界條件均(jun)已知。主(zhu)要有壓力(li)(li)(li)推力(li)(li)(li)和動量力(li)(li)(li)兩(liang)個力(li)(li)(li)作用在管段兩(liang)端的(de)彎頭上，還有流(liu)(liu)體(ti)和管壁之間的(de)總摩擦力(li)(li)(li)，計算(suan)如下(xia)。

  壓力(li)(li)推(tui)力(li)(li)：Fp=pA

  質(zhi)量(liang)流(liu)量(liang)（體(ti)積流(liu)量(liang)）等(deng)于流(liu)速乘以介質(zhi)流(liu)過(guo)的截面(mian)積：m=pAv

  動量(liang)力（質量(liang)流(liu)量(liang)乘以流(liu)速）：FM=mv=pAv2

  摩擦力(li)：FF=TπDL

  式(shi)中，m是(shi)質量流(liu)量；p是(shi)管(guan)(guan)內(nei)流(liu)體壓力(li)；是(shi)管(guan)(guan)內(nei)流(liu)體介質密(mi)度(du)；v是(shi)管(guan)(guan)內(nei)流(liu)體流(liu)d速；τ是(shi)單位面(mian)積(ji)的摩擦剪應力(li)；L是(shi)管(guan)(guan)段長(chang)度(du)；D是(shi)管(guan)(guan)道內(nei)表面(mian)截面(mian)的直(zhi)徑。

  動量力(li)作用在管道的彎頭上，內(nei)壓推(tui)力(li)也(ye)一樣(yang)，所以(yi)管端推(tui)力(li)就(jiu)是這(zhe)兩者之和(he)。那么(me)針(zhen)對A-B管段，假設(she)流體從A流向B，產生(sheng)的沖擊力(li)就(jiu)可(ke)以(yi)用下式進行計算：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因為只有瞬態流(liu)體(ti)會產生沖(chong)擊(ji)載荷，摩擦(ca)力(li)通常(chang)被忽略，因為它是整體(ti)流(liu)量產生的(de)。在處(chu)理(li)壓力(li)波(bo)時，動量這項也(ye)常(chang)常(chang)被忽略。

2. 壓力管道(dao)兩相流液擊力的計算

  如(ru)圖9-70所示，壓力(li)管道(dao)兩相流液擊力(li)（水錘力(li)）的計算如(ru)下：

  對(dui)于(yu)火(huo)炬管(guan)道的液擊力，可(ke)(ke)參(can)照SH 3009《石油化(hua)工可(ke)(ke)燃(ran)性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)排放系統設計規范》設計。有(you)凝結液的可(ke)(ke)燃(ran)性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)排放管(guan)道對(dui)固定管(guan)架的水(shui)平(ping)推(tui)力取值，不應小于(yu)表9-17的數值。當固定管(guan)架上有(you)幾(ji)根(gen)有(you)凝結液的可(ke)(ke)燃(ran)性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)排放管(guan)道時，水(shui)平(ping)推(tui)力的作用點應分別(bie)考慮，推(tui)力值不應疊(die)加。