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
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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
气体介质
压力范围
(Mpa)
平均流速
（m/s）
空 气
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
＝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
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=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。
常用管材许用应力
钢 号
壁 厚
（mm）
不同温度下需用应力值
（MPa）
≤20oC
100oC
150oC
10
≤10
113
113
109
20
133
133
131
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。
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150oC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
浙公网安备 33021202002483