压缩空气管道的设计计算

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：

di qv= u18.8

3m式中，di为管道内径（mm）；qv为气体容积流量（）；u为管内气体平均流速（m），下hsqv di18.8u212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

压力范围p(Mpa) 平均流速u（m/s） 0.3～0.6 10～20 0.6～1.0 10～15 空 气 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

气体介质 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qv＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m3/min＝252 m3/h 如上表所示u=6 m/s

qv22522带入上述公式di18.8 di18.8=121.8 mm

u611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：

npdic

2npn为强度安全系数n1.5～2.5，式中，p为管内气体压力（MPa）；取[σ]为管材的许用应力（MPa），

min=

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

d0 2R式中，d0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

不同温度下需用应力值 （MPa） ≤20oC 100oC 150oC 10 113 113 109 20 133 133 131 ≤10 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。 钢 号 壁 厚 （mm）

例2： 算出例1中排气管路的厚度。管路材料为20#钢

npdic中 n=2 , p=3.0 MPa , di=121 公式 min=

2np 如上表20＃钢150oC时的许用应力为131，即σ＝131 ＝1 , C =1 带入公式 min=

npdi23121c＝1=3.8 mm

2np2131123 管路厚度取4 mm