压缩空气管径的设计计算及壁厚

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：

=i d 8.1821

⎪⎭

⎫ ⎝⎛u q v 式中，i d 为管道内径（mm ）；v q 为气体容积流量（h m 3）；u 为管内气体平均流速（s m ），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

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 m 3/min 排气压力为3.0 MPa

已知H-6S 型空压机排气量为0.6 m 3/min 排气压力为3.0 MPa

4台空压机合计排气量v q ＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m 3/min ＝252 m 3/h

如上表所示u=6 m/s

带入上述公式=i d 8.1821⎪⎭⎫ ⎝⎛u q v =i d 8.1821

6252⎪⎭⎫ ⎝⎛=121.8 mm 得出管路内径为121mm 。

B.管壁厚度：管壁厚度δ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：

min δ=

[]c np

npd i +-ϕσ2 式中，p 为管内气体压力（MPa ）；n 为强度安全系数5.25.1～=n ，取[σ]为管材的许用应力（MPa ），常用管材许用应力值列于下表；ϕ为焊缝系数，无缝钢管ϕ=1，直缝焊接钢管ϕ=0.8；c 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δ＞6mm 时，c ≈0.18δ；当δ≤6mm 时，c =1mm 。

当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取

'δ=R

d 20δ

δ+ 式中，0d 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

例2： 算出例1中排气管路的厚度。管路材料为20#钢

公式 min δ=[]c np

npd i +-ϕσ2中 n=2 , p=3.0 MPa , i d =121 如上表20＃钢150o

C 时的许用应力为131，即σ＝131

ϕ＝1 , C =1 带入公式

min δ=[]c np npd i +-ϕσ2＝1321131212132+⨯-⨯⨯⨯⨯=3.8 mm 管路厚度取4 mm