在管(guan)道(dao)系(xi)統的設計中，除(chu)了對(dui)靜態(tai)載荷進(jin)行校(xiao)核設計，也需要對(dui)介質不穩定性產生(sheng)的沖擊載荷進(jin)行設計。詳細(xi)(xi)分(fen)(fen)析與(yu)計算見配管(guan)設計參考書(shu)《管(guan)道(dao)應(ying)力分(fen)(fen)析與(yu)工(gong)程應(ying)用》的詳細(xi)(xi)講述。

1. 壓力管道(dao)系(xi)統(tong)沖擊載荷的(de)計算(suan)

  如(ru)圖(tu)(tu)9-68所示(shi)(shi)，管(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)的每段管(guan)子(zi)都可(ke)能承受潛在(zai)沖(chong)擊(ji)(ji)載(zai)荷(he)(he)的作(zuo)(zuo)用。流體(ti)產生的沖(chong)擊(ji)(ji)載(zai)荷(he)(he)存在(zai)于(yu)管(guan)道(dao)(dao)的軸線方(fang)向，作(zuo)(zuo)用在(zai)管(guan)道(dao)(dao)方(fang)向發(fa)生變(bian)化(hua)的位置。圖(tu)(tu)9-68所示(shi)(shi)系(xi)統(tong)，沖(chong)擊(ji)(ji)荷(he)(he)載(zai)會(hui)作(zuo)(zuo)用在(zai)A-B和B-C管(guan)道(dao)(dao)軸線上。

  在計算中，假(jia)設介質(zhi)是在固(gu)定住的(de)管道(dao)中流(liu)動(v1)，不(bu)考(kao)慮(lv)管道(dao)本身(shen)振動的(de)影響，作用在管道(dao)上的(de)流(liu)體載荷計算見圖(tu)9-69所示：

  因為A-B管段(duan)是(shi)x向，那么流(liu)體(ti)載荷就只有z方向存在，流(liu)體(ti)的(de)(de)壓力(li)、溫度、流(liu)速(su)和密度等邊界條件均(jun)已知。主要有壓力(li)推力(li)和動量力(li)兩(liang)個力(li)作用在管段(duan)兩(liang)端(duan)的(de)(de)彎(wan)頭(tou)上，還有流(liu)體(ti)和管壁之間的(de)(de)總摩擦力(li)，計(ji)算如下。

  壓力(li)推(tui)力(li)：Fp=pA

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

  動量力（質量流(liu)量乘以流(liu)速）：FM=mv=pAv2

  摩擦力：FF=TπDL

  式中，m是(shi)(shi)質量流(liu)量；p是(shi)(shi)管內(nei)流(liu)體(ti)壓(ya)力(li)；是(shi)(shi)管內(nei)流(liu)體(ti)介質密度；v是(shi)(shi)管內(nei)流(liu)體(ti)流(liu)d速；τ是(shi)(shi)單(dan)位面積(ji)的摩擦剪應力(li)；L是(shi)(shi)管段長度；D是(shi)(shi)管道(dao)內(nei)表面截面的直徑。

  動量(liang)力(li)作用在管道的彎頭上(shang)，內(nei)壓推力(li)也一樣，所以管端推力(li)就(jiu)(jiu)是這兩者之和。那么針對A-B管段，假設流體從(cong)A流向B，產生(sheng)的沖擊力(li)就(jiu)(jiu)可以用下式進(jin)行計算(suan)：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因(yin)為只有瞬態流(liu)體(ti)會產(chan)生沖(chong)擊載荷，摩擦力通常(chang)被(bei)(bei)忽(hu)略，因(yin)為它是整體(ti)流(liu)量(liang)產(chan)生的。在處理(li)壓力波時，動量(liang)這項也常(chang)常(chang)被(bei)(bei)忽(hu)略。

2. 壓力管道(dao)兩相流液擊力的計算

  如(ru)圖9-70所示，壓力管(guan)道兩相流(liu)液擊力（水錘力）的計算(suan)如(ru)下：

  對于(yu)火炬(ju)管(guan)(guan)道的(de)液擊力，可參照(zhao)SH 3009《石油化(hua)工可燃(ran)性氣(qi)體(ti)排(pai)放系統設(she)計規范》設(she)計。有凝結(jie)液的(de)可燃(ran)性氣(qi)體(ti)排(pai)放管(guan)(guan)道對固(gu)(gu)定(ding)管(guan)(guan)架的(de)水平(ping)推(tui)(tui)(tui)力取值(zhi)，不應小于(yu)表(biao)9-17的(de)數(shu)值(zhi)。當固(gu)(gu)定(ding)管(guan)(guan)架上有幾根有凝結(jie)液的(de)可燃(ran)性氣(qi)體(ti)排(pai)放管(guan)(guan)道時，水平(ping)推(tui)(tui)(tui)力的(de)作用點(dian)應分(fen)別考慮(lv)，推(tui)(tui)(tui)力值(zhi)不應疊加。