壓力液壓管路的推薦流速
2022-05-31

某試驗臺液壓系統分別由三臺液壓泵供油，液壓站放置在遠離試驗臺的一個工作間，距試驗臺近60m，管路要求布置在地下通道里，額定工作流量分別是32L/min、114L/min、114L/min，其額定工作壓力是21MPa，管道壓力波動值＜2%，試驗臺共一根油管回油，要求回油壓力損失小于0.1MPa。液壓系統使用的介質是10號航空液壓油，由于航空液壓油易泄漏，壓力波動和壓力損失有要求，施工場所不容易施工等原因，在施工時要進行充分的計算和合理施工。

一、油管管徑的計算

① 32L/min壓力管的計算。壓力液壓管路的推薦流速v為2.5～6.5m/s，考慮到管路較長，取v=4m/s，則油管的內徑d1為

d1=4.61√Q/v=4.61√32/4=13(mm)

式中；v為管路中油液的流速，m/s；Q為通過油管的流量，L/min；d1為高壓油管內徑，mm。

根據其額定工作壓力是21MPa和地下通道的潮濕環境，選用Ф22mm×2.5mm的不銹鋼管，其內徑為Ф17mm，實際流速為2.35m/s。

② 114L/min壓力管的計算。壓力液壓管路的推薦流速v=2.5～6.5m/s，考慮到管路較長，取v=4m/s，則油管的內徑d2為

d2=4.61√Q/v=4.61√114/4=24.6(mm)

式中：v為管路中油液的流速，m/s；Q為通過油管的流量，L/min；d2為大高壓油管內徑，mm。

根據其額定工作壓力是21MPa和地下通道的潮濕環境，選用Ф34mm×4.5mm的不銹鋼管，其內徑為Ф25mm，實際流速為3.87m/s。

③ 回油管的計算?；赜鸵簤汗苈返耐扑]流速v=1.5～4.5m/s，考慮到管路較長，取v=1.5m/s，則油管的內徑D為

D=4.61√Q/v=4.61√260/1.5=60.6(mm)德國瑞好公司在1972 年開始生產交聯聚乙烯PEX 管道，REHAU (瑞好)至今已有超過35 年的歷史，具有豐富的PEX 管道生產及應用經驗。德國瑞好公司也是歐洲第一家將PE-Xa 管道應用于地板采暖系統的公司。德國瑞好公司于1985年向市場推出地板采暖系統，在地板采暖系統的開發、應用、安裝等具有20 年的豐富經驗。公司已與業內諸多優質供應商

式中：v為管路中油液的流速，m/s；Q為通過油管的流量，L/min，應該為三臺泵流量的總和260L/min；D為大高壓油管內徑，mm。

選用Ф75×3.5mm的不銹鋼管，其內徑為Ф68mm，實際流速為1.19m/s。

大蘭液壓油管

二、管路壓力波動和壓力損失的計算或驗證

① 小壓力管路蓄能器的計算與選擇。為了達到管道壓力波動值＜2%的要求，必須配備蓄能器，用于吸收液壓沖擊，以保證系統壓力穩定。

蓄能器的容積按經驗公式計算為

V0=0.0000656QL/(1-p1/p2)

=0.0000656×32×60/(1-21/21.42)=6.42

式中：V0為蓄能器的容積，L；p1為工作壓力，MPa； p2為系統允許的最高沖擊壓力，MPa，根據要求p2=1.02×21-21.42MPa；Q為管路中的流量，L/min；L為管路的長度，m。

選用10L公稱壓力為31.5MPa的蓄能器，蓄能器的充氣壓為為21MPa，考慮其介質為10號航空油，選用法蘭安裝形式。

② 大壓力管路蓄能器的計算與選擇。同上所述，蓄能器的容積按下面的經驗公式計算為

V0=0.0000656QL/(1-p1/p2)

=0.0000656×114×60/(1-21/21.42)=22.87

式中：V0為蓄能器的容積，L；p1為工作壓力，MPa；P2為系統允許的最高沖擊壓力，MPa，根據要求p2=1.02×21=21.42MPa；Q為管路中的流量，L/min；L為管路的長度，m。

選用兩個25L公稱壓力為31.5MPa的蓄能器，蓄能器的充氣壓力為21MPa，考慮其介質為10號航空油，選用法蘭安裝形式。

③ 回油管壓力損失的驗證。按要求回油管的壓力損失應該小于0.1MPa。按以下方法進行驗證。

a、計算回油管的沿程損失。雷諾數Re為

Re=vD/u=1.19×1000×68/10=8092

式中：v為回油管路中的液體流速，mm/s；D為回油管的內徑，mm；u為回油管內流體的運動黏度，10號航空液壓油的運動黏度為10mm/s。

沿程阻力系數λ為

λ=0.3164/Re0.25=0.3164/80920.25=0.03336

根據達西公式可以計箅出回油管的沿程損失p沿為

p沿=λLpv2/2/D=0.03336×60×850×1.192/2/0.068=17715.4(Pa)

式中：p沿為回油管的沿程損失，Pa；ρ為液體密度，kg/m3，10號航空液壓油的密度為850kg/m3；L為油管路的長度，m；。為回油管路中的液體流速，m/s；D為回油管的內徑，m。

b、彎頭的局部損失。在回油管路中還有四處90°的彎頭，這些地方的局部損失也不可小視，其彎管半徑尺為管外徑的2.5倍，即為190mm，根據雷諾數Re和R/D值，可以查得局部阻力系數ξ為0.21。

每個彎頭的局部損失p彎為

p彎=ξw2/2=0.21×850×1.192/2=126.4(Pa)

式中：船為回油管的彎頭的局部損失，Pa；ξ為局部阻力系數，ξ=0.21；ρ為液體密度，kg/m3，10號航空液壓油的密度為850kg/m3；h為回油管路中的液體流速，m/s。

c、回油管的高度壓力損失。液壓站的油箱回油處與工作臺相差2m，要克服這一高度回油，其高度壓力損失p高為

p高=10ρh=10×850×2=17000Pa

式中：p高為回油管的高度損失，Pa；ρ為液體密度，kg/m3，10號航空液壓油的密度為850kg/m3；h為回油管兩端的高度差，m，h=2m。

回油管路的壓力損失總和應該為沿程損失、四處彎頭的局部損失及高度損失之和，即

p損失=p沿+4p彎+p高=17715.4 +4×126.4+17000=35220.6Pa

回油管路的壓力損失為0.035MPa，小于0.1MPa的要求。