空压_管道的设计计算——管径和管壁厚度.doc

管道的设计计算——管径和管壁厚度 空压机是通过管路、阀门等和其它设备构成一个完整的系统。管道的设计计算和安装不当，将会影响整个系统的经济性及工作的可靠性，甚至会带来严重的破坏性事故。 A.管内径：管道内径可按预先选取的气体流速由下式求得： 式中，为管道内径（）；为气体容积流量（）；为管内气体平均流速（），下表中给出压缩空气的平均流速取值范围。 管内平均流速推荐值 气体介质 压力范围(Mpa) 平均流速（m/s） 空 气 0.3～0.6 10～20 0.6～1.0 10～15 1.0～2.0 8～12 2.0～3.0 3～6 注：上表内推荐值，为输气主管路（或主干管）内压缩空气流速推荐值；对于长度在1m内的管路或管路附件——冷却器、净化设备、压力容器等的进出口处，有安装尺寸的限制，可适当提高瞬间气体流速。 例1：2台WJF-1.5/30及2台H-6S型空压机共同使用一根排气管路，计算此排气管路内径。 已知WJF-1.5/30型空压机排气量为1.5 m3/min 排气压力为3.0 MPa 已知H-6S型空压机排气量为0.6 m3/min 排气压力为3.0 MPa 4台空压机合计排气量＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m3/min＝252 m3/h 如上表所示u=6 m/s 带入上述公式 =121.8 得出管路内径为121。 B.管壁厚度：管壁厚度取决于管道内气体压力。 a.低压管道，可采用碳钢、合金钢焊接钢管；中压管道，通常采用碳钢、合金钢无缝钢管。其壁厚可近似按薄壁圆筒公式计算： = 　　　 式中，为管内气体压力（MPa）；为强度安全系数，取[σ]为管材的许用应力（MPa），常用管材许用应力值列于下表；为焊缝系数，无缝钢管=1，直缝焊接钢管=0.8；为附加壁厚（包括：壁厚偏差、腐蚀裕度、加工减薄量），为简便起见，通常当＞6mm时，≈0.18；当≤6mm时， =1mm。 当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取 =　　　　　　　　　　　　　　 式中，为管道外径；为管道弯曲半径。 b.高压管道的壁厚，应查阅相关专业资料进行计算，在此不做叙述。 常用管材许用应力 钢 号 壁 厚 （mm） 不同温度下需用应力值 （MPa） ≤20oC 100oC 150oC 10 ≤10 113 113 109 20 133 133 131 Ocr18Ni9Ti 140 140 140 1cr18Ni9Ti 140 140 140 注：管路输气压力在1.5MPa以上时，管路材料推荐采用20#钢。 例2： 算出例1中排气管路的厚度。管路材料为20#钢 公式 =中 n=2 , p=3.0 MPa , =121 如上表20＃钢150oC时的许用应力为131，即σ＝131 ＝1 , C =1 带入公式 =＝=3.8 mm 管路厚度取4 mm 、 空压管道管径选择表 空压管道管径选择表 镀锌钢管管径 用气量 1/2＂ 11CFM 3/4＂ 21CFM 1＂ 35CFM 1-1/4＂ 70CFM 1-1/2＂ 110CFM 2＂ 250CFM 2-1/2＂ 425CFM 3＂ 700CFM 4＂ 1100CFM 5＂ 2100CFM 6＂ 3200CFM 8＂ 4200CFM 1CFM=1.699CMH