阅读说明：本技术 长距离流体输送机械配置方法 (Long range fluid conveying machine configuration method ) 是由 危鼎 赵国伟 许国栋 柴干飞 青长江 危松 龚扎力根白音 陶林 杨鸿玉 金阳 王 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种长距离流体输送机械配置方法,包括以下步骤：连接输送管道和增压泵,在输送管道上选取一管道段；打开增压泵使流体流入输送管道内,测量并计算得到管道段两端的管内压强差；根据管道段两端的管内压强差、高度差及管道段的长度计算得到流体每单位距离的水头损失,继而计算得到输送中流体的总水头损失；最后根据总水头损失及增压泵的扬程计算得到所需的增压泵的数量及增压泵设置的间距,并对应地对增压泵进行配置。本发明通过在输送管道上选取一段管道段进行模拟,并在模拟过程中对管道段两端的压强进行测量,从而获得实际数据来计算水头损失,这样水头损失的预估较理论值更贴近实际,能够更好地配置长距离流体输送机械。(The present invention relates to a kind of long range fluid conveying machine configuration methods, comprising the following steps: connecting conveying pipe road and booster pump choose a duct section on conveyance conduit；Opening booster pump flows into fluid in conveyance conduit, measures and the intraductal pressure that duct section both ends are calculated is poor；According to the intraductal pressure at duct section both ends, poor, difference in height and the length computation of duct section obtain the head loss of fluid per unit distance, and the gross head loss of fluid in conveying is then calculated；The quantity of required booster pump and the spacing of booster pump setting are finally calculated according to the lift of gross head loss and booster pump, and accordingly booster pump is configured.The present invention is simulated by choosing a segment pipe section on conveyance conduit, and the pressure at duct section both ends is measured in simulation process, carry out calculated water head loss to obtain real data, head loss in this way is estimated compared with theoretical value closer to reality, and long range fluid conveying machine can be preferably configured.)

长距离流体输送机械配置方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特指一种长距离流体输送机械配置方法。

背景技术

在长距离流体运输过程中，需要在运输管道上设置多个泵来完成，但由于阻力等因素，流体在通过管道时会有机械能的损失，即水头损失。现有技术对水头损失的预估通常只是理论值，与实际的偏差较大，因而在设置泵时容易发生增压泵数量过少或距离过远导致无法输送，或增压泵设置过多造成资源浪费的情况发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种长距离流体输送机械配置方法，可以解决现有技术对水头损失的预估通常只是理论值，与实际的偏差较大的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种长距离流体输送机械配置方法，包括：

提供输送管道和增压泵，将输送管道和增压泵连接，在所述输送管道上选取一段管道段；

打开增压泵使流体流入所述输送管道内，流体对输送管道产生径向压力，测量所述管道段两端的径向压力，并计算得到所述管道段两端的管内压强差；

测量得到所述管道段两端的高度差，并根据所述管道段两端的管内压强差、高度差及管道段的长度计算得到流体每单位距离的水头损失；

根据场地情况得到输送距离及输送起点与终点的高度差，并根据流体每单位距离的水头损失计算得到输送中流体的总水头损失；

根据所述总水头损失及增压泵的扬程计算得到所需的增压泵的数量及增压泵设置的间距，并对应地对增压泵进行配置。

本发明的有益效果是，通过在输送管道上选取一段管道段进行液体输送摩擦水头损失的实际测量，通过对管道段两端的压强进行测量，从而获得实际数据来计算摩擦水头损失，这样水头损失的预估较理论值更贴近实际，能够更好地配置长距离流体输送机械。

本发明长距离流体输送机械配置方法的进一步改进在于，所述的根据所述总水头损失及增压泵的扬程计算得到所需的增压泵的数量具体包括以下步骤：

利用公式N＝P_总/ρgL计算得到输送管道上增压泵的数量N；

式中，P_总为流体的总水头压强损失，ρ为流体密度，g为重力加速度，L为增压泵的扬程

本发明长距离流体输送机械配置方法的进一步改进在于，所述的根据流体每单位距离的水头损失计算得到输送中流体的总水头损失具体包括以下步骤：

利用公式P_总＝(△P×D)±ρgh计算得到流体的总水头压强损失P_总；

式中，△P为流体每单位距离的水头压强损失，D为输送距离，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为输送起点与终点的高度差。

本发明长距离流体输送机械配置方法的进一步改进在于，所述的根据所述管道段两端的高度差、管内压强差及管道段的长度计算得到流体每单位距离的水头损失具体包括以下步骤：

利用公式△P＝(P₂-P₁)/L₀±ρgh₀计算得到流体每单位距离的水头压强损失△P；

式中，P₂-P₁为所述管道段两端的压强差，L₀为所述管道段的长度，ρ为流体密度，g为重力加速度，h₀为所述管道段两端的高度差。

本发明长距离流体输送机械配置方法的进一步改进在于，所述的测量所述管道段两端的径向压力，并计算得到所述管道段两端的管内压强差具体包括以下步骤：

测量获得输送管道的直径d；

测量所述管道段的初始端处的管内压力F₁，并利用公式P₁＝F₁/(L₀×d)计算得到所述管道段的初始端处的管内压强P₁；

测量所述管道段的末端处的管内压力F₂，并利用公式P₂＝F₂/(L₀×d)计算得到所述管道段的末端处的管内压强P₂，继而得到所述管道段两端的压强差P₂-P₁。

本发明长距离流体输送机械配置方法的进一步改进在于，所述的测量所述管道段的初始端处的管内压力F₁和测量所述管道段的末端处的管内压力F₂具体包括以下步骤：

提供卡环，所述卡环为开口环，于所述卡环位于开口处的两端对应固设第一连接件和第二连接件，并将所述开口环分别箍于所述管道段的初始端和末端；

提供可伸缩的弹性组件，用所述弹性组件连接所述第一连接件和第二连接件，在所述管道段内不通水时，绷直所述弹性组件，以使所述卡环紧密箍设于所述管道段，在所述管道段通水后，所述管道段受到水压力而沿径向方向胀开，进而带动所述弹性组件拉伸，测量所述弹性组件拉伸的长度，并将拉伸的长度与弹性组件的弹性系数相乘即可得到所述管道段初始端和末端的管内压力。

本发明长距离流体输送机械配置方法的进一步改进在于，所述弹性组件包括一测量杆和一弹簧，将所述弹簧的一端固定于测量杆的端部、另一端固定于所述第一连接件，在所述测量杆上开设螺纹，并于所述卡环的第二连接件上开设供所述测量杆穿过的通孔，将所述测量杆穿过通孔并螺合一测量杆螺母。

本发明长距离流体输送机械配置方法的进一步改进在于，还包括以下步骤：

提供导向杆，将所述导向杆固设于所述第一连接件，将所述导向杆置于开口处且平行于所述测量杆设置，在所述导向杆上开设螺纹，所述卡环的第二连接件上开设有供所述导向杆穿过的连接孔，将所述导向杆穿过对应的连接孔并螺合一导向杆螺母。

本发明长距离流体输送机械配置方法的进一步改进在于，还包括以下步骤：

提供一刻度尺，将所述刻度尺固设于所述第一连接件，并于所述第二连接件上对应所述刻度尺固设指针，使得所述弹簧处于自然状态时，所述指针指向所述刻度尺的零刻度。

附图说明

图1为本发明长距离流体输送机械配置方法的流程图。

图2为本发明长距离流体输送机械配置方法中测量管内压力的示意图。

图3为本发明长距离流体输送机械配置方法中卡环开口处的局部放大示意图。

图4为本发明长距离流体输送机械配置方法中第一连接件的结构示意图。

图5为本发明长距离流体输送机械配置方法中第二连接件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种长距离流体输送机械配置方法，可确定所需的增压泵数量，以避免增压泵设置过多资源浪费的问题。下面结合附图对本发明长距离流体输送机械配置方法进行说明。

如图1所示，本发明长距离流体输送机械配置方法包括以下步骤：

执行步骤S1:提供输送管道和增压泵，将输送管道和增压泵连接，并在输送管道上选取一定长度的且较为平直的管道段。较佳地，选取的管道段的长度L₀＝50m。

执行步骤S2：将所述管道段靠近流体源头的一端定义为初始端，将所述管道段远离流体源头的一端定义为末端。打开增压泵使流体流入所述管道段内，流体对管道段产生径向压力，此时测量所述管道段的初始端处的管内压强P₁和末端处的管内压强P₂，继而得到所述管道段两端的管内压强差P₂-P₁。

具体地，包括以下步骤：

先测量获得输送管道的直径d；

测量所述管道段的初始端处的管内压力F₁，并利用公式P₁＝F₁/(L₀×d)计算得到所述管道段的初始端处的管内压强P₁；

测量所述管道段的末端处的管内压力F₂，并利用公式P₂＝F₂/(L₀×d)计算得到所述管道段的末端处的管内压强P₂。

进一步地，测量所述管道段的初始端及末端处的管内压力的方法如下：

参阅图2至图5所示，提供一卡环10，卡环10为开口环，于卡环10位于开口处的两端对应固设第一连接件11和第二连接件12，并将开口环箍于管道；以及

提供一可伸缩的弹性组件，用弹性组件连接第一连接件11和第二连接件12，在输送管道内不通水时，绷直该弹性组件，以使卡环10紧密箍设于管道段的初始端或末端，在管道通水后，管道受到水压力而沿径向方向胀开，进而带动所述弹性组件拉伸，测量所述弹性组件拉伸的长度计算得到所述管道压力的数值。

所述弹性组件包括一测量杆21和一弹簧211，将弹簧211的一端固定于测量杆21的端部、另一端固定于第一连接件11，将测量杆21置于开口处且沿相切于卡环10的方向设置，在测量杆21上开设螺纹，并于卡环的第二连接件12上开设供测量杆21穿过的通孔210，将测量杆21穿过通孔210并螺合一测量杆螺母；

提供导向杆22，将导向杆22固设于第一连接件11，将导向杆22置于开口处且平行于测量杆21设置，在导向杆22上开设螺纹，卡环的第二连接件12上开设有供导向杆22穿过的连接孔220，将导向杆22穿过对应的连接孔220并螺合一导向杆螺母。较佳地，导向杆22的数量为两个或两个以上，且将导向杆22固设于第一连接件11时，将导向杆22沿管道的轴向方向分布。

在管道内不通水时，先将导向杆螺母拧紧使其抵靠于第二连接件12，确保卡环10紧密贴于管道的管壁，然后拧紧测量杆螺母使其抵靠于第二连接件12，同时确保弹簧211处于自然状态。在管道通水后，管道受到水压力而产生沿径向方向胀开的趋势，保持测量杆螺母不动而放松导向杆螺母，则弹簧211在管道环向压力的作用下拉伸。将导向杆螺母放松至卡环10即将脱离管道管壁的状态，此时即可测量出弹簧211拉伸的长度，将弹簧拉伸的长度与其弹簧系数相乘即可得到管内压力的数值。

在一较佳的实施方式中，还包括以下步骤：提供一刻度尺23，将刻度尺23固设于第一连接件11，并于第二连接件12上对应刻度尺23固设指针24，使得弹簧处于自然状态时，指针24指向刻度尺23的零刻度，则弹簧拉伸后，指针24所指向的刻度即为弹簧211拉伸的长度。

执行步骤S3：使用水准仪分别测量出所述管道段的初始端与末端的高度，继而计算得到管道段的初始端与末端的高度差h₀。

执行步骤S4：根据所述管道段两端的高度差、管内压强差及管道段的长度计算得到流体每单位距离的水头损失。具体包括以下步骤：

利用公式△P＝(P₂-P₁)/L₀±ρgh₀计算得到流体由于在管道内流动产生的摩擦阻力而导致的每单位距离的水头压强损失△P；

式中，P₂-P₁为所述管道段两端的压强差，L₀为所述管道段的长度，ρ为流体密度，g为重力加速度，h₀为所述管道段两端的高度差。若末端高于初始端，则公式为△P＝(P₂-P₁)/L₀-ρgh₀；若末端低于初始端，则公式为△P＝(P₂-P₁)/L₀+ρgh₀。

执行步骤S5：根据场地情况得到输送距离D和输送起点与终点的高度差h，并根据流体每单位距离的水头损失计算得到输送中流体的总水头损失。具体包括以下步骤：

利用公式P_总＝(△P×D)±ρgh计算得到流体的总水头压强损失P_总；

式中，△P为流体每单位距离的水头压强损失，D为输送距离，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为输送起点与终点的高度差。若终点高于起点，则公式为P_总＝(△P×D)+ρgh；若终点低于起点，则公式为P_总＝(△P×D)-ρgh。

执行步骤S6：根据所述总水头损失及增压泵的扬程计算得到所需的增压泵的数量具体包括以下步骤：

利用公式N＝P_总/ρgL计算得到输送管道上增压泵的数量N；

式中，P_总为流体的总水头压强损失，ρ为流体密度，g为重力加速度，L为增压泵的扬程。

执行步骤S7：计算得到增压泵设置的间距，并对应地对增压泵进行配置。

具体地，利用公式S＝D/N计算得到增压泵设置的间距S；式中，D为输送距离，N为增压泵的数量。

本发明长距离流体输送机械配置方法的有益效果为：

本发明通过在输送管道上选取一段管道段进行输送的模拟，并在模拟过程中对管道段两端的压强进行测量，从而获得实际数据来计算水头损失，这样水头损失的预估较理论值更贴近实际，能够更好地配置长距离流体输送机械。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。