在(zai)管道系(xi)統的設(she)計(ji)中，除了對(dui)靜態載(zai)荷進行校核設(she)計(ji)，也(ye)需要對(dui)介(jie)質不(bu)穩定性(xing)產(chan)生的沖擊載(zai)荷進行設(she)計(ji)。詳(xiang)細(xi)分析與(yu)計(ji)算見配管設(she)計(ji)參考書《管道應力分析與(yu)工程應用》的詳(xiang)細(xi)講述。

1. 壓力管道系統沖擊載荷的計算

  如圖9-68所示(shi)，管(guan)道(dao)系統的(de)(de)(de)每段管(guan)子都可(ke)能(neng)承受潛在沖(chong)擊載(zai)荷(he)(he)的(de)(de)(de)作用(yong)。流體產生(sheng)的(de)(de)(de)沖(chong)擊載(zai)荷(he)(he)存在于管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)軸(zhou)線方向，作用(yong)在管(guan)道(dao)方向發生(sheng)變化的(de)(de)(de)位置。圖9-68所示(shi)系統，沖(chong)擊荷(he)(he)載(zai)會(hui)作用(yong)在A-B和B-C管(guan)道(dao)軸(zhou)線上。

  在計算(suan)中，假設介質(zhi)是(shi)在固(gu)定(ding)住的管(guan)道中流動(v1)，不考慮管(guan)道本身(shen)振動的影(ying)響，作用在管(guan)道上的流體載荷計算(suan)見圖9-69所(suo)示：

  因為A-B管段是x向，那么流體(ti)載(zai)荷就(jiu)只有(you)z方(fang)向存在，流體(ti)的壓力、溫度、流速和(he)密度等邊(bian)界(jie)條件均已知(zhi)。主要(yao)有(you)壓力推力和(he)動量力兩個力作用在管段兩端(duan)的彎(wan)頭上(shang)，還有(you)流體(ti)和(he)管壁之間(jian)的總摩擦力，計(ji)算如下。

  壓力推(tui)力：Fp=pA

  質量(liang)流(liu)量(liang)（體積流(liu)量(liang)）等于(yu)流(liu)速乘以介質流(liu)過的截面積：m=pAv

  動量力(li)（質量流量乘以流速）：FM=mv=pAv2

  摩擦力：FF=TπDL

  式中，m是質量(liang)流量(liang)；p是管(guan)內流體(ti)壓力；是管(guan)內流體(ti)介質密度；v是管(guan)內流體(ti)流d速(su)；τ是單位面積的摩擦剪應力；L是管(guan)段長(chang)度；D是管(guan)道(dao)內表(biao)面截面的直(zhi)徑。

  動量(liang)力作用(yong)(yong)在管道(dao)的(de)彎頭(tou)上(shang)，內壓推(tui)力也一樣，所以管端推(tui)力就是這兩者之和。那么針對A-B管段，假設流(liu)體從A流(liu)向B，產生的(de)沖擊力就可以用(yong)(yong)下式進行計算：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因為(wei)只有瞬態(tai)流(liu)體(ti)會產生(sheng)(sheng)沖擊載(zai)荷(he)，摩擦力通常被(bei)忽(hu)略(lve)，因為(wei)它是整體(ti)流(liu)量(liang)產生(sheng)(sheng)的。在處理壓力波時，動(dong)量(liang)這項也常常被(bei)忽(hu)略(lve)。

2. 壓力管道(dao)兩相(xiang)流(liu)液擊力的計(ji)算

  如圖(tu)9-70所示(shi)，壓力管道兩相(xiang)流液擊力（水(shui)錘力）的計算如下：

  對于火炬(ju)管道的(de)液擊力(li)，可參(can)照SH 3009《石油(you)化(hua)工(gong)可燃性(xing)氣(qi)體(ti)排放系統設(she)(she)計規范》設(she)(she)計。有(you)凝結(jie)液的(de)可燃性(xing)氣(qi)體(ti)排放管道對固定管架的(de)水(shui)平推力(li)取值，不(bu)(bu)應(ying)小于表9-17的(de)數(shu)值。當固定管架上有(you)幾(ji)根有(you)凝結(jie)液的(de)可燃性(xing)氣(qi)體(ti)排放管道時，水(shui)平推力(li)的(de)作(zuo)用點(dian)應(ying)分別考慮，推力(li)值不(bu)(bu)應(ying)疊加。