在(zai)管道系統的(de)設(she)(she)計中，除了對靜(jing)態(tai)載荷進行(xing)校核設(she)(she)計，也需要對介(jie)質(zhi)不穩(wen)定性產(chan)生的(de)沖擊載荷進行(xing)設(she)(she)計。詳(xiang)細分析與計算見配管設(she)(she)計參考書《管道應(ying)力分析與工程應(ying)用》的(de)詳(xiang)細講述(shu)。

1. 壓力管道系統沖擊載荷的計(ji)算

  如圖9-68所示，管(guan)道(dao)(dao)系統的每段(duan)管(guan)子都(dou)可能(neng)承受潛(qian)在(zai)(zai)沖擊(ji)(ji)載荷(he)(he)的作用(yong)(yong)。流(liu)體產生的沖擊(ji)(ji)載荷(he)(he)存在(zai)(zai)于管(guan)道(dao)(dao)的軸(zhou)線方(fang)向，作用(yong)(yong)在(zai)(zai)管(guan)道(dao)(dao)方(fang)向發生變化的位置(zhi)。圖9-68所示系統，沖擊(ji)(ji)荷(he)(he)載會作用(yong)(yong)在(zai)(zai)A-B和B-C管(guan)道(dao)(dao)軸(zhou)線上。

  在(zai)(zai)計算中，假設介(jie)質是在(zai)(zai)固(gu)定(ding)住(zhu)的(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)中流動(v1)，不考(kao)慮管(guan)(guan)道(dao)本身振動的(de)(de)影(ying)響，作用(yong)在(zai)(zai)管(guan)(guan)道(dao)上的(de)(de)流體載(zai)荷計算見(jian)圖9-69所(suo)示：

  因(yin)為A-B管(guan)段(duan)是x向，那么流(liu)(liu)(liu)體載荷就只有z方向存在(zai)，流(liu)(liu)(liu)體的(de)壓力(li)(li)、溫度(du)(du)、流(liu)(liu)(liu)速和(he)密度(du)(du)等(deng)邊界(jie)條件均已知。主要有壓力(li)(li)推力(li)(li)和(he)動量力(li)(li)兩個力(li)(li)作用在(zai)管(guan)段(duan)兩端(duan)的(de)彎(wan)頭上，還有流(liu)(liu)(liu)體和(he)管(guan)壁之間的(de)總摩(mo)擦力(li)(li)，計算如下。

  壓(ya)力推力：Fp=pA

  質量流(liu)(liu)量（體(ti)積流(liu)(liu)量）等(deng)于流(liu)(liu)速乘以(yi)介質流(liu)(liu)過的(de)截(jie)面積：m=pAv

  動量力（質量流量乘以流速）：FM=mv=pAv2

  摩擦(ca)力：FF=TπDL

  式(shi)中，m是(shi)質(zhi)量(liang)流(liu)量(liang)；p是(shi)管(guan)(guan)內(nei)(nei)流(liu)體壓力；是(shi)管(guan)(guan)內(nei)(nei)流(liu)體介(jie)質(zhi)密度(du)；v是(shi)管(guan)(guan)內(nei)(nei)流(liu)體流(liu)d速；τ是(shi)單位面積的摩擦(ca)剪應(ying)力；L是(shi)管(guan)(guan)段長度(du)；D是(shi)管(guan)(guan)道內(nei)(nei)表(biao)面截面的直徑。

  動量力(li)作用在管(guan)(guan)道的彎頭上，內壓推(tui)力(li)也一樣，所以(yi)管(guan)(guan)端(duan)推(tui)力(li)就是這兩者之(zhi)和。那么針對(dui)A-B管(guan)(guan)段，假設流體從(cong)A流向B，產生的沖擊力(li)就可以(yi)用下式進(jin)行(xing)計算：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因(yin)為只有瞬態流(liu)體會(hui)產(chan)生沖(chong)擊(ji)載荷，摩擦力通(tong)常(chang)被忽略(lve)，因(yin)為它是整體流(liu)量產(chan)生的。在處理(li)壓力波(bo)時，動量這(zhe)項也常(chang)常(chang)被忽略(lve)。

2. 壓力(li)管道兩相流液擊力(li)的計算

  如(ru)圖(tu)9-70所(suo)示，壓(ya)力(li)管道兩(liang)相流液擊力(li)（水錘力(li)）的(de)計算如(ru)下：

  對于(yu)火(huo)炬管(guan)(guan)(guan)道的(de)液(ye)擊(ji)力，可參照SH 3009《石油(you)化(hua)工(gong)可燃性氣(qi)體(ti)(ti)排放系統設計(ji)規范》設計(ji)。有凝結(jie)液(ye)的(de)可燃性氣(qi)體(ti)(ti)排放管(guan)(guan)(guan)道對固定(ding)管(guan)(guan)(guan)架的(de)水(shui)(shui)平(ping)推(tui)力取值，不應(ying)小于(yu)表9-17的(de)數(shu)值。當固定(ding)管(guan)(guan)(guan)架上有幾(ji)根有凝結(jie)液(ye)的(de)可燃性氣(qi)體(ti)(ti)排放管(guan)(guan)(guan)道時，水(shui)(shui)平(ping)推(tui)力的(de)作(zuo)用點應(ying)分別考慮，推(tui)力值不應(ying)疊(die)加。