在管(guan)道(dao)系統的(de)(de)設計中，除了對(dui)靜態(tai)載荷進行校核(he)設計，也需要對(dui)介質不穩定性產生的(de)(de)沖擊載荷進行設計。詳細分析與計算見配管(guan)設計參(can)考書《管(guan)道(dao)應(ying)力分析與工程應(ying)用》的(de)(de)詳細講(jiang)述(shu)。

1. 壓力管道系統沖擊載(zai)荷的計算

  如圖9-68所示(shi)(shi)，管(guan)道系統(tong)的每(mei)段管(guan)子都可能承受潛在(zai)沖擊載荷(he)的作(zuo)用(yong)(yong)。流體產生的沖擊載荷(he)存在(zai)于管(guan)道的軸線方(fang)向，作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)管(guan)道方(fang)向發生變(bian)化的位置。圖9-68所示(shi)(shi)系統(tong)，沖擊荷(he)載會作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)A-B和B-C管(guan)道軸線上。

  在(zai)計算中(zhong)，假設介質(zhi)是在(zai)固定住的管道中(zhong)流動(dong)(v1)，不考慮管道本身振動(dong)的影響，作(zuo)用(yong)在(zai)管道上的流體載荷計算見圖9-69所示：

  因為A-B管(guan)段是x向(xiang)(xiang)，那么流(liu)(liu)體載荷就只有z方向(xiang)(xiang)存在(zai)，流(liu)(liu)體的(de)壓(ya)力(li)、溫(wen)度、流(liu)(liu)速和密(mi)度等邊界(jie)條件均已知(zhi)。主(zhu)要有壓(ya)力(li)推(tui)力(li)和動量力(li)兩個力(li)作用在(zai)管(guan)段兩端(duan)的(de)彎頭上(shang)，還有流(liu)(liu)體和管(guan)壁之(zhi)間的(de)總摩擦力(li)，計(ji)算(suan)如下。

  壓力(li)推力(li)：Fp=pA

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

  動量力（質量流量乘以流速）：FM=mv=pAv2

  摩擦(ca)力：FF=TπDL

  式中，m是(shi)(shi)質量流(liu)量；p是(shi)(shi)管(guan)內(nei)流(liu)體壓力(li)；是(shi)(shi)管(guan)內(nei)流(liu)體介(jie)質密(mi)度；v是(shi)(shi)管(guan)內(nei)流(liu)體流(liu)d速；τ是(shi)(shi)單位(wei)面(mian)(mian)積的(de)(de)摩擦剪應力(li)；L是(shi)(shi)管(guan)段長度；D是(shi)(shi)管(guan)道(dao)內(nei)表面(mian)(mian)截面(mian)(mian)的(de)(de)直徑(jing)。

  動量力(li)作用在管道(dao)的彎頭上，內壓推(tui)力(li)也一(yi)樣，所(suo)以管端(duan)推(tui)力(li)就(jiu)是(shi)這兩者(zhe)之(zhi)和(he)。那么(me)針對A-B管段，假設流(liu)體從(cong)A流(liu)向B，產生(sheng)的沖擊力(li)就(jiu)可以用下式進行計(ji)算(suan)：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因為只有瞬態(tai)流體(ti)會產生沖擊載荷，摩擦(ca)力通常(chang)被忽(hu)略，因為它是整體(ti)流量產生的。在處理壓力波時，動量這(zhe)項也常(chang)常(chang)被忽(hu)略。

2. 壓力管道兩相流液擊力的(de)計算

  如(ru)圖9-70所示，壓(ya)力管道兩相流液擊力（水錘力）的(de)計算(suan)如(ru)下：

  對(dui)于火(huo)炬管(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)液擊(ji)力(li)，可參照SH 3009《石油化工可燃性氣體排(pai)放(fang)(fang)系統設(she)計(ji)規范》設(she)計(ji)。有凝(ning)(ning)結液的(de)(de)可燃性氣體排(pai)放(fang)(fang)管(guan)(guan)(guan)道對(dui)固定管(guan)(guan)(guan)架的(de)(de)水平推力(li)取值，不應(ying)小(xiao)于表9-17的(de)(de)數值。當固定管(guan)(guan)(guan)架上有幾根有凝(ning)(ning)結液的(de)(de)可燃性氣體排(pai)放(fang)(fang)管(guan)(guan)(guan)道時，水平推力(li)的(de)(de)作用點應(ying)分別考慮，推力(li)值不應(ying)疊加。