压缩空气密度

*欧阳光明*创编2021.03.07

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压缩空气在管道中的流速

欧阳光明（2021.03.07）

在计算压空管道管径时，压缩空气在管道中的流速一般取多少比较

合适？

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。

管内平均流速推荐值

气体介质压力范围(Mpa)0o;bF7S#h8H

平均流速（m/s）

空气0.3～0.610～20

0.6～1.010～15

1.0～2.08～12

2.0～3.03～6

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

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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1.5m3/min排气压力为3.0MPa

已知H-6S型空压机排气量为0.6m3/min排气压力为3.0MPa

4台空压机合计排气量＝1.5×2+0.6×2＝4.2m3/min＝252m3/h

如上表所示u=6m/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。

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常用管材许用应力

钢号壁厚（mm）不同温度下需用应力值（MPa）

≤20oC100oC150oC

10≤1

2

Ocr18Ni9Ti140140140

1cr18Ni9Ti140140140

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=3.0MPa,=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

=＝=3.8mm

管路厚度取4mm

压缩空气管径的选择(2009-03-2921:43:42)

1、平方单位上面压缩空气压力及速度的换算

公式：P=0.5ρV2

ρ---密度（压缩空气密度）

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V2---速度平方

P--静压（作用于物体表面）

2、压缩空气流量、流速的计算

流量=管截面积X流速=0.002827X管径^2X流速(立方米/小时)^2：

平方。管径单位：mm

流速可用柏努力方程;

Z+(V2/2g)+(P/r)=0

r=ρg

V2是V的平方,是流速

Z是高度.(水平流动为0)

ρ是空气密度.

g是重力加速度=9.81

P是压力(MPa)

3、压缩空气管路配管应注意的事项

(1)主管路配管时，管路须有1°～2°的倾斜度，以利于管路中冷

凝水的排出，如图1、图2所示。

(2)配管管路的压力降不得超过空压机使用压力的5%，故配管时最

好选用比设计值大的管路，其计算公式如下：

管径计算d＝mm＝mm

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其中Q压－压缩空气在管道内流量m3/min

V－压缩空气在管道内的流速m/s

Q自－空压机铭牌标量m3/min

p排绝－空压机排气绝压bar（等于空压机排气压力加1大气压）

(3)支线管路必须从主管路的顶端接出，以避免主管路中的凝结水

下流至工作机械中或者回流至空压机中。

(4)管路不要任意缩小或放大，管路需使用渐缩管，若没有使用渐

缩管，在接头处会有扰流产生，产生扰流则会导致大的压力降，同

时对管路的寿命也有不利影响。

(5)空压机之后如果有储气罐及干燥机等净化缓冲设备，理想的配

管顺序应是空压机＋储气罐＋干燥机。储气罐可将部分的冷凝水滤

除，同时也有降低气体温度的功能。将较低温度且含水量较少的压

缩空气再导入干燥机，则可减轻干燥机负荷。

(6)若空气使用量很大且时间很短，最好另加装一储气罐做为缓冲

之用，这样可以减少空压机加泄载次数，对空压机使用寿命有很大

的益处。

(7)管路中尽量减少使用弯头及各种阀类。

(8)理想的配管是主管线环绕整个厂房，这样可以在任何位置均可

以获得双方向的压缩空气。如在某支线用气量突然大增时，可以减

少压降。除此之外，在环状主管线上应配置适当的阀组，以利于检

修时切断之用。

(9)多台空压机空气输出管道并联联网时，空压机输出端无须加装

止回阀。