醫(yī)院醫(yī)用氣體管路的設(shè)計(jì)計(jì)算(2014)

1、 醫(yī)院醫(yī)用氣體管路的設(shè)計(jì)計(jì)算 航空部第六0四研究所 高級(jí)工程師 袁明華關(guān)鍵詞：Medical gas醫(yī)用氣體 Piping design管道設(shè)計(jì)本文根據(jù)GB50751-2012 醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范、GB50333-2002 醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范、YFB001-軍隊(duì)醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范等現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了一套醫(yī)用氣體管路計(jì)算用表管道最大許用流量表和管道尺寸選擇表，可供醫(yī)用氣體工程有關(guān)人員參考。In this disquisition I bring forward a set of designed tables. They can be used for to desi

2、gn medical gas pipeline system in nosocomial medical zone.This paper give a reference to engineering and technical personnel .1 前言 本文所說的“醫(yī)療區(qū)域”是指門診部、急救部、手術(shù)部、醫(yī)技部、住院部、婦產(chǎn)科、生殖中心、牙科等直接為病人服務(wù)的場所。一個(gè)完整的醫(yī)用氣體供應(yīng)系統(tǒng)一般由氣源、輸氣管路（由管子、閥門、減壓器、終端設(shè)備等組成）、監(jiān)測報(bào)警裝置等部分組成。其中醫(yī)用氧氣站、醫(yī)用空氣站、醫(yī)用真空站等出于安全和集中管理等原因往往不設(shè)置在醫(yī)療區(qū)域內(nèi)，它們提供的醫(yī)用氣體是通過輸

3、氣干管輸送到各醫(yī)療區(qū)域的。各醫(yī)療區(qū)域的管路系統(tǒng)與輸氣干管相連接的總管上一般都裝有區(qū)域總閥、二級(jí)減壓箱和區(qū)域總壓報(bào)警裝置。用氣量較少的氧化亞氮、二氧化碳、醫(yī)用氮?dú)?、氬氣、氦氣等醫(yī)用氣體一般是由設(shè)置在醫(yī)療區(qū)域附近的氣體匯流排供給的。這些氣體是手術(shù)部、婦產(chǎn)科專用的，其使用壓力可在氣體匯流排內(nèi)直接調(diào)定。醫(yī)療區(qū)域的管路系統(tǒng)由區(qū)域總閥開始，到終端設(shè)備結(jié)束。它不包括輸氣干管，但包括從氣體匯流排到醫(yī)療區(qū)域的輸氣管路。醫(yī)用氣體管路計(jì)算包括醫(yī)用氧氣、氧化亞氮（笑氣）、氬氣、醫(yī)用氮?dú)狻⑨t(yī)用空氣、二氧化碳、醫(yī)用真空和麻醉廢氣排放管路的計(jì)算。計(jì)算的內(nèi)容包括兩個(gè)方面：（1） .在已知?dú)怏w種類、壓力、流量的情況下，求所需要

4、的管徑；（2） .在已知?dú)怏w種類、壓力、管徑的情況下，求管子允許的最大流量。 本文詳細(xì)介紹了管道最大設(shè)計(jì)流量表和管道尺寸選擇表的編制方法以及它們在醫(yī)用氣體管路計(jì)算中的運(yùn)用。2 設(shè)計(jì)假定2.1 設(shè)計(jì)壓力計(jì)算管子內(nèi)徑時(shí)，正壓氣體取氣體終端處的額定壓力；真空管道取管道內(nèi)的平均壓力。例如真空泵抽氣口處絕對(duì)壓力為0.04MPa（即真空壓力為0.06MPa），吸引終端處絕對(duì)壓力為0.06MPa（即真空壓力為0.04MPa）, 則 P =0.05MPa。對(duì)采用抽風(fēng)機(jī)排放麻醉廢氣的系統(tǒng)，排氣管內(nèi)的氣體壓力為負(fù)壓，抽風(fēng)機(jī)處的氣體壓力最低。麻醉廢氣排放終端處的絕對(duì)壓力應(yīng)為0.085MPa（即真空壓力為0.015M

5、Pa），麻醉廢氣排放終端本身造成的負(fù)壓損失見表1，排氣管路造成的負(fù)壓損失若為0.013MPa，則抽風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的絕對(duì)壓力不應(yīng)高于P=0.085-0.002-0.013=0.07MPa。計(jì)算時(shí)排氣管內(nèi)的氣體壓力取中值： P=(0.085+0.07)/2=0.0775MPa。 麻醉或呼吸廢氣排放系統(tǒng)終端在設(shè)計(jì)流量下的壓力損失 表1麻醉或呼吸廢氣排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量（L/min）允許真空壓力損失（MPa）高流量排放系統(tǒng)800.001500.002低流量排放系統(tǒng)500.001250.002 對(duì)采用引射式麻醉廢氣排放終端的系統(tǒng)，引射器后排氣管內(nèi)的混合氣體應(yīng)為正壓。為保證廢氣能順利排入大氣，排氣管出口處絕對(duì)壓力

6、不應(yīng)小于P=0.105MPa。 計(jì)算管子壁厚時(shí)，正壓氣體管道取安全閥的開啟壓力；真空管道取外壓0.1MPa。 2.2 設(shè)計(jì)流量GB50751醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范規(guī)定的終端組件處的額定壓力和設(shè)計(jì)流量見表2；GB50333醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范規(guī)定的終端壓力和單嘴流量見表3。 醫(yī)用氣體終端組件處的設(shè)計(jì)參數(shù) 表2醫(yī) 用 氣 體 種 類終端壓力（表壓，MPa）終端組件的設(shè)計(jì)流量（L/min）醫(yī) 用 氧 氣0.4手術(shù)室、笑氣麻醉點(diǎn)100牙科及其它10氧 化 亞 氮0.4全部15醫(yī) 療 空 氣0.4手術(shù)室20重癥、高護(hù)、新生兒病房60其它病房、床位10牙 科 空 氣0.5550器械空氣、醫(yī)用氮?dú)?.8

7、全部350二 氧 化 碳0.4全部20醫(yī) 用 真 空-0.04大手術(shù)80小手術(shù)、病房、床位40牙 科 真 空-0.015300氧化亞氮/氧氣混合氣0.4（0.35）待產(chǎn)、分娩、恢復(fù)、產(chǎn)后275牙科及其它20二氧化碳/氧氣混合氣0.4（0.35）全部20醫(yī)用氦/氧混合氣0.4（0.35）重癥病房100 麻醉或呼吸廢氣排放-0.015全部5080 注：1. 上表中氣體壓力允許的最大偏差為：MPa；MPa；MPa； 2. 在使用現(xiàn)場配制混合氣時(shí)，與氧氣混合的其它氣體的壓力應(yīng)低于氧氣壓力0.050.08MPa， 這些氣體的終端壓力應(yīng)為0.35MPa。 終端壓力和單嘴流量 表3氣 體 種 類單 嘴 壓

8、力 （MPa）單 嘴 流 量 （L/min）同時(shí)使用率（%）氧 氣0.400.45108050100氧化亞氮0.400.45450100壓縮空氣0.450.96080負(fù)壓吸引-0.03-0.0730100氬 氣0.350.401580二氧化碳0.350.401030氮 氣0.90.952301060 治療區(qū)域的專用氣源、區(qū)域總管、支管按公式(3.1)計(jì)算氣體流量： Q = Qa+Qb(n-1) -（2.1）式中： Q 氣源、氣體總管、支管的計(jì)算流量（L/min); Qa 終端處的額定流量（L/min)，按GB50751附錄B取值; Qb 終端處的計(jì)算平均流量（L/min)，按GB50751附錄

9、B取值; n 由該氣源、該總管、該支管供氣的床位數(shù)或計(jì)算單元數(shù); 同時(shí)使用系數(shù)，按GB50751附錄B取值。2.3 設(shè)計(jì)溫度醫(yī)療區(qū)域的氣體管路一般在吊頂、夾層里走，沒有空調(diào)。所以管道內(nèi)氣體的設(shè)計(jì)溫度取35（夏天）。2.4 流速限制根據(jù)GB50333醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范規(guī)定，管內(nèi)氣體流速不得大于10 m/s。2.5 允許的壓力損失GB50751規(guī)定：醫(yī)用氣體管路系統(tǒng)在終端設(shè)計(jì)壓力、流量下的壓力損失應(yīng)符合表4的規(guī)定。 醫(yī)用氣體管路系統(tǒng)在終端設(shè)計(jì)壓力、流量下的壓力損失 表4氣體種類醫(yī)用氧氣、醫(yī)療空氣、氧化亞氮、二氧化碳與氧氣在使用處混合的醫(yī)用氣體器械空氣、氮?dú)忉t(yī)用真空設(shè)計(jì)流量下的終端

10、壓力（MPa）0.40.50.310.390.71.0-0.04-0.087氣源或減壓箱出口壓力（MPa）0.40.50.360.450.751.0-0.06-0.087設(shè)計(jì)允許壓力損失 （MPa）0.050.050.050.2-0.013-0.02   YY/T0187醫(yī)用中心供氧系統(tǒng)通用技術(shù)條件規(guī)定：“在使用流量條件下，最遠(yuǎn)管道的壓力損失不應(yīng)超過10%?！盰FB001軍隊(duì)醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范的規(guī)定見表5。 標(biāo)準(zhǔn)壓力和允許壓力損失 表5氣體名稱標(biāo)準(zhǔn)壓力P（MPa）允許壓力損失最大長度（MPa）單位長度（Pa/m）氧 氣0.50.05（或10%P）230二氧化碳0.5

11、0.05（或10%P）230氮 氣1.00.05（或10%P）230壓縮空氣0.50.05（或10%P）230真空吸引-0.050.005（或10%P）80美國實(shí)用管道工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則規(guī)定：氧氣、二氧化碳及壓縮空氣管路單位長度的壓力損失不超過230Pa/m；氮?dú)夤苈穯挝婚L度的壓力損失不超過460Pa/m；負(fù)壓吸引管路單位長度的壓力損失不超過110Pa/m。對(duì)于正壓氣體管路，最大計(jì)算長度Lmax上的壓力損失若控制在0.05MPa（對(duì)器械空氣和氮?dú)鉃?.1MPa），單位長度的壓力損失若控制在230Pa/m（對(duì)器械空氣和氮?dú)鉃?60Pa/m），則管路的最大計(jì)算長度可達(dá)到217m。對(duì)于醫(yī)用真空管路，最大負(fù)

12、壓損失若控制在0.013MPa，單位長度的負(fù)壓損失若控制在60Pa/m，則管路的最大計(jì)算長度也可達(dá)到217m。 對(duì)于負(fù)壓廢氣排放管路，最大負(fù)壓損失若控制在0.013Mpa（此外，抽風(fēng)機(jī)提供的負(fù)壓還要克服麻醉廢氣排放終端造成的負(fù)壓損失），單位長度的負(fù)壓損失若控制在60Pa/m，則管路的最大計(jì)算長度也可達(dá)到217m。 這里所謂的“計(jì)算長度”是指一條管路中管子的總長度和該管路中管件、閥門的當(dāng)量長度之和。最大計(jì)算長度是指同一種氣體的管路，從醫(yī)療區(qū)域總閥起到氣體終端止的各條管路中流程最長的一條管路的計(jì)算長度。管件、閥門的當(dāng)量長度見表6。 管件、閥門的當(dāng)量長度（m） 表6 管 徑DN6DN10DN13DN

13、16DN20DN25DN30DN40DN5090°彎頭0.350.450.60.70.750.91.21.52.145°彎頭0.180.220.30.350.380.450.60.751三 通0.50.70.911.21.51.82.13引 出 口0.880.10.120.130.150.180.240.30.39截 止 閥2.53.54.55.267.510.513.516.5 3 設(shè)計(jì)計(jì)算醫(yī)院手術(shù)部的管路最大計(jì)算長度Lmax一般不會(huì)超過217m，故可按以下條件進(jìn)行計(jì)算：（1）.在管道最大計(jì)算長度Lmax不大于217m的情況下，確保正壓氣體管道單位長度的壓力損失不大于23

14、0Pa/m；負(fù)壓吸引管道單位長度的阻力損失不大于60Pa/m 。 （2）.確保管內(nèi)氣體流速不大于10 m/s； （3）.忽略管道高差造成的壓力損失。3.1 管路計(jì)算的公式（公式推導(dǎo)見參考資料11） Pi = Q01.75 / （d4.75 P） -（3.1）d = k Q00.37/ P0.21 -（3.2） Q0 = P0.57d2.71 -（3.3）式中： Pi 每米管長的壓力損失（Pa/m）； P 取氣體終端處氣體的絕對(duì)壓力（MPa）； d 管道內(nèi)徑（mm）； Q0 0時(shí)一大氣壓氣體的流量（L/min）。式中的系數(shù) = 42854.90.2500.75 ； k = 9.4440.0500

15、.16/Pi0.21； = 0.002255Pi0.57/(0.1400.43) 。其中： 氣體在設(shè)計(jì)溫度下的動(dòng)力黏度（kgf·s/m2）； 0 0時(shí)一大氣壓氣體的重度（kgf/m3）；由AP1700物質(zhì)物性計(jì)算查詢平臺(tái)可查得各種氣體在35、設(shè)計(jì)壓力下的動(dòng)力粘度值。對(duì)一種確定的氣體，和0都是常數(shù)。當(dāng)Pi設(shè)定之后，、和k也就成了常數(shù)，見表7、表8和表9。 k值 表7氣 體 種 類 Pi = 230 Pa/m 時(shí)Pi = 460 Pa/m 時(shí)氧 氣1.6041.387氧 化 亞 氮1.6571.432醫(yī) 療 空 氣1.5661.354牙 科 空 氣1.5671.354器 械 空 氣1.5

16、671.354引 射 排 廢 氣1.5661.354氮 氣1.5551.344氬 氣1.6651.439氦 氣 1.150.994二 氧 化 碳1.6571.432 值和值 表8氣體種類*106（kgf.s/m2）0（kgf/m3）氧氣2.2621.4292172.21366.9氧化亞氮1.5721.97825312722.4醫(yī)療空氣1.941.2931939.31442.4牙科空氣1.9421.2931939.81440.7器械空氣1.9461.2931940.81437.8引射排廢氣1.9341.2931937.81446.9氮?dú)?.8721.2511875.21445.8氬氣2.3771

17、.7812594.21621.3氦氣2.0710.179446.62186.6二氧化碳1.5751.9772531.12716.8醫(yī)用真空1.9331.2931937.61447.3牙科真空1.9341.2931937.71447真空抽廢氣1.9341.2931937.71447 值 表9氣體種類 Pi = 230 Pa/m 時(shí)Pi = 460 Pa/m 時(shí)氧 氣0.2270.412氧化亞氮0.2540.377醫(yī)用空氣0.2960.439牙科空氣0.2960.439器械空氣0.2960.439引射排廢氣0.2960.44氮 氣0.3010.448氬 氣0.2500.372氦 氣0.6841.0

18、17二氧化碳0.2540.3773.2 驗(yàn)算3.2.1 驗(yàn)算雷諾數(shù) 上述公式使用的前提是雷諾數(shù)Re在106以下，雷諾數(shù)的計(jì)算公式為： Re =4Q/（gd） -（3.4）式中： 管道內(nèi)氣體的重度（kgf/m3）； Q 通過管段的氣體體積流量（m3/s）； d 管道內(nèi)徑（m）； 氣體在設(shè)計(jì)溫度下的動(dòng)力黏度（kgf·s/m2）。當(dāng)取壓縮氣體的設(shè)計(jì)溫度為35時(shí)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可算得： = 8.8636 P0 ； Q = 0.1128 Q0/P 代入上式得： Re =0.1298340 Q0/（d）式中： 0 0時(shí)一大氣壓氣體的重度（kgf/m3）； Q0 0時(shí)一大氣壓氣體的流量（m3

19、/s）； d 管道內(nèi)徑（m）； 氣體在設(shè)計(jì)溫度下的動(dòng)力黏度（kgf·s/m2）。 將Q0的單位由m3/s 換成L/min（1L/min = 0.000017m3/s），d的單位由（m）改為mm,則 Re =0.00216390 Q0/（d） 或 Re =Q0/d -（3.5）式中： =0.00216390/,見表8。 0 0時(shí)一大氣壓氣體的重度（kgf/m3）； Q0 0時(shí)一大氣壓氣體的流量（L/min）； d 管道內(nèi)徑（mm）。 當(dāng)知道氣體種類、流量和管徑后，可按3.5式計(jì)算出管內(nèi)氣體流動(dòng)的雷諾數(shù)，Re不能大于106。3.2.2 驗(yàn)算流速 管道內(nèi)氣體的流速V不應(yīng)大于10 m/s。

20、V = 4Q/（d2） 式中： V 管道內(nèi)氣體的流速（m/s）； Q 通過管段的氣體體積流量（m3/s）； d 管道內(nèi)徑（m）。因 Q = Q0P0T/（PT0），當(dāng)T = 35=308°K；T0 =273°K；P0 =0.1MPa時(shí)， V = 0.1436475 Q0/（Pd2）將Q0的單位由m3/s 換成L/min（1L/min = 0.000017m3/s），d的單位由（m）改為（mm），則 V = 2.394 Q0/（Pd2） -（3.6）式中： V 管道內(nèi)氣體的流速（m/s）； Q0 0時(shí)一大氣壓氣體的流量（L/min）；d 管道內(nèi)徑（mm）； P 計(jì)算截面上氣體

21、的絕對(duì)壓力（MPa）。當(dāng)知道氣體的流量、壓力和管徑后，可通過3.6式計(jì)算出管內(nèi)氣體的流速，V不應(yīng)大于10 m。3.3 已知?dú)怏w種類、壓力和流量，求管徑3.3.1 受阻力損失限制的管徑首先根據(jù)管路最大計(jì)算長度上允許的壓力損失計(jì)算出單位管長允許的壓力損失Pi （Pa/m），再算出3.2式的系數(shù)k,便可利用3.2式算出管徑。式中的k值也可從表7中選取。對(duì)于負(fù)壓系統(tǒng)（包括醫(yī)用真空系統(tǒng)和真空泵麻醉廢氣排放系統(tǒng)），如果氣體的主要成分為空氣，若將最大負(fù)壓損失控制在0.013 MPa以內(nèi)，并取 Pi = 60Pa/m。則d 2.077 Q00.37/ P 0.21 -（3.7）式中： Q0 0時(shí)一大氣壓氣體的

22、流量（L/min）； P 管道內(nèi)氣體絕對(duì)壓力的平均值（MPa）。醫(yī)用真空系統(tǒng)和負(fù)壓麻醉廢氣排放系統(tǒng)如允許Pi = 110Pa/m，則 d 1.829 Q00.37/ P 0.21 -（3.8） 3.3.2 受最大流速限制的管徑當(dāng)T = 35，管內(nèi)氣體流速 V = 10 m/s 時(shí)： d = （0.24 Q0/ P）0.5 -（3.9）式中： d 管道內(nèi)徑（mm）； Q0 0時(shí)一大氣壓氣體的流量（L/min）； P 計(jì)算截面上氣體的絕對(duì)壓力（MPa）。當(dāng)氣體種類、流量和絕對(duì)壓力確定之后，可由（3.2）式、（3.7）式和（3.8）式計(jì)算管道內(nèi)徑d ，同時(shí)按（3.5）式和（3.6）式分別計(jì)算對(duì)應(yīng)的雷

23、諾數(shù)Re和流速V,當(dāng)V10時(shí)改用（3.9）式計(jì)算道內(nèi)徑d 。3.3.3 管子壁厚的計(jì)算醫(yī)用氣體一般在常溫下工作，管子設(shè)計(jì)壁厚t 按下式計(jì)算： t = tS + C1 + C2 + C3 式中： tS 計(jì)算厚度（mm）。它是管子承受內(nèi)壓所需的壁厚。 C1 管材壁厚負(fù)偏差（mm）； C2 腐蝕裕量（mm）； C3 工藝減薄量（mm）。(1).管子承受內(nèi)壓所需的壁厚（tS）醫(yī)用氣體是低壓氣體，一般tS/D 1/6，此時(shí)tS的計(jì)算公式為： tS = PD/（2+0.8P） 式中： P 設(shè)計(jì)壓力（MPa）； D 管子外徑（mm）； 管材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（MPa）； 焊縫系數(shù)。設(shè)計(jì)壓力一般應(yīng)取安全閥

24、的開啟壓力。安全閥的開啟壓力取為管內(nèi)氣體最高工作壓力的1.1倍。醫(yī)用氣體管道材料的許用應(yīng)力見表10。 管道材料在常溫下的許用應(yīng)力 表10管 道 材 料b （MPa）安全系數(shù)（MPa）鍍鋅焊接鋼管3353112不銹鋼5204137TP2M （軟態(tài)）2057.6541.2TP2Y2 （半硬態(tài)）250550TP2Y （硬態(tài)）3153.2563焊縫系數(shù)：無縫管取= 1 ；直縫焊接管取= 0.8 ；螺旋縫焊接管取= 0.6。(2).管材的壁厚負(fù)偏差 無縫管材的壁厚負(fù)偏差C1 見表11。(3).腐蝕裕量 純銅管在大氣中和純凈醫(yī)用氣體中的年腐蝕速度很?。?.05mm）； 不銹鋼： C2 = 0； 無縫管材的

25、壁厚負(fù)偏差C1 表11品 種壁厚t（mm）普通級(jí)偏差（% t）較高級(jí)偏差（% t）鍍鋅焊接鋼管26-12.5冷拔不銹鋼管33-14-10-10-10熱軋不銹鋼管15-12.5-12.5流體輸送銅管0.66-10 (4).工藝減薄量 .當(dāng)管子的彎曲半徑R符合表12規(guī)定并R3.5D時(shí)，可不考慮彎曲工藝減薄量。即光管的C3 = 0。.當(dāng)管子上車有螺紋時(shí)，C3 即為螺紋深度。常用管螺紋尺寸見表13。 管子的彎曲半徑 表12彎曲前管子的壁厚彎曲半徑R1.06tR6DN1.08t6DNR5DN1.14t5DNR4DN1.25t4DNR3DN 注:DN 公稱直徑 管子、管件、閥門的公稱直徑系列 表13公稱直

26、徑DN（mm）管螺紋尺寸公稱直徑DN（mm）管螺紋尺寸公稱直徑DN（mm）管螺紋尺寸公稱直徑DN（mm）管螺紋尺寸6151/2321 1/4652 1/281/4203/4401 1/2803103/82515021004（5）.管子承受外壓所需要的壁厚 根據(jù)Bresse-Bryan公式，當(dāng)管長遠(yuǎn)大于管子外徑，波形數(shù)取n = 2時(shí)，管子的失穩(wěn)臨界外壓為： Pcr = 2.19E（T/2R0）3 式中： E 材料的彈性模量（MPa）； T 管壁的有效厚度（名義厚度扣除厚度C1、C2、C3），（mm）； R0 管子的外半徑（mm）。取失穩(wěn)安全系數(shù)m = 3時(shí)，管子的外壓P應(yīng)滿足：P Pcr/3 的

27、要求。由此可得負(fù)壓吸引管的最小壁厚計(jì)算公式： T =D -（3.10） 式中： （1.37P/E）0.33； D 管子的外徑（mm）。當(dāng)取管子的外壓P = 0.1Mpa，溫度為20時(shí)，系數(shù)見表14。由表16可知，估算時(shí)可取 = 0.011，即（3.10）式可簡化為： T =0.011D 式中：D 管子的外徑（mm）。 系數(shù) 表14管子材料E（MPa）碳鋼192×1030.00894不銹鋼195×1030.00889純銅110×1030.01076【管子壁厚計(jì)算示例】 TP2Y2銅管壁厚（mm） 表15銅 管 外 徑設(shè)計(jì)壓力：0.55MPa設(shè)計(jì)壓力：1.1MPa設(shè)計(jì)

28、厚度計(jì)算厚度負(fù)偏差腐蝕余量設(shè)計(jì)厚度計(jì)算厚度負(fù)偏差腐蝕余量81.00.0440.100.8561.00.0870.100.813101.00.0550.100.8451.00.1090.100.791121.00.0660.100.8341.20.1310.120.949161.00.0880.100.8121.20.1740.120.906221.20.1200.120.9601.20.240.120.840281.20.1530.120.9271.50.3050.151.045351.20.1920.120.8881.50.3820.150.968441.20.2410.120.8391.5

29、0.4800.150.870551.50.3010.151.0492.00.6000.201.200701.50.3830.150.9672.00.7630.201.037851.50.4650.150.8852.00.9270.200.8731052.50.5750.251.6752.51.1450.251.105 不銹鋼管壁厚（mm） 表16 不銹鋼管外徑設(shè)計(jì)壓力：0.55MPa設(shè)計(jì)壓力：1.1MPa設(shè)計(jì)厚度計(jì)算厚度負(fù)偏差設(shè)計(jì)余量設(shè)計(jì)厚度計(jì)算厚度負(fù)偏差設(shè)計(jì)余量81.00.0160.100.8841.00.0320.100.868101.00.0200.100.8801.00.0400.10

30、0.860121.00.0240.100.8761.00.0480.100.852140.60.0280.060.5120.60.0560.060.484200.60.0400.060.5000.60.0800.060.460260.80.0520.080.6680.80.1040.080.616351.00.0700.100.8301.00.1400.100.760401.00.0800.100.8201.00.1600.100.740501.00.1000.100.8001.00.2000.100.700671.20.1300.120.9501.20.2680.120.812761.50.

31、1520.151.1981.50.3040.151.0461021.50.2040.151.1461.50.4080.150.9423.3.4 管子尺寸的規(guī)格化 計(jì)算出所需的管子內(nèi)徑d和設(shè)計(jì)壁厚t后，應(yīng)將它們調(diào)整為市場供應(yīng)的管子規(guī)格。需要用管件連接的管子，其直徑還要調(diào)整到公稱直徑系列中來。管道直徑之所以要選擇表17的優(yōu)先數(shù)值，是因?yàn)樗鼈兪桥c管件、閥門的規(guī)格相配套的。醫(yī)用氣體系統(tǒng)常用的管子品種、規(guī)格見表18、表19和表20。銅管通徑的優(yōu)先選用系列 表17通徑銅管外徑通徑銅管外徑通徑銅管外徑通徑銅管外徑DN68DN1516DN3235DN6570DN810DN2022DN4044DN8085DN1

32、012DN2528DN5055DN100105 常用銅管和不銹鋼管的規(guī)格和內(nèi)徑（mm） 表18公稱外徑無 氧 銅 管薄 壁 不 銹 鋼 管規(guī) 格內(nèi) 徑規(guī) 格內(nèi) 徑插接用管內(nèi) 徑對(duì)接用管內(nèi)徑DN68×168×168×168×16DN810×1810×1810×1 810×18DN1012×11012×1.29.612×11012×110DN1516×11416×1.213.614×0.612.818×1.515DN2022×1.

33、219.622×1.219.620×0.618.825×1.522DN2528×1.225.628×1.52526×0.824.432×1.529DN3235×1.232.635×1.53235×13338×1.535DN4044×1.241.644×1.54140×13845×1.542DN5055×1.55255×25150×14857×1.554DN6570×1.56770×266

34、67×1.264.676×2.571DN8085×1.58285×28176×1.57389×2.584DN100105×2.5100105×2.5100102×1.599108×3.5101 常用鍍鋅鋼管規(guī)格尺寸 表19 常用PVC-U管規(guī)格尺寸 表20通 徑外 徑壁 厚內(nèi) 徑每米重規(guī) 格外 徑壁 厚內(nèi) 徑mmmmmmmmkg / mmmmmmmmmDN610.226.20.430DN813.52.58.50.71320×220216DN1017.22.512.20.95325

35、15;225221DN1521.32.815.71.33532×232228DN2026.92.821.31.73940×240236DN2533.73.227.32.50350×250246DN3242.43.535.43.47963×2.5632.558DN4048.33.541.34.00675×2.9752.969.2DN5060.33.852.75.47590×3.5903.583DN6576.1468.17.354110×3.91103.9102.2DN8088.9480.98.660125×4.412

36、54.4116.2DN100114.34106.311.250140×4.91404.9130.2DN125139.74131.713.841160×5.61605.6148.8DN150168.34.5159.318.687180×6.31806.3167.4DN200219.14.5210.124.482200×7.32007.3185.43.3.5 編制管道尺寸選擇表手術(shù)部的主要用氣單元是手術(shù)室，所以先編制以手術(shù)室數(shù)量作為流量單位的管道尺寸選擇表。制表時(shí)先按氣體種類依次算出不同手術(shù)室數(shù)量所對(duì)應(yīng)的流量，再根據(jù)3.2式、3.7式、3.8式分別計(jì)算單位管

37、長壓力損失Pi等于設(shè)定值時(shí)的管徑，同時(shí)按（3.5）式、（3.6）式分別計(jì)算對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)Re和流速V。當(dāng)V0時(shí)，改用（3.9）式計(jì)算道內(nèi)徑d 。最后，按表18、19、20確定對(duì)應(yīng)的管子規(guī)格。將手術(shù)室數(shù)量、流量、管子規(guī)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系依次列成表格即為管道尺寸選擇表。計(jì)算時(shí)，各種正壓氣體取氣體終端處的額定壓力作為設(shè)計(jì)壓力；真空管道取管道內(nèi)的平均壓力作為設(shè)計(jì)壓力。 其它參數(shù)取自GB50751醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范 附錄B（摘錄于后）和GB50333醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范等文件。 管內(nèi)氣體流量按下式計(jì)算： Q =Qa+Qb(n-1) 式中： Q 設(shè)計(jì)流量（L/min); Qa 終端處的額定流量（L/min

38、)，按GB50751附錄B取值; Qb 終端處的計(jì)算平均流量（L/min)，按GB50751附錄B取值; n 由該管子供氣的手術(shù)室數(shù)量; 同時(shí)使用系數(shù)，按GB50751附錄B取值。 為確保同時(shí)用氣的手術(shù)室都能得到足量的供氣，流量計(jì)算時(shí)對(duì)GB50751和GB50333中規(guī)定的同時(shí)使用系數(shù)作如下處理（表21）: 向 n間手術(shù)室供氣的總流量(L/min) 表21氣體種類QaQb(%)手術(shù)室數(shù)量n(L/min)123456789氧 氣1001075100110120130130140150160160氬 氣15158015304560757590105120器械空氣350350N4時(shí)50n4時(shí)2535

39、07007007007001050105010501050醫(yī)用氮?dú)?503503507007007007001050105010501050 根據(jù)GB50751附錄B設(shè)定每個(gè)引射式麻醉廢氣排放終端每分鐘消耗20升器械空氣（或氮?dú)猓┮延?jì)入每個(gè)手術(shù)室的器械空氣(或氮?dú)?的消耗量。 制成的手術(shù)室管道尺寸選擇表見附表1、附表2、附表3、附表4和附表5，它們都是按手術(shù)室數(shù)量排序的。管路設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)管子的材質(zhì)、允許的單位管長壓力損失（Pi）、氣體種類、由此管供氣的手術(shù)室數(shù)量來確定管道規(guī)格。正如GB50751醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范 附錄B所示，各科室使用的醫(yī)用氣體種類、流量是不盡相同的，而一根管道可能要同時(shí)

40、供應(yīng)不同的科室用氣，那末它的管子規(guī)格如何確定呢？在這種情況下，我們可以把不同科室的用氣量折算成手術(shù)室的用氣量（或與有關(guān)手術(shù)室的用氣量相加），然后根據(jù)折算后的手術(shù)室總數(shù)（或折算后的總流量）查表確定管子規(guī)格。3.4 已知?dú)怏w種類、壓力和管徑，求管子的許用流量3.4.1 受阻力損失限制的許用流量在知道氣體種類、工作壓力P和允許的單位管長壓力損失Pi的情況下，先算出4.3式中的系數(shù)，再利用4.3式求得各種規(guī)格管子的最大流量。式中的系數(shù)也可從表9中選取。 Pi=60Pa/m時(shí)負(fù)壓管道的 =0.137；Pi=120Pa/m時(shí)負(fù)壓管道的 =0.204。3.4.2 受流速限制的許用流量 管內(nèi)氣體的流量還必須滿足流速 10 m/s的限制條件，即當(dāng)T = 35時(shí)， Q0Pd2/0.24 -（3.11） 式中： Q0 0時(shí)一大氣壓氣體的流量（L/min）；P 計(jì)算截面上氣體的絕對(duì)壓力（MPa）； d 管道內(nèi)徑（mm）。 根據(jù)3.3式和3.7式分別算出各種規(guī)格管子的許用流量，兩者比較取其小者作為該種規(guī)格管子的設(shè)計(jì)許用流量。按上述方法分別算出各