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渦街流量計工況和標況的區別與換算

渦街流量計標況和工況之間的不同是什麼呢☁▩·₪?如何計算氣體狀態☁▩·₪?標況流量與工況流量又該如何轉換呢☁▩·₪?今天╃│•,小編就來幫你輕鬆搞定標況和工況的相關知識↟╃│·。


標況和工況的區別

工況↟₪✘:實際工作狀態下的流量╃│•,單位↟₪✘:m³/h

標況↟₪✘:溫度20℃✘☁、一個大氣壓(101.325kPa)下的流量╃│•,單位↟₪✘:Nm³/h

注意↟₪✘:通常所指的標況是溫度為0℃(273.15開爾文)和壓強為101.325千帕(1標準大氣壓╃│•,760毫米汞柱)的情況╃│•,區別於我國工業氣體標況的規定↟╃│·。

兩種狀態下的單位都是一樣的╃│•,只是對應的流量不同而已↟╃│·。另外不同國家所指的標態也不一樣↟╃│·。


計算方程

根據理想氣體狀態方程

其方程為pV=nRT↟╃│·。

這個方程有4個變數↟₪✘:p是指理想氣體的壓強╃│•,V為理想氣體的體積╃│•,n表示氣體物質的量╃│•,而T則表示理想氣體的熱力學溫度;還有一個常量↟₪✘:R為理想氣體常數↟╃│·。

PV/T=nR為常數╃│•,

所以P1×V1/T1=P2×V2/T2

設標況下體積流量為V0╃│•,

溫度T0=273+20=293k╃│•,壓力P0=101.325Kpa=0.101325Mpa╃│•,

工況下體積流量為V╃│•,溫度T(攝氏度)╃│•,壓力P(表壓力╃│•,Mpa)╃│•,

忽略壓縮因子的變化有V*(P+0.101325)/(T+273)=V0*P0/T0

z113.jpg

注意↟₪✘:一般天然氣都是中低壓輸送╃│•,低壓入戶╃│•,都是帶有壓力的╃│•,屬於工況↟╃│·。

天然氣的計量按標準狀態(嚴格的說是準標準狀態╃│•,我們叫它常態)來計量的╃│•,一般貿易計量按20℃╃│•,1個大氣壓力(0.1013MPa)狀態下的體積計量╃│•,比標準狀態下的體積稍大一些╃│•,對賣方有利(因為本來是乘以273╃│•,按照20℃的話就是乘以273+20╃│•,所以變大了)↟╃│·。

在國際標準中的標準狀態是0℃╃│•,1個標準大氣壓力↟╃│·。

對於氣體來說不同的壓力╃│•,其體積會差很大(氣體很易壓縮)╃│•,當然體積流量會差很大╃│•,同徑條件下不同工況下的流速自然也會差很大╃│•,比方同直徑蒸汽管線對於10bar和3.5bar時最大流量是不同的↟╃│·。

工藝計算時用工況或用標況取決於你查的圖表✘☁、用的常數╃│•,兩種狀態的計算都是可能出現的↟╃│·。

比方在定義壓縮機引數時╃│•,我們常用標況下的引數來給廠家提條件╃│•,同時我們也提供溫度大氣壓力等引數供做工況下的校正╃│•,這麼做的好處是我們可以用同一個狀態來表明引數╃│•,就如同泵的效能曲線都是用清水來說的╃│•,沒人會說汽油的效能曲線是什麼╃│•,原油的效能曲線又是什麼↟╃│·。

在很多計算中用的都是工況╃│•,比方計算流速時↟╃│·。


氣體的標準狀態

氣體的標準狀態分三種↟₪✘:

1✘☁、1954年第十屆國際計量大會(CGPM)協議的標準狀態是↟₪✘:溫度273.15K(0℃)╃│•,壓力101.325KPa↟╃│·。世界各國科技領域廣泛採用這一標態↟╃│·。

2✘☁、國際標準化組織和美國國家標準規定以溫度288.15K(15℃)╃│•,壓力101.325KPa作為計量氣體體積流量的標態↟╃│·。

3✘☁、我國《天然氣流量的標準孔板計算方法》規定以溫度293.15K(20℃)╃│•,壓力101.325KPa作為計量氣體體積流量的標準狀態↟╃│·。

天然氣標況體積換算公式和普通氣體的不一樣╃│•,必須符合中國石油天然氣總公司釋出的標準↟╃│·。

氣體的氣態方程式↟₪✘:

Qn=Zn/Zg*(Pg+Pa)/Pn*Tn/Tg*Qg

式中↟₪✘:

Qn——標準狀態下的體積流量(Nm³/h)

Zn——標準狀態下的壓縮係數

Zg——工作狀態下的壓縮係數

Pg——表壓(KPa)

Pa——當地大氣壓(KPa)

Pg+Pa——工況下的絕對壓力

Pn——標準大氣壓(101.325KPa)

Tn——標準狀態下(天然氣國標20℃)的絕對溫度(293.15K)

Tg——介質的絕對溫度(273.15+t)K

t——被測介質的攝氏溫度(℃)

Qg——未經修正的體積流量(m³/h)

注↟₪✘:帶n的是標況引數╃│•,帶g的是工況引數↟╃│·。


標況與工況之間的換算例項

通常我們所說的流量為了便於統一的單位╃│•,都是述說的標況狀態的流量;而工廠執行記錄的實際流量基本都是工況狀態下的流量↟╃│·。

1.標況流量到工況流量換算的例項↟₪✘:

Q

空壓機額定產氣量2立方/分鐘╃│•,管道壓力8公斤╃│•,實際管道的工況流量是多少☁▩·₪?

A

粗略計算╃│•,假設壓縮空氣溫度20度↟╃│·。

工況流量=2/(0.8+0.101325)*0.101325

=0.2248立方/分鐘

式中↟₪✘:0.101325是大氣的絕對壓力;0.8為管道壓力╃│•,單位是MPa↟╃│·。

2.工況流量到標況流量換算的例項↟₪✘:

Q

氧氣管道壓力12公斤╃│•,工況流量10立方/小時╃│•,標況流量是多少☁▩·₪?

A

假設溫度為20度╃│•,不參與運算↟╃│·。

標況流量=10/0.101325*(1.2+0.101325)

=128.43立方/小時

式中↟₪✘:0.101325是大氣的絕對壓力;1.2為管道壓力╃│•,單位是MPa↟╃│·。


流量計選型計算例項

已知某一供氣管線的實際工作壓力為(表壓)0.8MPa~1.2MPa╃│•,介質溫度範圍為-5℃~40℃╃│•,供氣量為3000~10000Nm³/h(標況流量)╃│•,在不考慮天然氣組分情況下╃│•,要求確定流量計的規格型號↟╃│·。

答↟₪✘:根據氣態方程先將標況流量換算成工況流量╃│•,然後再選擇合適的口徑↟╃│·。

氣體方程式如下↟₪✘:

Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2

式中↟₪✘:C為換算係數;F為氣體壓縮因子

計算↟₪✘:

①當介質壓力最低╃│•,溫度最高時╃│•,應具有最大標況體積流量╃│•,

即Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2=1200.87m³/h

②當介質壓力最高╃│•,溫度最低時╃│•,應具有最小標況體積流量╃│•,

即Qmin=213.51m³/h

從以上計算結果得知╃│•,要選擇的流量計其工況流量範圍為(214-1200)m³/h↟╃│·。

根據計算的流量範圍╃│•,選擇滿足工況要求的流量計↟╃│·。

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