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空壓機(jī)是通過(guò)管路、閥門(mén)等和其它用氣設(shè)備構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。管道的設(shè)計(jì)計(jì)算和安裝不當(dāng),將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及工作的可靠性,甚至?xí)?lái)嚴(yán)重的破壞性事故。
一、管道內(nèi)徑計(jì)算:管道內(nèi)徑可按預(yù)先選取的空氣流速由下式求得:
下表給出壓縮空氣的平均流速取值范圍。
管內(nèi)平均流速推薦表
氣體 | 壓力范圍p(MPa) | 平均流速μ(m/s) |
空氣 | 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:上表內(nèi)推薦值,為輸氣主管道(或主干道)內(nèi)壓縮空氣流速推薦值:對(duì)于長(zhǎng)度在1m內(nèi)的管路或附件——冷卻器、凈化設(shè)備、壓力容器等的進(jìn)出口處,有安裝尺寸的限制,可適當(dāng)提高瞬間空氣流速。
例1.2臺(tái)WJF-1.5/30及2臺(tái)H-6S型空壓機(jī)共同使用一根排氣管路,計(jì)算此排氣管路內(nèi)徑。
已知:WJF-1.5/30型空壓機(jī)空氣容積流量為1.5m3/min,排氣壓力為3.0MPa。
已知:H-6S型空壓機(jī)空氣容積流量為0.6m3/min,排氣壓力為3.0MPa。
二、管壁厚度計(jì)算:管壁厚度δ取決于管道內(nèi)空氣壓力。
1.低壓管道:可采用碳鋼、合金鋼焊接管;中壓管道通常采用碳鋼、合金無(wú)縫鋼管。其壁厚可近似按薄壁圓筒公式計(jì)算:
常用管材許用應(yīng)力值列于下表:ψ為焊縫系數(shù),無(wú)縫鋼管ψ=1,直縫焊接鋼管ψ=0.8,C為附加壁厚(包括:壁厚偏差、腐蝕裕度、加工減薄量)。為簡(jiǎn)便起見(jiàn),通常當(dāng)δ>6mm時(shí),C=0.18δ;當(dāng)δ≤6mm時(shí),C=1mm。
當(dāng)管子被彎曲時(shí),管壁應(yīng)適當(dāng)增加厚度,可取:
2.高壓管道的壁厚,應(yīng)查閱相關(guān)專(zhuān)業(yè)資料進(jìn)行計(jì)算,在此不做敘述。
常用管材許用應(yīng)力
鋼號(hào) | 壁厚δ(mm) | 不同溫度下許用應(yīng)力[σ](MPa) | ||
≤20℃ | 100℃ | 150℃ | ||
10 | ≤10 | 113 | 113 | 109 |
20 | 133 | 133 | 131 | |
0Cr18Ni9Ti | 140 | 140 | 140 | |
1Cr18Ni9Ti | 140 | 140 | 140 |
注:管路輸氣壓力在1.5MPa以上時(shí),管路材料推薦采用20#鋼。
例2.算出例1中排氣管的厚度,管路材料為20#鋼。
如上表20#鋼150℃時(shí)的許用應(yīng)力為[σ]=131Ma,ψ=1,C=1帶入公式: