压缩空气在管道中的流速之令狐文艳创作

压缩空气在管道中的流速

令狐文艳

在计算压空管道管径时，压缩空气在管道中的流速一般取多少比较合适？

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)0 o; b F7 S# h8 H 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

压缩空气管径的选择(2009-03-29 21:43:42)

1、平方单位上面压缩空气压力及速度的换算

公式：P=0.5ρV2

ρ---密度（压缩空气密度）

V2---速度平方

P--静压（作用于物体表面）

2、压缩空气流量、流速的计算

流量=管截面积X流速=0.002827X管径^2X流速(立方米/小时)^2：平方。管径单位：mm

流速可用柏努力方程;

Z+(V2/2g)+(P/r)=0

r=ρg

V2是V的平方 ,是流速

Z是高度.(水平流动为0)

ρ是空气密度.

g是重力加速度=9.81

P是压力(MPa)

3、压缩空气管路配管应注意的事项

(1) 主管路配管时，管路须有1°～2°的倾斜度，以利于管路中冷凝水的排出，如图1、图2所示。

(2) 配管管路的压力降不得超过空压机使用压力的5%，故配管时最好选用比设计值大的管路，其计算公式如下：

管径计算d＝ mm＝ mm

其中Q压－压缩空气在管道内流量m3/min

V－压缩空气在管道内的流速m/s

Q自－空压机铭牌标量m3/min

p排绝－空压机排气绝压bar（等于空压机排气压力加1大气压）

(3) 支线管路必须从主管路的顶端接出，以避免主管路中的凝结水下流至工作机械中或者回流至空压机中。

(4) 管路不要任意缩小或放大，管路需使用渐缩管，若没有使用渐缩管，在接头处会有扰流产生，产生扰流则会导致大的压力降，同时对管路的寿命也有不利影响。

(5) 空压机之后如果有储气罐及干燥机等净化缓冲设备，理想的配管顺序应是空压机＋储气罐＋干燥机。储气罐可将部分的冷凝水滤除，同时也有降低气体温度的功能。将较低温度且含水量较少的压缩空气再导入干燥机，则可减轻干燥机负荷。

(6) 若空气使用量很大且时间很短，最好另加装一储气罐做为缓冲之用，这样可以减少空压机加泄载次数，对空压机使用寿命有很大的益处。

(7) 管路中尽量减少使用弯头及各种阀类。

(8) 理想的配管是主管线环绕整个厂房，这样可以在任何位置均可以获得双方向的压缩空气。如在某支线用气量突然大增时，可以减少压降。除此之外，在环状主管线上应配置适当的阀组，以利于检修时切断之用。

(9) 多台空压机空气输出管道并联联网时，空压机输出端无须加装止回阀。