压缩空气管道的设计计算

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：

?di? qv= u??18.8??

??3式中，di为管道内径（mm）；qv为气体容积流量（m）；u为管内气体平均流速（m），下

hs?qv di?18.8??u?????212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p(Mpa) 平均流速u（m/s） 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

气体介质 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qv＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m3/min＝252 m3/h 如上表所示u=6 m/s ?qv?2?252?2带入上述公式di?18.8?? di?18.8??=121.8 mm ?6??u?11得出管路内径为121mm。 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?c

2?????np式中，p为管内气体压力（MPa）；n为强度安全系数n?1.5～2.5，取[σ]为管材的许用应力（MPa），

?min=

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；c为附加壁

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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，c≈0.18?；

当?≤6mm时，c =1mm。

当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取

d0 2R式中，d0为管道外径；R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 不同温度下需用应力值??? （MPa） 壁 厚 ?（mm） ≤20oC 100oC 150oC 113 113 109 133 133 131 ≤10 140 140 140 140 140 140 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 npdi?c中 n=2 , p=3.0 MPa , di=121 公式 ?min=2?????np 如上表20＃钢150oC时的许用应力为131，即σ＝131 ?＝1 , C =1 带入公式 ?min=npdi2?3?121?c＝?1=3.8 mm 2?????np2?131?1?2?3钢 号 10 20 Ocr18Ni9Ti 1cr18Ni9Ti 管路厚度取4 mm 来源于网络