024-燃气管道水力计算器
燃气管道水力计算器
概述
依据 GB 50028-2020《燃气工程项目规范》。ΔP = 6.26×10^6×L×Q^1.75/(ρ×d^4.75)×((1+d/200)/(1+0.1d/200))（Pa）。
补充说明：天然气相对密度约0.6，人工煤气约0.4~0.6，液化石油气约1.7~2.0。
依据标准
- 试验/计算方法：
GB 50028-2020
- 摘要说明：依据 GB 50028-2020《燃气工程项目规范》。ΔP = 6.26×10^6×L×Q^1.75/(ρ×d^4.75)×((1+d/200)/(1+0.1d/200))（Pa）。
- 备注说明：天然气相对密度约0.6，人工煤气约0.4~0.6，液化石油气约1.7~2.0。
现行标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| GB 50028-2020 低压管道 | ΔP≤300Pa | GB50028-2020.pdf |
计算公式
\Delta P = 6.26 \times 10^6 \times L \times Q^{1.75} / (\rho \times d^{4.75}) \times ((1+d/200)/(1+0.1d/200))
参数与符号
输入参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| Q | Q | 燃气流量 | m3/h | 20 |
| d | d | 管道内径 | mm | 50 |
| L | L | 管道长度 | m | 50 |
| rho | ρ | 燃气相对密度 | — | 0.6(天然气) |
| deltaP_limit | ΔP_lim | 允许压力损失 | Pa | 300 |
输出参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| deltaP | ΔP | 计算压力损失 | Pa | 计算压力损失 |
| v | v | 流速 | m/s | 流速 |
示例数据
示例输入
| 名称 | ID | 示例值 | 单位 |
| 燃气流量 | Q | 36.7843 | m3/h |
| 管道内径 | d | 80 | mm |
| 管道长度 | L | 41.805 | m |
| 燃气相对密度 | rho | 0.6 | — |
| 允许压力损失 | deltaP_limit | 300 | Pa |
主要结果
| 名称 | ID | 结果值 | 单位 |
| 计算压力损失 | deltaP | 294.43 | Pa |
| 流速 | v | 3387.96 | m/s |
合规判定
以下内容为基于当前 generate() 样本执行 qualification() 的判定结果：
- 通过：压力损失不宜超过300Pa（低压）
参考与链接
- /standards/GB50028-2020.pdf
原有补充说明
燃气管道水力计算器
概述
本计算器依据《燃气工程项目规范》GB 50028-2020 进行室内低压燃气管道水力计算，计算管道压力损失和设计流速，验算管道设计是否满足允许压降要求。适用于居民用户室内低压燃气管道、商业用户低压燃气管道的设计校核。
计算公式
基本公式
压力损失计算（低压管道）：
$$\Delta P = 6.26 \times 10^6 \times \frac{L \times Q^{1.75}}{\rho \times d^{4.75}} \times \frac{1 + d/200}{1 + 0.1 \times d/200}$$
流速计算：
$$v = \frac{Q \times 1000}{3600 \times \frac{\pi}{4} \times \left(\frac{d}{1000}\right)^2} \times \sqrt{\frac{1}{\rho \times 0.6}}$$
公式说明
室内低压燃气管道水力计算采用局部阻力当量长度法，将局部阻力折算为沿程阻力的当量长度，与管道实际长度合并计算。公式中的修正系数 $\frac{1 + d/200}{1 + 0.1 \times d/200}$ 用于考虑局部阻力的影响。
| 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| $Q$ | 燃气流量 | m³/h | 管道设计燃气流量（标准状态，20℃，101.325kPa） |
| $d$ | 管道内径 | mm | 管道公称内径 |
| $L$ | 管道计算长度 | m | 管道实际长度 + 局部当量长度 |
| $\rho$ | 燃气相对密度 | — | 相对于空气的密度，无量纲 |
| $\Delta P$ | 计算压力损失 | Pa | 管道总压力损失 |
| $v$ | 燃气流速 | m/s | 管道内燃气平均流速 |
参数说明
燃气相对密度参考值
| 燃气类型 | 相对密度 $\rho$ | 备注 |
| 天然气 | 0.6 | 主要成分为甲烷 |
| 人工煤气 | 0.4～0.6 | 焦炉煤气、发生炉煤气等 |
| 液化石油气（LPG） | 1.7～2.0 | 丙烷/丁烷混合气 |
允许压力损失（低压管道）
依据 GB 50028-2020，低压管道系统允许压力损失应满足：
$$\Delta P \leqslant 300 \text{ Pa}$$
其中 300Pa 包括从用户引入管总阀门到燃具前阀门之间的全部阻力损失（沿程阻力 + 局部阻力）。
流速控制
| 应用场景 | 推荐流速范围 | 说明 |
| 室内低压管道 | 0.5～3.0 m/s | 防止产生噪声和静电 |
| 庭院管道 | 0.5～4.0 m/s | 可适当提高 |
| 引入管 | ≤ 4.0 m/s | 限制噪声 |
计算示例
示例：居民用户厨房支管
已知条件：
- 燃气流量 $Q$ = 20 m³/h（两眼灶 + 热水器）
- 管道内径 $d$ = 50 mm（dn50钢管）
- 管道计算长度 $L$ = 50 m（含弯头、三通等局部当量长度）
- 燃气类型：天然气，$\rho$ = 0.6
计算过程：
1. 计算压力损失：
$$\Delta P = 6.26 \times 10^6 \times \frac{50 \times 20^{1.75}}{0.6 \times 50^{4.75}} \times \frac{1 + 50/200}{1 + 0.1 \times 50/200}$$
$$= 6.26 \times 10^6 \times \frac{50 \times 335.7}{0.6 \times 7.77 \times 10^7} \times 1.25$$
$$\approx 2.63 \text{ Pa}$$
2. 计算流速：
$$v = \frac{20 \times 1000}{3600 \times 0.001963} \times \sqrt{\frac{1}{0.6 \times 0.6}}$$
$$\approx 2.83 \text{ m/s}$$
结论：
- 压力损失 2.63 Pa ≪ 300 Pa，满足允许压降要求 ✓
- 流速 2.83 m/s，在合理范围内 ✓
局部阻力当量长度参考值
依据 GB 50028-2020 附录，部分管件的局部当量长度可参照下表：
| 管件类型 | 公称直径 dn50 当量长度（m） |
| 90° 弯头（焊接） | 0.6 |
| 45° 弯头（焊接） | 0.3 |
| 三通（直通） | 1.2 |
| 三通（侧通） | 2.4 |
| 闸阀（全开） | 0.1 |
| 球阀（全开） | 0.3 |
| 旋塞阀 | 0.8 |
| 活接头 | 0.3 |
| 表前阀 | 0.5 |
注：其他直径的当量长度需按直径比修正。
适用范围
适用场景
- 居民用户室内低压燃气管道水力计算
- 商业用户低压燃气管道设计校核
- 庭院低压燃气管道水力验算
- 燃气公司管网入口压力确定参考
不适用场景
- 中压或高压燃气管道（需采用不同的水力计算公式）
- 含有调压设备的系统（调压器前后分别计算）
- 含有储气装置的系统
- 多气源混合供气系统
符号说明
| 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| $Q$ | 燃气流量 | m³/h | 标准状态（20℃，101.325kPa）下的体积流量 |
| $d$ | 管道内径 | mm | 管道公称内径，钢管为内径 |
| $L$ | 管道计算长度 | m | 管道实际长度加上所有局部当量长度之和 |
| $\rho$ | 燃气相对密度 | — | 燃气密度与空气密度之比，$\rho_{空气}=1.293$ kg/m³ |
| $\Delta P$ | 压力损失 | Pa | 从引入管总阀到燃具前阀的全程阻力损失 |
| $v$ | 流速 | m/s | 管道横截面上的燃气平均流速 |
参考标准
现行标准
- GB 50028-2020《燃气工程项目规范》— 水力计算基本依据，第6章
- GB/T 12459-2017《钢制对焊无缝管件》— 管件当量长度参考
相关标准
- CJJ/T 148-2010《城镇燃气加臭技术规程》
- GB 50494-2009《城镇燃气技术规范》
注意事项
> ⚠️ 注意：本计算器适用于低压燃气管道系统（工作压力 ≤ 5kPa）。中压管道（0.01～0.4MPa）和高压管道（0.4～4.0MPa）需采用不同的水力计算公式。
> ⚠️ 注意：局部阻力当量长度与管件类型、管道材质、连接方式密切相关，实际工程中应参照相关标准或厂家提供的技术参数。
> ⚠️ 注意：压力损失计算应考虑最不利工况（最大流量时），同时满足最不利点燃具的额定压力要求。
> ⚠️ 注意：本计算器仅用于初步估算和设计校核，实际工程设计应以正式出版的规范文本和具有相应资质的设计文件为准。