流量计
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一个截面单位时间流过流体的量就叫“流量”。流体最基本的物理量就是体积和质量,那么流量的单位就应该是体积或者质量与时间的比值,如mL/min、L/min、m?/h、g/s等,这些单位就分别称为体积流量、质量流量。
什么是工况和标况
谈到气体,就离不开影响气体体积的两大因素:压力和温度。一定量的气体,当压力和温度发生改变时,体积也随之变化。由压力和温度所确定的气体环境我们称之为工况,在这种状况下测的气体流量称为工况流量。
工况:实际工作状态下的流量,单位:m?/h
标况:温度20℃、一个大气压(101.325kPa)下的流量,单位:Nm?/h
注意:通常所指的标况是温度为0℃(273.15开尔文)和压强为101.325千帕(1标准大气压,760毫米汞柱)的情况,区别于我国工业气体标况的规定。
两种状态下的单位都是一样的,只是对应的流量不同而已。另外不同国家所指的标态也不一样
(二)计算方程
根据理想气体状态方程:pV=nRT。
这个方程有4个变量:p是指理想气体的压强,V为理想气体的体积,n表示气体物质的量,而T则表示理想气体的热力学温度;还有一个常量:R为理想气体常数。
PV/T=nR为常数,所以P1×V1/T1=P2×V2/T2
设标况下体积流量为V0,温度T0=273+20=293k,压力P0=101.325Kpa=0.101325Mpa,
工况下体积流量为V,温度T(摄氏度),压力P(表压力,Mpa),忽略压缩因子的变化有V*(P+0.101325)/(T+273)=V0*P0/T0
Nm
标况优势
标况流量相比于工况流量有什么优势呢?
因为压力和温度确定,气体的密度以及其它物性参数也就确定了,那么知道气体体积就可以准确计算出气体质量,因此,标况流量也被行业里习惯性称为质量流量,相应地工况流量也被称为体积流量了
流量计选型计算实例
问题:已知某一供气管线的实际工作压力为(表压)0.8MPa~1.2MPa,介质温度范围为-5℃~40℃,供气量为3000~10000Nm?/h(标况流量),在不考虑天然气组分情况下,要求确定流量计的规格型号。
解答:根据气态方程先将标况流量换算成工况流量,然后再选择合适的口径。气体方程式如下:
Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2
式中:C为换算系数;F为气体压缩因子
计算:
①当介质压力低,温度最高时,应具有最大标况体积流量,
即Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2=1200.87m?/h
②当介质压力最高,温度低时,应具有最小标况体积流量,
即Qmin=213.51m?/h
从以上计算结果得知,要选择的流量计其工况流量范围为(214-1200)m?/h。
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