管道的设计计算——管径和管壁厚度(精)
更新时间:2023-09-07 09:10:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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管道的设计计算——管径和管壁厚度(精)
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 8.1821
??
? ??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
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 8.1821??? ??u q v =i d 8.1821
6252??? ??=121.8 mm 得出管路内径为121mm 。
管道的设计计算——管径和管壁厚度(精)
B.管壁厚度:管壁厚度δ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 δ=
[]c np
npd i +-?σ2 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δ>6mm 时,c ≈0.18δ;当δ≤6mm 时,c =1mm 。
当管子被弯曲时,管壁应适当增加厚度,可取
'δ=R
d 20δ
δ+ 式中,0d 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
例2: 算出例1中排气管路的厚度。管路材料为20#钢
公式 min δ=[]c np
npd i +-?σ2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 δ=[]c np
npd i +-?σ2=1321131212132+?-????=3.8 mm 管路厚度取4 mm
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