氣動(dòng)系統(tǒng)壓力流量氣管壁厚用氣量計(jì)算

1、氣動(dòng)系統(tǒng)壓力、流量、氣管壁厚、用氣量計(jì)算1 氣動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)計(jì)算1.1 試驗(yàn)用氣量計(jì)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 s（標(biāo)準(zhǔn)大 氣壓下的氣體體積）時(shí)，筒內(nèi)壓力充至壓力的時(shí)間不大于 30s30s，并 能保證持續(xù)不少于 10s10s。根據(jù)公式 P2P2二P P2V V2求得單位最小流量：二（）x（ + +） /30/30）+=s+=s(1)其中是裝置密閉腔容積；是管路容積(管路長(zhǎng)度取 20m)。因?yàn)闅庠刺峁┑牧髁吭?10MPa10MPa 壓力下不小于 s(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)， 而系統(tǒng)輸入壓力最大為 16MPa16MPa，所以氣源滿足系統(tǒng)流量要求。后文 中按照輸入流量為 s s 進(jìn)行計(jì)算。

2、質(zhì)量流量( (Kg/hKg/h )二體積流量 X 密度， 2020 C時(shí)， 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下 氣體密度為 m3,m3,即質(zhì)量流量二XX 3600=13014kg/h3600=13014kg/h。1.2 充氣壓力計(jì)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(duì)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。1.3 管徑及管路數(shù)量計(jì)算1.3.11.3.1 根據(jù)流量計(jì)計(jì)算管徑及管路數(shù)量流量計(jì)一般都有量程限制， 如果流量過(guò)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計(jì)量程，根據(jù)流量 計(jì)

3、的量程計(jì)算分路數(shù)。表 4 4 流量計(jì)計(jì)算參數(shù)表流體質(zhì)量流量 Q13014質(zhì)量流量(kg/h )=體積流量(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/mol閥前流體的密度pp=PiM/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(jì)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 5 流量計(jì)計(jì)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(jì)

4、，選型表如表 6 6表 6 6 流量計(jì)型號(hào)參數(shù)表流量計(jì)口徑氣體流量量程15mmh20mm34-50m /h25mmh32mm316-150m /h40mm327-205m /h(2)(3)50mm335-380m /h65mm365-680m /h若分為 1 1 路氣，單路體積流量 h h，儀表口徑需選擇 65mm65mm 口徑 太大，不符合精確調(diào)節(jié)要求。若分為 2 2 路氣，單路體積流量 h h，儀表口徑需選擇 50mm50mm 口徑 大，不符合精確調(diào)節(jié)要求。若分為 3 3 路氣，單路體積流量 h h，儀表口徑需選擇 32mm32mm 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

5、。若分為 4 4 路氣，單路體積流量 h h，儀表口徑需選擇 25mm25mm 分錄 數(shù)合適，且適合進(jìn)行流量精確控制。若分為 5 5 路氣，單路體積流量 h h，儀表口徑需選擇 25mm25mm 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 DN25DN25 流量計(jì)，流量計(jì)型號(hào)為 LUGB-DN25LUGB-DN25 渦街流量計(jì)，最大壓力，量程為 h h，最大量程h h，滿足 使用要求。1.3.21.3.2 根據(jù)減壓閥計(jì)算管徑及管路數(shù)量流體經(jīng)過(guò)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（T X 時(shí)，流量不再與出

6、口壓力相關(guān)。減壓閥的理論流量公式 如下：一般氣體臨界壓力比(Tx=2/(1+k)k/(k-1)，其中壓縮空氣K K 為，求得Tx x= =。表 7 7 減壓閥核算參數(shù)表閥前壓力 P116016MPa=160kgf/cm2kgf/cm2閥后壓力 P227=27kgf/cm2kgf/cm2流體溫度 T293T=攝氏溫度(20)+273K流體質(zhì)量流量 Q13014質(zhì)量流量(kg/h )=體積流量(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/mol閥前流體的密p=P1M/RTkg/m3閥后流體的密p=P2M/RTkg/m3閥前流體的比V=1/p

7、1m3/kg流量系數(shù) C(一般在之間)減壓閥的理論流量公式如下：由于 P2/P1=27/160=P2/P1=27/160= 6mm 時(shí),cxmm 當(dāng) 6mm 時(shí),c=1mm。min壁厚npdnpdi22 npnp求得 16MPa 氣源處通徑 25mm 氣管壁厚應(yīng)大于 訕同理求得減壓閥后通徑 25mm 氣管壁厚應(yīng)大于訕綜上所述， 16MPa16MPa 氣源管路壁厚取合適， 減壓閥后通徑 25mm25mm 氣管壁厚取合適。1.5 理論充氣時(shí)間和一次試驗(yàn)用氣量核算計(jì)算充氣時(shí)間和用氣量：Q Q 腔體充氣量=Q=Q 進(jìn)氣量-Q-Q 漏氣量=s=s（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）V V 腔內(nèi)空氣體積= =（+ +） x = =（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）充氣到的時(shí)間 t=t=式中為筒內(nèi)密封腔的容積；是管路容積（管路長(zhǎng)度取 20m）。一次試驗(yàn)的最大氣量：Vmax=3Vmax=3 x + + x 10=1