空压管道的设计计算——管径和管壁厚度.doc

空压 管道的设计计算——管径和管壁厚度 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: 12q,,v18.8 d,,,iu,, 3mm式中，为管道内径();为气体容积流量();为管内气体平均流速()，下dqmmuivsh 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 压力范围(Mpa) p气体介质 平均流速(m/s) u 0.3,0.6 10,20 0.6,1.0 10,15 空 气 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。 3已知WJF-1.5/30型空压机排气量为1.5 m/min 排气压力为3.0 MPa 3已知H-6S型空压机排气量为0.6 m/min 排气压力为3.0 MPa 334台空压机合计排气量,1.5×2+0.6×2,4.2 m/min,252 m/h qv 如上表所示u=6 m/s 1122q252,,,,v18.818.8带入上述公式d, d,=121.8 mm ,,,,iiu6,,,, mm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: npdi = ,，cmin,,2,,,np n,1.5,2.5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)，pn ,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,,c ,,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;c,当?6mm时， =1mm。 c 当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取 d0',，, = ,2R 式中，为管道外径;为管道弯曲半径。 dR0 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 不同温度下需用应力值 (MPa) ,,,壁 厚 钢 号 ooo,(mm) ?20C 100C 150C 10 113 113 109 20 133 133 131 ?10 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 npdid 公式 ,=中 n=2 , p=3.0 MPa , =121 ，cimin,,2,,,np o 如上表20,钢150C时的许用应力为131，即σ,131 , ,1 , C =1 带入公式 npd2，3，121i，1, =,=3.8 mm ，cmin2，131，1,2，3,,2,,,np