Расход пара в трубах

Справочные данные о массовом расходе пара в зависимости от диаметра трубы и перепада давления.

steamflowratepipesКалькулятор

Обзор

Engineering ToolBox - ресурсы, инструменты и базовая информация для инженерного проектирования технических приложений!

Данные о расходе пара для стальных труб Schedule 40, основанные на допустимых перепадах давления от 1/16 до 2 psi на 100 футов трубы. Эти значения применимы к насыщенному пару при низких давлениях (3–5 psig) и используются для определения размеров трубопроводов распределения пара в системах отопления и процессах.

Выбор правильного размера трубы балансирует стоимость установки с допустимой потерей давления. Меньшие трубы дешевле, но создают большие перепады давления, тогда как избыточные трубы тратят материал и увеличивают теплопотери.

Область исходного источника

Заголовок страницы источника – Расход пара vs. Перепад давления - Труба Schedule 40, а подзаголовок указывает, что данные – это расход (фунт/ч) и перепад давления на 100 футов трубы. В оригинальном тексте статьи говорится, что расходы пара в стальных трубах Schedule 40 табулированы для перепадов давления от 1/16 psi до 2 psi, и что на более широких экранах показана полная таблица с колонками для больших перепадов давления.

Расходы пара в стальных трубах schedule 40 с перепадами давления от 1/16 до 2 psi:

Для полной таблицы с большими перепадами давления – поверните экран!

Источник также включает три примечания к единицам: 1 дюйм = 25.4 мм, 1 фут = 0.3048 м, и 1 psi = 6895 Па = 0.069 бар. Общие таблицы навигации/поиска сайта из извлечения источника намеренно исключены, так как они не являются инженерными данными; полная таблица инженерных данных сохранена ниже.

Ключевые формулы

Основное соотношение для потока берется из уравнения Дарси-Вейсбаха для перепада давления в прямой трубе:

$\Delta P = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{\rho v^2}{2}$

Для целей определения размеров скорость также может быть выражена через массовый расход:

$\dot{m} = \rho \cdot A \cdot v = \rho \cdot \frac{\pi D^2}{4} \cdot v$

Типичные скорости пара в распределительных магистралях составляют от 4000 до 6000 футов/мин (20–30 м/с), в зависимости от рабочего давления и длины трубы.

Переменные

Символ	Описание	Единица
$\Delta P$	Pressure drop	psi
$f$	Darcy friction factor	—
$L$	Pipe length	ft
$D$	Inside pipe diameter	ft or in
$\rho$	Steam density	lb/ft³
$v$	Скорость потока	ft/min
$\dot{m}$	Mass flow rate	lb/h
$A$	Cross-sectional area	ft²

Steam Flow Rate vs. Pressure Drop - Schedule 40 Pipe
Перепад давления на 100 футов длины трубы	Перепад давления на 100 футов длины трубы	Перепад давления на 100 футов длины трубы	Перепад давления на 100 футов длины трубы	Перепад давления на 100 футов длины трубы	Падение давления на 100 ft длины трубы	Падение давления на 100 ft длины трубы	Падение давления на 100 ft длины трубы	Падение давления на 100 ft длины трубы	Падение давления на 100 ft длины трубы	Падение давления на 100 ft длины трубы	Падение давления на 100 ft длины трубы	Падение давления на 100 ft длины трубы	Падение давления на 100 ft длины трубы	Расход потока (lb/h)
1/16 psi (1 oz/in2)	1/16 psi (1 oz/in2)	1/8 psi (2 oz/in2)	1/8 psi (2 oz/in2)	1/4 psi (4 oz/in2)	1/4 psi (4 oz/in2)	1/2 psi (8 oz/in2)	1/2 psi (8 oz/in2)	3/4 psi (12 oz/in2)	3/4 psi (12 oz/in2)	1 psi	1 psi	2 psi	2 psi	—
Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	Давление насыщения (psig)	—
3.5	12	3.5	12	3.5	12	3.5	12	3.5	12	3.5	12	3.5	12	—
3/4	9	11	14	16	20	24	29	35	36	43	42	50	60	73
1	17	21	26	31	37	46	54	66	68	82	81	93	114	137
1 1/4	36	45	53	66	78	96	111	138	140	170	162	200	232	280
1 1/2	56	70	84	100	120	147	174	210	218	260	246	304	360	430
2	108	134	162	194	234	285	336	410	420	510	480	590	710	850
2 1/2	174	215	258	310	378	460	540	660	680	820	780	950	1150	1370
3	318	380	465	550	660	810	960	1160	1190	1430	1380	1670	1950	2400
3 1/2	462	550	670	800	990	1218	1410	1700	1740	2100	2000	2420	2950	3450
4	640	800	950	1160	1410	1690	1980	2400	2450	3000	2880	3460	4200	4900
5	1200	1430	1680	2100	2440	3000	3570	4250	4380	5250	5100	6100	7500	8600
6	1920	2300	2820	3350	3960	4850	5700	6800	7000	8600	8400	10000	11900	14200
8	3900	4800	5570	7000	8100	10000	11400	14300	14500	17700	16500	20500	24000	29500
10	7200	8800	10200	12600	15000	18200	21000	26000	26200	32000	30000	37000	42700	52000
12	11400	13700	16500	19500	23400	28400	33000	40000	41000	49500	48000	57500	67800	81000

Источник: engineeringtoolbox.com

Инженерные заметки

Конвертер единиц расхода пара

Расход пара(lb/h)

Удельный объем пара(ft3/lb)

Падение давления(psi / 100 ft)

Длина трубы(ft)

Основа падения давления. Значения указаны на 100 футов прямой трубы. Для более длинных участков масштабируйте линейно или используйте уравнение Дарси-Вейсбаха с соответствующими коэффициентами трения.
Повышенное давление. При давлении насыщенного пара 5 фунт. на кв. дюйм изб. производительность увеличивается примерно на 20–25% по сравнению с 3,5 фунт. на кв. дюйм изб. при том же размере трубопровода и допустимом перепаде давления.
Арматура и фитинги. Добавьте эквивалентные длины трубопроводов для колен, тройников и клапанов. Общее правило: добавление 50–75% длины для типичных распределительных систем.
Шум и эрозия. Скорости потока выше 6000 фут/мин (30 м/с) могут вызывать шум, гидроудар и эрозию труб. Поддерживайте скорости в пределах рекомендуемых значений для рабочего давления.
Конденсат. Паропроводы должны иметь уклон для стока конденсата. Неслитый конденсат вызывает гидроудар и снижает эффективную пропускную способность.
Изоляция. Все паропроводы должны быть изолированы для минимизации потерь тепла и поддержания качества пара в точке потребления.

Источники

Engineering ToolBox – Steam Flow Rate Pipes