请问管道最大流量怎么计算？

如题，请问管道的最大流量怎么计算？

很多书籍都是按经济流速来计算管子流量，那如果不管流速是否经济，就由着流的话，最大流量是否能够计算？
理论上说，流速越快压降越大，最大流量应该就是这段管子的压降等于两端压差，这样的流速就是最快的，那流量就是最大的。但是很多时候，打开一段管子自喷的话，管子出口的流体压力并不为零，也就是自流的话，流速并不会把压力都吃光，那这个时候，不算经济流速，最大流量是否能够计算？
这个流量的计算应该是有实际的工程意义的。比如当考虑储罐呼吸阀最大呼吸量时，计算氮封管的流量，就应该考虑最大流量而不是经济流速下的最大流量。

要计算管道的最大流量，通常涉及到流体动力学中的一些基本方程和实际工程考虑。在不考虑经济流速的情况下，我们可以从以下几个方面进行:

1. **伯努利方程**：用来描述在理想流体中，流动液体的能量守恒。在流体动力学中，伯努利方程可以表达为：

   \[
   p + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = \text{常数}
   \]

   其中 \( p \) 是压强，\( \rho \) 是密度，\( v \) 是流速，\( g \) 是重力加速度，\( h \) 是高度。在水平管道中，高度项可以忽略。

2. **达西-魏斯巴赫方程**：用于计算管道中由于摩擦产生的压力损失。公式为：

   \[
   \Delta p = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{\rho v^2}{2}
   \]

   其中 \( \Delta p \) 是压降，\( f \) 是摩擦因子，\( L \) 是管道长度，\( D \) 是管道直径。

3. **流量公式**：流量 \( Q \) 可以通过流速 \( v \) 和管道横截面积 \( A \) 来计算：

   \[
   Q = A \cdot v
   \]

   其中横截面积 \( A = \pi \cdot \left(\frac{D}{2}\right)^2 \)。

在计算最大流量时，我们需要考虑的是在给定的压力差下（管道上游与下游的压力），使得流体流经管道中产生的压力损失等于这个压力差的最大流速。这通常需要化简和联立以上方程，并找到流速 \( v \) 的最大值，从而求解最大流量 \( Q \)。

然而，在工程应用中，最大流量的计算还需要考虑流体的物理特性(如粘度、密度等)，管道材质、温度等因素。对于复杂系统，可能需要借助流体动力学软件或实验数据来确实地评估最大流量。
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学xl一下

如果管子的强度足够大，管道的口径足够大，那么这根管道的流量可以无限大。
讨论一个管道的最大流量，如果不界定管道的材质、强度、口径、传输距离，也不界定介质的状态、温度、压力和/或压差，那么我上面的答案应该是较准确的。

qqgd 发表于 2024-7-31 09:30
如果管子的强度足够大，管道的口径足够大，那么这根管道的流量可以无限大。
讨论一个管道的最大流量，如果 ...

没有看到你上面的答复，请问方便再发一下吗，谢谢。
另外，这个问题是按实际工程的情况来考虑的，也就是材质是一般的碳钢（摩擦系数确定），管径确定，长度确定，管子进出口压力差确定，让他自由地流，不考虑经济流速，这样的流量实际会是多少？

同理，换热器的流量也一样，如果没有流量调节阀门，那怎么确认换热器的循环水就按计算的量来跑呢，他为什么不会压着最大压降跑呢？
https://bbs.hcbbs.com/thread-5668467-1-1.html

做工程要考虑技术上可行、经济上合理的原则。
把白努力方程看看就知道你的答案了。

物料在密闭管道系统中的流速，和很多因素有关，如：物料本身的物性、压力、温度等。
比如氢气的流速在不锈钢管和碳钢管的流速也是不一样的，且压力不同流速也不同（见GB50177)。
再如天然气在管道的流速通常为15~25米/秒，但在调节阀内流速更高，因此还得看不同物料和工艺条件等。

你提的这个问题，其实就是管道阻力计算时的两种模式：一种是设计模式，取一个经济流速，计算出管径，然后计算出管道阻力；还有一种是校核模式，给定了管径，和最大的管道阻力，反算出最大流速。

weilongwu 发表于 2024-7-31 14:29
你提的这个问题，其实就是管道阻力计算时的两种模式：一种是设计模式，取一个经济流速，计算出管径，然后计 ...

总不能我给定了最大管道阻力，他就按这个阻力来走吧？他在实际运行中，阻力是怎么确定的呢，应该就是看进出口的压力差，压力差有多大，他就能流多少，流量大到压损等于两端压力差才会不增加，这个理解正确吗？

学xl了

mame999 发表于 2024-7-30 20:38
要计算管道的最大流量，通常涉及到流体动力学中的一些基本方程和实际工程考虑。在不考虑经济流速的情况下， ...

谢谢答复，你说的内容，我的理解就是压损，只是包括了不同类型原因导致的压损，包括管道摩擦造成的压损，介质粘度密度等影响下，成了湍流，流体内部的压力损失。
也就是按你的解释，管道流量只收到压损的影响，也就是从物理规律来说，只要压损不能超过管子进出口的压差就可以。也就是实际流量不会考虑经济流速，只会考虑压差。
但是这个结论好像是不够正确的，一个就是如果流量只受限于压差，就不会有“”经济流速“这个说法了，工程上只能通过控制管道两端压差来控制流量，而不是定一个经济流速；第二就是我们日常能看到的，管子一端开口直连大气了，水是喷出来的，也就是出来后也是有压力的，而不是流量很大但是出来基本没有压力了，因为压力都被消耗在管子本身的压损上了。

春风茧缕自由钩 发表于 2024-7-31 13:39
做工程要考虑技术上可行、经济上合理的原则。
把白努力方程看看就知道你的答案了。

伯努利方程实际上就是能量守恒，按这个理解，也就是管道会尽量增大流量，直到两端的压损等于两端的压差？也就是如果连大气的话，出口流体就应该等于常压？

汉唐后巷 发表于 2024-7-31 15:07
总不能我给定了最大管道阻力，他就按这个阻力来走吧？他在实际运行中，阻力是怎么确定的呢，应该就是看进 ...

1、要达到需要的流量范围所对应的管阻范围是多少？2、取这个管阻范围是否有经济性？

按照系统允许的最大压降及管材耐腐蚀冲刷最大速率和介质的允许运行速率综合考虑，不是想多大就是最大的。