气动系统压力、流量、气管壁厚、用气量计算.doc

《气动系统压力、流量、气管壁厚、用气量计算.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、气动系统压力、流量、气管壁厚、用气量计算1气动系统相关计算11.1试验用气量计算11.2充气压力计算21.3管径及管路数量计算21.3.1根据流量计计算管径及管路数量21.3.2根据减压阀计算管径及管路数量41.3.3管径及管路数确定51.4气管壁厚计算61.5理论充气时间和一次试验用气量核算61气动系统相关计算1.1试验用气量计算根据系统要求，最大气流量需求发生于：漏气量为2.5m3/s（标准大气压下的气体体积）时，筒内压力充至1.35MPa压力的时间不大于30s，并能保证持续不少于10s。根据公式P1V1=P2V2（1）求得单位最小流量：Vmin-0.1MPa=（（1.35/0.1）

2、×（0.0675+0.01）/30)+2.5=2.539m3/s其中0.0675m3是装置密闭腔容积；0.01m3是管路容积（管路长度取20m）。因为气源提供的流量在10MPa压力下不小于2.6m3/s（标准大气压），而系统输入压力最大为16MPa，所以气源满足系统流量要求。后文中按照输入流量为2.6m3/s进行计算。质量流量（Kg/h）=体积流量×密度，20℃时，标准大气压下气体密度为1.205kg/m3,即质量流量=2.6×1.205×3600=13014kg/h。1.2充气压力计算一般密闭腔充气压力设置为目标值的1.05至1.1倍，由于系统要求的漏气量较大，初步设定充气压力为目标值

3、的2.0倍。本装置需对密闭腔充气至最大1.35MPa，即目标值为1.35MPa，充气压力为P：P=2.0×1.35=2.70MPa。即减压阀出口压力初步设定为2.70MPa。1.1管径及管路数量计算1.1.1根据流量计计算管径及管路数量流量计一般都有量程限制，如果流量过大，就必须将总气量分几路进行输送，以保证单路的输送流量符合流量计量程，根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Q13014质量流量（kg/h）=体积流量（Nm3/h）*密度（kg/m3）kg/h气体常数R8.314kJ/(mol.K)流体分子量M29空气分子量29g/mol阀前流体的密度ρ1190.48

4、ρ=P1M/RTkg/m3阀后流体的密度ρ232.14ρ=P2M/RTkg/m3假设管路分为一、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/h404.9m3/h26507kg/h202.5m3/h34338kg/h135.0m3/h43253kg/h101.2m3/h52603kg/h81.0m3/h再根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15mm2.2-38m3/h20mm4-50m3/h25mm8.8-110m3/h32mm16-

5、150m3/h40mm27-205m3/h50mm35-380m3/h65mm65-680m3/h若分为1路气，单路体积流量404.9m3/h，仪表口径需选择65mm，口径太大，不符合精确调节要求。若分为2路气，单路体积流量202.5m3/h，仪表口径需选择50mm，口径大，不符合精确调节要求。若分为3路气，单路体积流量135.0m3/h，仪表口径需选择32mm，分录数合适，但口径略大，用电磁阀做流量精确控制稍显困难。若分为4路气，单路体积流量101.2m3/h，仪表口径需选择25mm，分录数合适，且适合进行流量精确控制。若分为5路气，单路体积流量81.0m3/h，仪表口径需选择25mm

6、，分路数太多，使系统更复杂。综合考虑，气管分为四路，选择DN25流量计，流量计型号为LUGB-DN25涡街流量计，最大压力4.0MPa，量程为8.8-110m3/h，最大量程>101.2m3/h，满足使用要求。1.1.1根据减压阀计算管径及管路数量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相关。减压阀的理论流量公式如下：（2）（3）一般气体临界压力比σx＝[2/（1+k）][k/(k-1)]，其中压缩空气K为1.4，求得σx＝0.5283。表7减压阀核算参数表阀前压力P116016MPa

7、=160kgf/cm2kgf/cm2阀后压力P2272.7MPa=27kgf/cm2kgf/cm2流体温度T293T=摄氏温度(20)+273K流体质量流量Q13014质量流量（kg/h）=体积流量（Nm3/h）*密度（kg/m3）kg/h气体常数R8.314kJ/(mol.K)流体分子量M29空气分子量29g/mol阀前流体的密度ρ1190.48ρ=P1M/RTkg/m3阀后流体的密度ρ232.14ρ=P2M/RTkg/m3阀前流