管径计算公式

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

.182

1

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

气体介质

压力范围

p

(Mpa) 平均流速u （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 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

.182

1

u

q v i

d

8

.182

1

6

252=121.8

mm

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：

min

=

c np

npd i

2

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；

为焊缝系数，无缝钢管=1，直缝焊接钢管

=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＞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

'

=

R

d 20式中，

d

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

钢

号

壁厚

（mm ）

不同温度下需用应力值

（MPa ）

≤20o

C

100o

C 150o

C

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

min

=

c np

npd i

2

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 ＝1 , C =1

带入公式

min

=

c np

npd i

2

＝

13

2

1

131

2

12132=3.8 mm

管路厚度取 4 mm