气动系统压力流量气管壁厚用气量计算.docx

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1气动系统有关计算......................................
1

试验用肚量计算..................................
1

充气压力计算.....................................
2

管径及管路数目计算..............................
3
依据流量计计算管径及管路数目.............
3
依据减压阀计算管径及管路数目.............
6
管径及管路数确立...........................
7

气管壁厚计算.....................................
8

理论充气时间和一次试验用肚量核算..............
9
1气动系统有关计算

依据系统要求,最大气流量需求发生于:
(标准大
气压下的气体体积)时,
30s,
并能保证持续不少于10s。
依据公式P1V1=P2V2
(1)
求得单位最小流量:Vmin-=(()×(+)
/30)+=
;
(管路长度取20m)。
(标准大气压),
而系统输入压力最大为16MPa,所以气源知足系统流量要求。后文中按照
。
质量流量(Kg/h)=体积流量×密度,20℃时,标准大气压下气体密
,即质量流量=××3600=13014kg/h。

,因为系统要求的漏肚量较大,。,,充气压力为P:
P=×=。
。

依据流量计计算管径及管路数目
流量计一般都有量程限制,假如流量过大,就一定将总肚量分几路进行输送,以保证单路的输送流量切合流量计量程,依据流量计的量程计算分路数。
表4流量计计算参数表
流体质量流量Q
13014
质量流量(kg/h)=体积流量
kg/h
(Nm3/h)*密度(kg/m3)
气体常数R

kJ/(mol
流体分子量M
29
空气分子量29
g/mol
阀前流体的密

ρ=PM/RT
kg/m3
阀后流体的密

ρ=PM/RT
kg/m3
假定管路分为一、二、三、四、五路分别计算每路的质量流量及体
积流量(体积流量=质量流量/减压阀出口密度ρ)。
表5流量计计算参数表
分路数单路质量流量单路体积流量
113014kg/
26507kg/
34338kg/
43253kg/
52603kg/
再依据体积流量选择流量计,选型表如表6。
表6流量计型号参数表
流量计口径气体流量量程
-38m3/h
20mm4-50m3/h
-110m3/h
3
32mm16-150m/h
40mm27-205m3/h
50mm35-380m3/h
65mm65-680m3/h
若分为1路气,单路体积流量



,仪表口径需选择

65mm,
口径太大,不切合精准调理要求。
若分为2路气,单路体积流量



,仪表口径需选择

50mm,
口径大,不切合精准调理要求。
若分为3路气,,仪表口径需选择32mm,
分录数适合,但口径略大,用电磁阀做流量精准控制稍显困难。
若分为4路气,

,仪表口径需选择

25mm,
分录数适合,且适合进行流量精准控制。
若分为5路气,,仪表口径需选择25mm,分
路数太多,使系统更复杂。
综合考虑,气管分为四路,选择
LUGB-DN25涡街流量计,
程>,知足使用要求。

DN25流量计,流量计型号为,-110m3/h,最大量
依据减压阀计算管径及管路数目
流体经过减压阀节流排出的流量与流体的性质和状态有关,也与阀
后、阀前的压力比值有关,但当阀后、阀前压力比值达到临界压力比σx
时,流量不再与出口压力有关。减压阀的理论流量公式以下:
2)
3)
一般气体临界压力比σx=[2/(1+k)][k/(k-1)],,
求得σx=。
表7减压阀核算参数表
阀前压力P1
160
16MPa=160kgf/cm2
kgf/cm
阀后压力P2
27
=27kgf/cm2
kgf/cm
流体温度T
293
T=摄氏温度(20)+273
K
流体质量流
13014
质量流量(kg/h
)
kg/h
量Q
气体常数R

kJ/(mo
流体分子量M
29
空气分子量29
g/mol
阀前流体的

ρ=PM/RT
kg/m3
阀后流体的

ρ=PM/RT
kg/m3
阀前流体的

ν=1/ρ1
m3/kg
流量系数C

(~
之间)
减压阀的理论流量公式以下:
因为P2/P1=27/160=<σx,通过公式(2)得理论质量流量
G=/(cm2*h)
实质质量流量q=流量系数C×理论质量流量G
q=×=/(cm2*h)
依据流量计的选型将气路分为四路气管,每一路的质量流量Q1/4
Q1/4=Q/4=13014/4=
阀孔面积f=流体质量流量Q1/4/实质质量流量
q==

2
孔径dmin=(阀孔面积f*4/π)^==
即分四路管路后,。
管径及管路数确立
依据流量计的选型计算,四路管路为DN25知足使用要求,25mm口径
大于减压阀要求的最小值,也切合减压阀要求。
流量计型号为LUGB-DN25涡街流量计,,量程为
-110m3/h,最大量程>,知足使用要求。
减压阀也选择DN25。对减压阀进行选型,选用减压阀型号为
YK43X-25-16,该减压阀通径为DN25,,出口压力调整
-(MPa)
。
四路气管每一路的质量流量为13014/4=

Q1/4=/
减压阀出口密度ρ
=

Q1/4=/
减压阀出口密度ρ
==
。
*4=
。

选用304(0cr18Ni9Ti)
不锈钢无缝钢管作为气管路,其许用应力为
205MPa(屈服强度),依据计算公式计算通气源管路的壁厚min。
min
npdi
c
2[]
壁厚
np
式
中,p为管内气体压力(MPa);~;为
焊缝系
数,无缝钢管=1,直缝焊接钢管=;c为附带壁厚(包括:壁厚
偏差、
腐化裕度、加工减薄量),为简易起见,往常当
>6mm时,c≈
×
mm;当≤6mm时,c=1mm。
求得16MPa气源处通径25mm气管壁厚应大于
min
同理求得减压阀后通径25mm气管壁厚应大于min
综上所述,,。

计算充气时间和用肚量:
Q腔体充肚量=Q进肚量-Q漏肚量=3-=(标准大气压)
V腔内空气体积=(+)×=(标准大气压)
==
;
(管路长度取20m)。
一次试验的最大肚量:
Vmax=3×+×10=(标准大气压)
依据上述计算可知,管通径选用是适合的,因为充气时间较短,可能实质漏肚量较小,所以要在此中一个管路上设置节流阀,在实质使用时,,封闭其它三路,只开启这一路进行补充漏肚量,以提升控制精度和丈量精度。