粗水濾器壓力損失計(jì)算

摘 要：當(dāng)流體經(jīng)管段時(shí)，由于管道內(nèi)壁的粗糙不平，會(huì)受到由于流體自身的粘滯性剪切應(yīng)力及發(fā)生在管道內(nèi)壁紊流而引起的阻力，這種阻力通常被稱作管路摩擦損失，表達(dá)為多少米壓頭，因此，壓頭損失應(yīng)用于表達(dá)流體的阻力。影響管段壓力損失的因素很多，諸如流體的粘度、管段的直徑、管段內(nèi)表面的粗糙度、高度的變化及管段的長(zhǎng)度等因素。當(dāng)流體經(jīng)過(guò)管路系統(tǒng)中的粗水濾器時(shí)，也會(huì)受到相應(yīng)的阻力，是組成整個(gè)壓頭損失不可缺少的一部分，為了確保管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，在配有粗水濾器的管路系統(tǒng)中，其壓力損失的計(jì)算也需給予考慮。

關(guān)鍵詞：粗水濾器；壓力損失；計(jì)算

1 粗水濾器描述

在海工船舶管路系統(tǒng)中，粗水濾器是系統(tǒng)中的常用附件，通常濾網(wǎng)用多孔板制作而成。其作用是過(guò)濾介質(zhì)，阻擋流通介質(zhì)內(nèi)一定粒度大小范圍內(nèi)的雜質(zhì)，保證相應(yīng)的閥件、儀表、設(shè)備避免被雜質(zhì)卡阻，從而保證管路系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在很多海工的管路系統(tǒng)應(yīng)用中，估算海水流經(jīng)粗水濾器而引起的能量損失或壓頭損失是設(shè)計(jì)的一個(gè)考慮因素之一。

2 多孔板粗水濾器的壓力損失

粗水濾器中的壓力損失計(jì)算有不同的方式，可經(jīng)過(guò)復(fù)雜的計(jì)算公式計(jì)算得出，也可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或相關(guān)經(jīng)驗(yàn)圖表查出，本文著重描述通過(guò)計(jì)算及圖表方式得出粗水濾器的壓力損失。

圖表1中的壓力損失圖是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，用流體經(jīng)通過(guò)多孔板測(cè)量出來(lái)的。在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，該流體沒(méi)有渦流影響，且流體垂直作用于多孔板，不同的多孔板被插入勻速流體中，在不同流速下的壓力損失被實(shí)際測(cè)量出來(lái)，并記錄為汞柱英寸壓力損失。這些數(shù)據(jù)呈獻(xiàn)的是最好流體狀況下的壓力損失值，當(dāng)流體流速超過(guò)圖表中的流速時(shí)，其壓力損失亦可預(yù)估，即用實(shí)際流速與圖表中最大流速中的比值的平方乘上最大流速的壓力損失，可得實(shí)際流速的壓力損失。對(duì)于不同密度的流體，其壓力損失亦可估算，即用實(shí)際流體的密度與圖表中流體密度的比值，再乘上圖表中流體對(duì)應(yīng)的壓力損失。

在實(shí)際應(yīng)用中，需注意流體作用于多孔板的具體情況，不規(guī)則的流體而造成的高流速區(qū)將增加壓力損失，流體不垂直作用于多孔板亦會(huì)增加壓力損失。

3 計(jì)算示例

某海工管路系統(tǒng)中，流量為2174m3/h的海水，流經(jīng)一粗水濾器，濾網(wǎng)直徑為0.48米，高為1.54米，開孔面積比為35%，計(jì)算粗水濾器的壓力損失。

計(jì)算方法如下：

濾網(wǎng)總面積=？仔D2/4+（？仔D2×L）

=/4+（？仔0.48×1.54）

=2.50m2

其中： L：濾網(wǎng)高度（米）

D：濾網(wǎng)直徑（米）

濾網(wǎng)開孔面積A=2.50×0.35

=0.875m2

海水流徑濾網(wǎng)流速：V=/A

=2174/3600×0.875

=0.69m/s

=135.8ft/min（fpm）

其中：Q：流量（S）

A：開孔面積（m2）

V：流速（m2）

利用上面圖表，35%開孔面積的濾網(wǎng)勻速為135.8 fpm。

其壓為損失為：1.4英寸汞柱高。

轉(zhuǎn)換成巴=1.4×0.033864

=0.05巴

考慮實(shí)際狀況中，50%的開孔被堵塞了，從上面的計(jì)算中得到：

濾網(wǎng)的開孔面積：=0.5×0.875

=0.4375m2

海水流徑濾網(wǎng)流速V=/A

=2174/3600×0.4375

=1.38m/s

=271.6ft/min（fpm）

同上面一樣，用圖表查得。

壓力損失為：3.2英寸汞柱高。

轉(zhuǎn)換成巴=3.2×0.033864

=0.11巴

4 結(jié)束語(yǔ)

在針對(duì)配有粗水濾器的船舶管路系統(tǒng)中，通過(guò)以上粗水濾器壓力損失計(jì)算，在校對(duì)整個(gè)管路系統(tǒng)損失中，可以做到全面的壓力損失考慮，從而保證管路系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。