入口绝压压降比 0.72%仍需叠加过滤器、干燥机和末端阀组厂家压降
CALCULATOR 65 / 84
压缩空气 / 气体管路压降
将标准状态流量换算为工作状态质量流量和体积流量，通过平均压力迭代计算密度、流速、雷诺数、摩擦系数及沿程和局部压降。
COMPRESSED GAS · V1.0.0
本地即时计算 · 参数不上传计算工作台
工作状态压降
- 平均工作流量
- 15.488 m³/h
- 平均流速
- 5.349 m/s
- 雷诺数
- 86,316
- Darcy摩擦系数
- 0.0244
- 平均密度
- 9.328 kg/m³
计算关系
质量流量由标准状态流量和标准密度确定
工作状态密度按平均绝对压力和温度修正
总压降：Δp = (λL/D + Σζ)ρv²/2，λ按层流或Swamee-Jain近似计算
适用范围与假设
首版采用等温、单相、稳态平均压力迭代模型，标准状态定义为20℃和101.325kPa。
压降占入口绝对压力较大、跨声速、长距离或大温差工况需要更完整的可压缩流动模型。
先确认计算边界
- 必须区分Nm³/h和工作状态m³/h。
- 输入实际内径，不要直接使用公称管径。
- 过滤器、干燥机、阀岛和快速接头应优先采用厂家压降曲线。
公式和单位换算均在浏览器完成，不向服务器提交输入参数。
理论知识
气体沿程降压时，密度、工作流量与速度会同时变化
本页从质量流量守恒出发，将参考体积流量、工作体积流量、雷诺数、粗糙度、局部阻力与可压缩模型逐层展开，并明确首版平均压力迭代的边界。
01 · 流量口径
标准流量先转换为质量流量，再进入工作状态
质量流量ṁ=ρref·Qref
工作流量QB=ṁ/ρB
平均密度ρB≈ρref·pm/pref·Tref/T
管内压力下降时密度降低、工作体积流量和速度升高，但质量流量守恒。直接把 Nm³/h 当作管内 m³/h 会显著低估高压管路的密度，也会错误计算流速。
02 · 模型层级
等温、绝热与完整可压缩模型适用于不同边界
| 模型 | 热交换假设 | 适用判断 |
|---|---|---|
| 平均压力等温迭代 | 温度近似恒定 | 压降占比小、工业管网预核算 |
| 等温可压缩管流 | 与环境换热充分 | 长管、稳态、温度变化小 |
| 绝热/等熵局部流 | 几乎无热交换 | 喷嘴、孔口、短时高速流 |
| Fanno/数值模型 | 摩擦、密度和马赫数耦合 | 高速、大压降、接近阻塞 |
本计算器属于第一层快速模型。压降比例、流速或马赫数明显偏大时，不应靠增加迭代次数延伸适用范围。
03 · 摩擦与流态
雷诺数、相对粗糙度共同决定沿程阻力
雷诺数Re=ρvD/μ
层流λ=64/Re
湍流近似λ=0.25/[log₁₀(ε/3.7D+5.74/Re⁰·⁹)]²
| 管材/状态 | 绝对粗糙度参考 | 使用说明 |
|---|---|---|
| 拉制铜管/塑料管 | 约 0.0015–0.007 mm | 新管参考，接头另计 |
| 商用钢管 | 约 0.045 mm | 常用初算值 |
| 镀锌或轻度腐蚀管 | 约 0.1–0.2 mm | 服役状态差异大 |
| 严重结垢旧管 | 可能 >0.5 mm | 应实测或保守反算 |
表中仅是前期范围，不替代管材厂家数据；波纹管、软管和非圆截面不能直接套用光滑圆管粗糙度。
04 · 局部阻力
附件损失应与直管损失分开识别
总压降Δp=(λL/D+Σζ)·ρv²/2
等效长度Leq=Σζ·D/λ
弯头、三通、变径、截止阀、快速接头和软管可能成为主要瓶颈。过滤器、干燥机、调压阀和阀岛内部流道复杂，应优先使用厂家在规定入口压力下的压降—流量曲线。
05 · 可接受压降
最低使用点压力比“总管平均压力”更重要
- 按最远且同时流量最大的路径逐段汇总，不用整网一根等效管掩盖支路瓶颈。
- 环形管网允许气流从两侧供给，需按各段流量重新分配。
- 不要用整体提高空压机压力长期补偿局部管径、接头或过滤器压降。
- Atlas Copco 的管网资料将固定管路 0.1 bar 作为常见设计目标之一，但实际限值应由末端设备最低动态压力反推。
06 · 升级信号
出现这些信号时停止使用首版模型
| 信号 | 风险 | 下一步 |
|---|---|---|
| 压降占入口绝压较大 | 平均密度法误差增大 | 分段或可压缩管流求解 |
| 局部接近声速 | 可能出现阻塞流 | 计算马赫数与临界流量 |
| 长管温差明显 | 等温假设失效 | 耦合能量方程 |
| 脉冲用气/储气供气 | 稳态流量不代表瞬态 | 建立容积—压力时间模型 |
| 多支路环网 | 流量分配未知 | 管网节点求解 |