在管(guan)道(dao)系統的設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)中，除了對靜(jing)態(tai)載(zai)荷進行(xing)校核設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)，也需要對介質(zhi)不穩定(ding)性產生的沖擊(ji)載(zai)荷進行(xing)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)。詳細分析(xi)與計(ji)(ji)(ji)算見配管(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)參考書(shu)《管(guan)道(dao)應力分析(xi)與工程(cheng)應用》的詳細講述。

1. 壓力(li)管(guan)道(dao)系統沖擊載(zai)荷(he)的計算

  如圖9-68所示(shi)，管(guan)(guan)道系統的(de)每段(duan)管(guan)(guan)子都可能承受潛在沖擊(ji)載(zai)(zai)荷的(de)作(zuo)用(yong)。流體(ti)產生(sheng)的(de)沖擊(ji)載(zai)(zai)荷存在于管(guan)(guan)道的(de)軸(zhou)線方向，作(zuo)用(yong)在管(guan)(guan)道方向發生(sheng)變化的(de)位置。圖9-68所示(shi)系統，沖擊(ji)荷載(zai)(zai)會作(zuo)用(yong)在A-B和(he)B-C管(guan)(guan)道軸(zhou)線上。

  在計(ji)算中，假(jia)設介質是在固定住的(de)管(guan)道(dao)(dao)中流動(dong)(v1)，不(bu)考慮管(guan)道(dao)(dao)本身振(zhen)動(dong)的(de)影(ying)響，作用在管(guan)道(dao)(dao)上的(de)流體載荷(he)計(ji)算見圖9-69所示：

  因為(wei)A-B管段(duan)是(shi)x向，那么流(liu)(liu)體載荷就只(zhi)有z方向存在，流(liu)(liu)體的壓力(li)、溫度、流(liu)(liu)速和密度等邊界條件均已(yi)知。主要有壓力(li)推力(li)和動量(liang)力(li)兩(liang)個力(li)作用(yong)在管段(duan)兩(liang)端的彎(wan)頭上，還有流(liu)(liu)體和管壁之間(jian)的總摩擦力(li)，計算(suan)如下(xia)。

  壓力(li)推力(li)：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（質量流(liu)量乘以流(liu)速）：FM=mv=pAv2

  摩擦力(li)：FF=TπDL

  式中(zhong)，m是(shi)(shi)質量流(liu)(liu)量；p是(shi)(shi)管內流(liu)(liu)體(ti)壓力；是(shi)(shi)管內流(liu)(liu)體(ti)介質密度；v是(shi)(shi)管內流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)d速；τ是(shi)(shi)單位面(mian)積(ji)的(de)摩擦(ca)剪(jian)應力；L是(shi)(shi)管段(duan)長(chang)度；D是(shi)(shi)管道內表面(mian)截(jie)面(mian)的(de)直(zhi)徑。

  動量力(li)(li)作用(yong)在管道(dao)的彎(wan)頭上，內壓推(tui)力(li)(li)也一(yi)樣，所(suo)以管端推(tui)力(li)(li)就(jiu)是這兩者之(zhi)和。那(nei)么針對A-B管段(duan)，假設流(liu)體從A流(liu)向(xiang)B，產生的沖擊力(li)(li)就(jiu)可(ke)以用(yong)下式進行計算(suan)：

  Fx=p2A+P2v2A-p3A-p3v/3A-τL?4πA

  因為(wei)只(zhi)有瞬態流體會產生沖(chong)擊載荷，摩(mo)擦力通常(chang)被忽略(lve)，因為(wei)它(ta)是(shi)整體流量產生的。在處理壓力波時，動量這(zhe)項也(ye)常(chang)常(chang)被忽略(lve)。

2. 壓力(li)管道兩相流(liu)液擊力(li)的計算

  如圖9-70所示(shi)，壓(ya)力(li)管道兩相流液擊力(li)（水(shui)錘力(li)）的(de)計(ji)算如下：

  對于火炬管道(dao)的液(ye)(ye)擊力，可參照SH 3009《石油化工可燃性氣(qi)體排(pai)放系統設計規范》設計。有凝結液(ye)(ye)的可燃性氣(qi)體排(pai)放管道(dao)對固定管架的水(shui)平推力取值，不應(ying)小于表9-17的數值。當固定管架上有幾根有凝結液(ye)(ye)的可燃性氣(qi)體排(pai)放管道(dao)時，水(shui)平推力的作用點應(ying)分別考慮，推力值不應(ying)疊加(jia)。