压缩空气系统管道管径及水力计算表

压缩空气管径、流量及相关
压缩空气流量通常为标准状况下流量，例如空压机样本中的流量此标准状况一般指国家标准GB3853对一般容积式空气压缩机的吸气状态规定为：空气温度t=20℃，绝对压力P=0.1MPa，相对湿度φ=0％
标示方法可以为Nm3/min或Nm3/h.
另外对压缩空气系统压力在0.6-1.0MPa之间，流速范围为50以下管径12m/s, DN50管径流速为13m/s, 50以上流速为15m/s.(此时的流量取值不能根据标准状态下流量直接计算）
需要换算成相应压力标准下的流量。

如：标准状态下流量为5430Nm3/h，换算成0.85MPa下流量为5430/8.5=639m3/h, 取流速为15m/s, 可以求得管径为123，取整为DN125的管径。

另外，压缩机的功率对应流量为生产1m3/h、0.7MPa的压缩空气需要5.3kw的电能。

管段编号管段长度管道内径冷热负荷温差流量流速比摩阻L(m)D(m)q(kw)ΔT(℃)Q(KG/H)V（m/s）R（Pa/m）d201170.021*********.90.460427218 d2510.027*******.10.419413133 d3210.0357520101714.30.478462117 d4010.0413*******.40.545661126 d5010.0536*******.90.653084126 d7010.068110109428.60.727351113 d8010.0805436574742.9 4.1142822654 d10010.106436574742.9 2.372871633 d1255000.131450577142.9 1.603501225 d1505000.156450577142.9 1.1307492 d20010.20713635233657.1 1.945156185 d25010.25935005600000.0 3.190567371 d30010.30935005600000.0 2.24156149 d35010.359950051628571.4 4.507483491 d40010.40852805905142.9 1.93960480 d45010.4621080010925714.3 1.54706744 d50010.5121100010942857.1 1.28298727管段编号管段长度管道内径冷热负荷温差流量流速比摩阻L(m)D(m)q(kw)ΔT(℃)Q(KG/H)V（m/s）R（Pa/m）d201170.0212534102914.3 2.3114534700 d2510.027********.3 1.4317771326 d3210.0357534102914.30.816678304 d4010.0413*******.30.62092149 d5010.0533*******.30.37157940 d7010.068110109428.60.730296107 d8010.08054361037371.4 2.06547664 d10010.106126310108257.1 3.4507681296 d12510.131126*********.1 2.259357428 d15010.156126*********.1 1.593229172 d20010.207126310108257.10.90487140 d25010.259300010257142.9 1.37292268 d30010.309610010522857.1 1.961268111 d35010.359950*********.7 2.262866123 d40010.4081080010925714.3 1.99171782 d45010.4621080010925714.3 1.55333143 d50010.5121100010942857.1 1.28818126管段编号管段长度管道内径冷热负荷温差流量流速比摩阻L(m)D(m)q(kw)ΔT(℃)Q(KG/H)V（m/s）R（Pa/m）d201170.021*********.90.465589199空采采d2510.027*******.90.16964621 d3210.0357********.70.19353119 d4010.0414362514948.6 3.2076783751 d5010.0534362514948.6 1.919583970 d7010.0684362514948.6 1.166113263 d8010.08054362514948.60.832083109 d10010.10620362569805.7 2.240981544 d12510.13120362569805.7 1.46726180 d15010.15620362569805.7 1.03466773 d20010.20720364043628.60.3672737 d25010.25930004064285.70.345685 d30010.309610040130714.30.4938167 d35010.359950*********.40.5697538 d40010.4081080040231428.60.5014825 d45010.4621080040231428.60.3911043 d50010.5121100040235714.30.3243432空调7℃沿程阻力水密度运动粘度当量粗糙度实际雷诺数根号λ分之一ΔP（Pa）ρνk Re2254939920.0000013080.00027480.172531 4.765417527 1339920.0000013080.00028657.607096 4.929145357 1179920.0000013080.000213077.2247 5.200588355 1269920.0000013080.000217104.05304 5.353880719 1269920.0000013080.000226462.87452 5.617804852 1139920.0000013080.000237813.37217 5.853683948 26549920.0000013080.0002253210.8093 6.269055157 6339920.0000013080.0002192296.8882 6.452189358 1125739920.0000013080.0002160595.3072 6.575710437 458929920.0000013080.0002134858.8798 6.65512831 1859920.0000013080.0002307834.3949 6.994698973 3719920.0000013080.0002631771.32867.248667102 1499920.0000013080.0002529542.95837.356384847 4919920.0000013080.00021237145.5277.560269769 809920.0000013080.0002605013.95477.570871591 449920.0000013080.0002546441.17527.635887309 279920.0000013080.0002502208.84917.683423031采暖50℃沿程阻力水密度运动粘度当量粗糙度实际雷诺数根号λ分之一ΔP（Pa）ρνk Re25499239880.0000005560.000288342.42152 5.140568129 13269880.0000005560.000269528.75767 5.317540171 3049880.0000005560.000252511.22957 5.501615576 1499880.0000005560.000245787.23066 5.578715675 409880.0000005560.000235420.31051 5.693382876 1079880.0000005560.000289316.78646 6.031476201 6649880.0000005560.0002299047.3275 6.28029322 12969880.0000005560.0002657880.1791 6.543440203 4289880.0000005560.0002532330.5266 6.70476447 1729880.0000005560.0002447021.1473 6.829423347 409880.0000005560.0002336885.50237.00795669 689880.0000005560.0002639544.55737.249930012 1119880.0000005560.00021089985.3797.433174977 1239880.0000005560.00021461095.0637.572554417 829880.0000005560.00021461547.4157.673300133 439880.0000005560.00021290717.1977.75827792 269880.0000005560.00021186238.577.826324745采暖65℃沿程阻力水密度运动粘度当量粗糙度实际雷诺数根号λ分之一ΔP（Pa）ρνk Re2232829810.0000004450.000222233.20195 5.014526358219810.0000004450.000210293.14905 4.984939395 199810.0000004450.000215547.69367 5.254096429 37519810.0000004450.0002295538.904 5.72843569 9709810.0000004450.0002228624.4351 5.929154736 2639810.0000004450.0002178192.5745 6.110069584 1099810.0000004450.0002150522.92 6.221152414 5449810.0000004450.0002533806.594 6.534138775 1809810.0000004450.0002431935.1066 6.690672461 739810.0000004450.0002362714.7369 6.80983538 79810.0000004450.0002170843.8978 6.882008133 59810.0000004450.0002201193.30927.055301171 79810.0000004450.0002342896.77367.283196988 89810.0000004450.0002459643.58147.437112234 59810.0000004450.0002459785.88597.521180674 39810.0000004450.0002406044.67857.571355757 29810.0000004450.0002373176.91267.609549436摩擦阻力系数λ0.0440350.0411580.0369740.0348870.0316860.0291840.0254450.0240210.0231270.0225780.0204390.0190320.0184790.0174950.0174460.0171510.016939摩擦阻力系数λ0.0378420.0353650.0330380.0321320.0308500.0274890.0253540.0233550.0222450.0214400.0203620.0190250.0180990.0174390.0169840.0166140.016326摩擦阻力系数λ0.0397690.040242 0.036225 0.030474 0.028446 0.026786 0.025838 0.023422 0.022339 0.021564 0.021114 0.020089 0.018852 0.018080 0.017678 0.017444 0.017270。

压缩空气管径及压力损失计算表（管径、压损计算）小时平均耗量(m3/h)负荷不平衡系数实用附加系数计算耗量(m3/h)计算耗量(m3/min)工作压力绝压(MPa)工作温度(℃)工况流量(m3/h)假定流速(m/s)管道计算内径(m)管道圆整内径(m)实际流速(m/s)流体摩擦系数工况下密度(kg/m3)重力加速度(m/s2)管道长度(m)直管段摩擦阻力损失(MPa)符号Qcp k1k2Q J Q j P t Q vνD i D Iνaλρg LΔP f 数值172.8 1.2 1.15238.5 3.970.652540.0100.0380.05 5.660.02228.329.83600.0229.675使用说明1.压缩空气常用流速为：车间8～15m/s厂区8～10m/s。

2.压缩空气管道绝对粗糙度k取0.2mm，流体摩擦系数近似取值见《动力管道设计手册》P345页表5-119。

3.压缩空气工况下密度取值见《动力管道设计手册》P20页表1-34。

4.在近似计算中，管道局部摩擦阻力损失可取直管段摩擦阻力损失的10%～50％，其中厂区取10％～15％，车间取30％～50％。

5.管道压力损失的裕度系数取1.05～1.15。

6.利用本表公式计算压力损失时，总压力损失应小于起点压力的10%，当总压力损失达到起点压力的10%～20%时，气体介质密度应取平均密度。

耗量计算管径计算压力损失局部摩擦阻力损失系数局部摩擦阻力损失(MPa)裕度系数总阻力损失(MPa)压降比ΔP k C hΔP t 0.30.007 1.10.031 4.8%损失计算。

资料内容
1、织造车间安装压缩空气计量仪表。

管道规格：Φ219×6 (内径200)
压力：0.6 MPa
流量：8400 m3/h
数量：织造2和织造车间3 各一只
安装位置：见压缩空气管道图
压缩空气的允许流速v（m／s）为8～12（DN≤50mm），10～25（DN＞70mm）。

若已知体积流量qv（m3／h），
管径d=18.8×[（qv／v）^(0.5)]。

取v=10，d =57.6mm。

可选用DN50的管子。

（引自《简明管道工手册》，P．55）
己知管道压缩空气压强为6个大气压，管口直径为20MM，如何算出流量？
解：解这个题目有个假设，（1）流动阻力损失不计，（2）即压缩空气流至管口时，压力能全部转换为动能，即：
（v×v)ρ/2=P即：P=0.5ρV2
ρ---密度 1.2
V2---速度平方
P--静压（作用于物体表面）
P=6个大气压=0.6MPa=600000Pa(按工程大气压，1个工程大气压
=0.1MPa），ρ压缩空气的密度，按ρ≈1.2千克/立方米，代入上式得：
v=1000米/秒
因是压缩空气管道，工作压力P=0.6MPa，则管子可选用低压流体输送用焊接钢管，DN20的钢管外径为D=26.9mm，钢管壁厚S=2.8mm，得钢管内径为
d=21.3mm；
根据流量公式L=Av=(π/4）×0.0213×0.0213×1000=0.3563l立方米/秒=1282.78立方米/小时
计算原理是这样的，工程上搞设计时，可直接查用压缩空气管道计算表即可。

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：=i d 8.1821⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛u q v v q = u 28.18⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛i d式中，i d 为管道内径（mm ）；v q 为气体容积流量（h m 3）；u 为管内气体平均流速（s m ），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，可适当提高瞬间气体流速。

例1：2台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30型空压机排气量为 m 3/min 排气压力为 MPa已知H-6S 型空压机排气量为 m 3/min 排气压力为 MPa4台空压机合计排气量v q ＝×2+×2＝ m 3/min ＝252 m 3/h如上表所示u=6 m/s带入上述公式=i d 8.1821⎪⎭⎫ ⎝⎛u q v =i d 8.18216252⎪⎭⎫ ⎝⎛= mm 得出管路内径为121mm 。

B.管壁厚度：管壁厚度δ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：min δ=[]c npnpd i +-ϕσ2式中，p 为管内气体压力（MPa ）；n 为强度安全系数5.25.1～=n ，取[σ]为管材的许用应力（MPa ），常用管材许用应力值列于下表；ϕ为焊缝系数，无缝钢管ϕ=1，直缝焊接钢管ϕ=；c 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δ＞6mm 时，c ≈δ；当δ≤6mm 时，c =1mm 。

当管子被弯曲时，管壁应适当增加厚度，可取'δ=Rd 20δδ+ 式中，0d 为管道外径；R 为管道弯曲半径。

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：=i d 8.1821⎪⎭⎫ ⎝⎛u q v 式中，i d 为管道内径（mm ）；v q 为气体容积流量（h m 3）；u 为管内气体平均流速（s m ），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1.5 m 3/min 排气压力为3.0 MPa已知H-6S 型空压机排气量为0.6 m 3/min 排气压力为3.0 MPa4台空压机合计排气量v q ＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m 3/min ＝252 m 3/h如上表所示u=6 m/s带入上述公式=i d 8.1821⎪⎭⎫ ⎝⎛u q v =i d 8.18216252⎪⎭⎫ ⎝⎛=121.8 mm 得出管路内径为121mm 。

B.管壁厚度：管壁厚度δ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：min δ=[]c npnpd i +-ϕσ2式中，p 为管内气体压力（MPa ）；n 为强度安全系数5.25.1～=n ，取[σ]为管材的许用应力（MPa ），常用管材许用应力值列于下表；ϕ为焊缝系数，无缝钢管ϕ=1，直缝焊接钢管ϕ=0.8；c 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δ＞6mm 时，c ≈0.18δ；当δ≤6mm 时，c =1mm 。

by Neil
流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。

用容积表示流量单位是L/s或
（`m^3`/h）；用重量表示流量单位是kg/s或t/h。

米/分钟)等于流体在管道内流动时，在一定时间内所流过的距离为流速，流速一般指流体的平均流速，单位为
m/s。

流量与管道断面及流速成正比，三者之间关系：
`Q = ∏/4* D^2) · v · 3600 `(`m^3` / h )
或: ∏ r^2*v
式中 Q — 流量（`m ^3` / h 或 t / h ）；
D — 管道内径（m）；
V — 流体平均速度（m / s）。

根据上式，当流速一定时，其流量与管径的平方成正比，在施工中遇到管径替代时，应进行计算后方
可代用。

例如用二根DN50的管代替一根DN100的管是不允许的，从公式得知DN100的管道流量是DN50管
道流量的4倍，因此必须用4根DN50的管才能代用DN100的管。

量单位是L/s或
体的平均流速，单位为
径替代时，应进行计算后方DN100的管道流量是DN50管。

压缩空气管径的选择1、平方单位上面压缩空气压力及速度的换算公式：P=0.5ρV2ρ---密度（压缩空气密度）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)=0r=ρgV2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=9.81P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其中Q压－压缩空气在管道内流量m3/minV－压缩空气在管道内的流速m/sQ自－空压机铭牌标量m3/minp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。