管道的設(shè)計計算——管徑和管壁厚度

   空壓機(jī)是通過管路、閥門等和其它設(shè)備構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。管道的設(shè)計計算和安裝不當(dāng)，將會影響整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及工作的可靠性，甚至?xí)韲?yán)重的破壞性事故。

A.管內(nèi)徑：管道內(nèi)徑可按預(yù)先選取的氣體流速由下式求得：

                                            

式中， 為管道內(nèi)徑（ ）； 為氣體容積流量（ ）； 為管內(nèi)氣體平均流速（ ），下表中給出壓縮空氣的平均流速取值范圍。

例1：2臺WJF-1.5/30及2臺H-6S型空壓機(jī)共同使用一根排氣管路，計算此排氣管路內(nèi)徑。

已知WJF-1.5/30型空壓機(jī)排氣量為1.5 m³/min  排氣壓力為3.0 MPa

已知H-6S型空壓機(jī)排氣量為0.6 m³/min  排氣壓力為3.0 MPa

4臺空壓機(jī)合計排氣量 ＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m³/min＝252 m³/h

如上表所示u=6 m/s

帶入上述公式     =121.8

得出管路內(nèi)徑為121 。

 

 

 

 

B.管壁厚度：管壁厚度 取決于管道內(nèi)氣體壓力。

  a.低壓管道，可采用碳鋼、合金鋼焊接鋼管；中壓管道，通常采用碳鋼、合金鋼無縫鋼管。其壁厚可近似按薄壁圓筒公式計算：

                        =                　　　

式中， 為管內(nèi)氣體壓力（MPa）； 為強(qiáng)度安全系數(shù) ，取[σ]為管材的許用應(yīng)力（MPa），常用管材許用應(yīng)力值列于下表； 為焊縫系數(shù)，無縫鋼管 =1，直縫焊接鋼管 =0.8； 為附加壁厚（包括：壁厚偏差、腐蝕裕度、加工減薄量），為簡便起見，通常當(dāng) ＞6mm時， ≈0.18 ；當(dāng) ≤6mm時，  =1mm。

當(dāng)管子被彎曲時，管壁應(yīng)適當(dāng)增加厚度，可取

                         = 　　　　　　　　　　　　　　

式中， 為管道外徑； 為管道彎曲半徑。

b.高壓管道的壁厚，應(yīng)查閱相關(guān)專業(yè)資料進(jìn)行計算，在此不做敘述。

 

 

 

例2： 算出例1中排氣管路的厚度。管路材料為20#鋼

 

       公式 = 中   n=2 ,   p=3.0 MPa , =121

       如上表20＃鋼150^oC時的許用應(yīng)力為131，即σ＝131

       ＝1  , C =1 帶入公式

       = ＝ =3.8 mm

       管路厚度取4 mm