管路内径计算及校核

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1、管路的力学计算以及校核1确定管路内径d：1.1以氢气为例，已知总温T=300K，氢气的流量分为五等，分别为（0.452，0.322857143，0.251111111，0.205454545，0.173846154）g/S，不同流量下三个压力大小如下：（P0为减压器前压力，P1为减压器后压力，P2为音速喷嘴后压力）qhm/g/sP0MpaP1MpaP2Mpa0.452151.82870.12620.322857143151.30620.11380.251111111151.01590.10890.205454545150.83120.10640.1738461

2、54150.70330.1049结合试验经验暂取d=6mm，并进行校核。在不同压力下，对氢气的速度有限制。根据公式PV=RT，q=ρvA可以得到v=qRT/（PA）,在不同压力时，取最大流量得到最大速度。参考下图即可得到不同压力下的最大速度，比较可以知道初始内径是否合格。P0P1P10.452g/s15MPa1.8287MPa0.1261MPa最大速度m/s1.3290951510.9019671158.100137限制速度m/s1015按压降确定0.3229g/s15MPa1.3062MPa0.1138MPa最大速度m/s0.949479710.903533

3、5125.1511029限制速度m/s1015按压降确定0.2511g/s15MPa1.0159MPa0.1088MPa最大速度m/s0.7383535210.9019617101.795063限制速度m/s1015按压降确定0.2055g/s15MPa0.8312MPa0.10637MPa最大速度m/s0.6042678210.904736985.21215822限制速度m/s1015按压降确定0.1738g/s15MPa0.7033MPa0.10493MPa最大速度m/s0.5110547310.89978873.05652275限制速度m/s1015按压

4、降确定综上可知，各条件下氢气管道内氢气速度均小于最大允许速度，故氢气管道内径取6mm合理。1.2.同理取氧气管道内径初选6mm，不同流量下氧气的主要部分的压力如下表：qom/g/sP0MpaP1MpaP2Mpa1.808150.98870.10601.937142857151.05930.10672.008888889151.09860.10712.054545455151.12360.107312.086153846151.14080.10754由上图可知不同压力下的最大流速限制，并得到下表：qom/g/sP0P1P11.80815MPpa0.9887MPp

5、a0.106MPpa最大速度m/s0.332274245.04107777947.01993962限制速度m/s410201.937115MPpa1.0593MPpa0.1067MPpa最大速度m/s0.3560002385.04106822450.04689381限制速度m/s410202.008915MPpa1.0986MPpa0.1071MPpa最大速度m/s0.3691956425.0409017251.70807311限制速度m/s410202.054615MPpa1.1235MPpa0.1073MPpa最大速度m/s0.3775943885.041

6、31359152.78579515限制速度m/s410202.086215MPpa1.1408MPpa0.1075MPpa最大速度m/s0.3834018365.04122329953.4979306限制速度m/s41020上图中表示在减压器前和减压器后的速度都满足要求，音速喷嘴后的速度偏大，但是由于管道为不锈钢，所以限制速度偏大，并且音速出口后压力很低，所以速度任然处于允许的范围内。综上可知，氧气管道内径取6mm合理。1.3.氮气管道内径的选择不像氢气氧气那么苛刻，由于氮气性质稳定，所以速度没有明确的限制。为了方便加工装配，去内径为6mm。