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。

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。

 

 

 

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150^oC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