氣動系統(tǒng)壓力、流量、氣管壁厚、用氣量計算

1、氣動系統(tǒng)壓力、流量、氣管壁厚、用氣量計算1氣動系統(tǒng)相關(guān)計算2試驗用氣量計算2充氣壓力計算2管徑及管路數(shù)量計算3根據(jù)流量計計算管徑及管路數(shù)量3根據(jù)減壓閥計算管徑及管路數(shù)量5管徑及管路數(shù)確定6氣管壁厚計算7理論充氣時間和一次試驗用氣量核算81氣動系統(tǒng)相關(guān)計算1.1試驗用氣量計算根據(jù)系統(tǒng)要求，最大氣流量需求發(fā)生于：漏氣量為S（標(biāo)準(zhǔn)大氣 壓下的氣體體積）時，筒內(nèi)壓力充至壓力的時間不大于30s,并能保 證持續(xù)不少于10so根據(jù)公式PN產(chǎn)P2V2（1）求得單位最小流量：二（）X （+） /30）+二s其中是裝置密閉腔容積；是管路容積（管路長度取20m）。因為氣源提供的流量在10MPa壓力下不小于s （標(biāo)準(zhǔn)

2、大氣壓）， 而系統(tǒng)輸入壓力最大為1 6MPa ,所以氣源滿足系統(tǒng)流量要求。后文中 按照輸入流量為s進(jìn)行計算。質(zhì)量流量（Kg/h）二體積流量X密度，20C時，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氣 體密度為m3,即質(zhì)量流量二X X 3600=13014kg/ho12充氣壓力計算一般密閉腔充氣壓力設(shè)置為目標(biāo)值的至倍，由于系統(tǒng)要求的漏氣 量較大，初步設(shè)定充氣壓力為目標(biāo)值的倍。本裝置需對密閉腔充氣至 最大，即目標(biāo)值為，充氣壓力為P:P=X=O即減壓閥出口壓力初步設(shè)定為。3管徑及管路數(shù)量計算1-3. 1根據(jù)流量計計算管徑及管路數(shù)量流量計一般都有量程限制，如果流量過大，就必須將總氣量分幾 路進(jìn)行輸送，以保證單路的輸送流量符合流量

3、計量程，根據(jù)流量計的 量程計算分路數(shù)。表4流量計計算參數(shù)表流體質(zhì)量流量0氣體常數(shù)R13014質(zhì)量流量(kg/h)二體積流量(Nm3/h) *密度(kg/m3)kg/hkJ/流體分子量M29空氣分子量29g/mo I閥前流體的密度pp =P：M/RTkg/m3閥后流體的密度pp =p2m/rtkg/m3假設(shè)管路分為一.二.三、四.五路分別計算每路的質(zhì)量流量及 體積流量(體積流量二質(zhì)量流量/減壓閥出口密度P )。表5流量計計算參數(shù)表分路數(shù)單路質(zhì)量流量單路體積流量113014kg/hh26507kg/hh34338kg/hh43253kg/hh52603kg/hh再根據(jù)體積流量選擇流量計，選型表如表

4、6。表6流量計型號參數(shù)表流量計口徑氣體流量董程1 5mmh20mm4-50m7h25mmh32mm16-150m3/h40mm27-205m3/h50mm35-380m3/h65mm65-680m3/h若分為1路氣，單路體積流量h,儀表口徑需選擇65mm, 口徑太 大，不符合精確調(diào)節(jié)要求。若分為2路氣，單路體積流量h,儀表口徑需選擇50mm, 口徑大， 不符合精確調(diào)節(jié)要求。若分為3路氣，單路體積流量h,儀表口徑需選擇32mm,分錄數(shù) 合適，但口徑略大，用電磁閥做流量精確控制稍顯困難。若分為4路氣，單路體積流量h,儀表口徑需選擇25mm,分錄數(shù) 合適，且適合進(jìn)行流量精確控制。若分為5路氣，單路體

5、積流量h,儀表口徑需選擇25mm,分路數(shù)太多，使系統(tǒng)更復(fù)雜。綜合考慮，氣管分為四路，選擇DN25流量計，流量計型號為 LUGB-DN25渦街流量計，最大壓力，量程為h,最大量程h,滿足使 用要求。1. 3. 2根據(jù)減壓閥計算管徑及管路數(shù)量流體經(jīng)過減壓閥節(jié)流排出的流量與流體的性質(zhì)和狀態(tài)有關(guān)，也與 閥后、閥前的壓力比值有關(guān)，但當(dāng)閥后、閥前壓力比值達(dá)到臨界壓力 比0X時，流量不再與出口壓力相關(guān)。減壓閥的理論流量公式如下：P2/PlCTxP2/P1CX(2)*41G1G=36j9.8牡*珂2廣 V垃十1丿G2(7 = 36*2*9 8* * *1k-1 v/ x2/i z 11 J ft1 Ip丿In

6、丿 L(3)一般氣體臨界壓力比a x= 2/ (1+k) ，其中壓縮空氣K為，求得o x = o表7減壓閥核算參數(shù)表閥前壓力pi16016MPa=160kgf/cm2kgf/cm2閥后壓力P227=27kgf/cm2kgf/cm2流體溫度T293T二攝氏溫度(20)+273K流體質(zhì)量流童Q13014質(zhì)瑩流量(kg/h)二體積流董(Nm3/h) *密度(kg/m3)kg/h氣體常數(shù)RkJ/流體分子量M29空氣分子量29g/mo I閥前流體的密p =PiM/RTkg/m3閥后流體的密p =p2m/rtkg/m3閥前流體的比v =1/p 1m3/kg流董系數(shù)C(一般在之間)減壓閥的理論流量公式如下：

7、由于P2/P1=27/160= a x ,通過公式得理論質(zhì)量流量G=(cm2*h)實際質(zhì)量流量q二流量系數(shù)C X理論質(zhì)量流量Gq=X = (cm2*h)根據(jù)流量計的選型將氣路分為四路氣管，每一路的質(zhì)量流量QsQ,/4=Q/4=13014/4=h閥孔面積f二流體質(zhì)量流量Qi/4/實際質(zhì)量流量q=孔徑dmin二(閥孔面積f *4/ TT廠二二即分四路管路后，減壓閥閥孔直徑須大于。1. 3. 3管徑及管路數(shù)確定根據(jù)流量計的選型計算，四路管路為DN25滿足使用要求，25mm 口徑大于減壓閥要求的最小值，也符合減壓閥要求。流量計型號為LUGB-DN25渦街流量計，最大壓力，量程為h,最 大量程h,滿足使

8、用要求。減壓閥也選擇DN25o對減壓閥進(jìn)行選型，選取減壓閥型號為YK43X-25-16,該減壓閥通徑為DN25,公稱壓力，出口壓力調(diào)整范圍 為。四路氣管每一路的質(zhì)量流量為13014/4=h下每一路的體積流量為Q1/4=減壓閥出口密度p =h下每一路的體積流量為Q1 /4=減壓閥出口密度p二=So四路氣管總體積流量為*4=so1.4氣管壁厚計算選取304（0cr18Ni9Ti）不銹鋼無縫鋼管作為氣管路，其許用應(yīng)力為205MPa （屈服強(qiáng)度），根據(jù)計算公式計算通氣源管路的壁厚 % omin =壁厚二26(p-np式中，p為管內(nèi)氣體壓力（MPa） : n為強(qiáng)度安全系數(shù)；為焊 縫系數(shù)，無縫鋼管二1,直

9、縫焊接鋼管二；C為附如壁厚（包括：壁厚 偏差.腐蝕裕度.加工減薄量）,為簡便起見，通常當(dāng) 6mm flt, cv X mm;當(dāng)W 6mm 時，c=1 mmo求得1 6MPa氣源處通徑25mm氣管壁厚應(yīng)大于。呱二25x16x25+1 = 3.702x205x1-2.5x16同理求得減壓閥后通徑25mm氣管壁厚應(yīng)大于。聞2.5x4.0x25( 一+ 1 = l.o3mm2x205x1-2.5x4.0綜上所述，16MPa氣源管路壁厚取合適，減壓閥后通徑25mm氣 管壁厚取合適。1.5理論充氣時間和一次試驗用氣量核算計算充氣時間和用氣量：Q腔體充氣量二Q進(jìn)氣量-Q漏氣量二卩/s（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）V腔內(nèi)空氣體積二（+ ） X二3 （標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）充氣到的時間t二二式中為筒內(nèi)密封腔的容積；是管路容積（管路長度取