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天然气流量计算实例(孔板开孔直径设计计算)
点击次数:512 发布时间:2020-12-20 11:19:20
孔板开孔直径设计计算以满足给定工作条件为准则。本实例按角接取压方式计算,法兰取压方式与之类似。
已知条件
测量管内径:D20=259.38mm(20号钢的新无缝管)
气流常用流量:qnp=8.14m3/s;*大流量:qnk=11.25m3/s;*小流量:qnx=4.00m3/s。
气流常用温度:=15℃
气流常用差压:
气流常用表静压:
当地常用大气压:
节流装置经检验符合SY/T6143-1996标准有关技术规定。
采用1级精确度的差压计、压力计和温度计:差压计刻度上限为25000Pa;压力计刻度上限为2.50MPa;温度计刻度上限为100℃
天然气组分:
组分
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
2-甲基丙烷
戊烷
2-甲基丁烷
己烷
氢气
氦气
氮气
二氧化碳
摩尔分数
0.8682
0.0625
0.0238
0.0072
0.0064
0.0025
0.0034
0.0027
0.0004
0.0004
0.0068
0.0157
辅助计算
求测量管直径D。按式(A3)求出D值。
D=259.38
求天然气的相对密度Gr。按A1.2规定
Gr=Gi
其中 Gi=
=0.4809+0.0649+0.0362+0.0144+0.0128+0.0062+0.0085+0.0080+0.0000=0.0001+0.0066+0.0239
=0.6625
Zn=1-
=0.0511
则 Zn=1-0.05112+0.0005(22)
又 Za=0.99963
所以 Gr=0.6625
求天然气的等熵指数。按A1.3规定
 
从表A6查得相应流动状态下的比定压热容cp=2.324,定容比热容cv=1.713。
所以 
求天然气的动力黏度。按A1.1.3有关规定,天然气的动力黏度由表A5查得相应流动状态下的黏度值,即
 
求管径雷诺数ReD。
常用流量时的管径雷诺数
ReDcom=6
ReDcom =6
ReDcom=6
计算顺序
求近似值。因为
 
由式(3.49)得
CE
其中 FG=1.2272[按式(3.50)计算]
FZ=1.0204(按A1.4计算)
FT=1.0086[按式(3.52)计算]
假设,则
E=1.0719[按式(3.49)计算]
C=0.6038[按式(21)计算]
因此
 
迭代计算。用近似值代入式(25)、式(22)、式(21)、求、E、C等值,再求值,进而求出d值。此时
 
E=1.0603
C=0.6038
 =0.5797
d=0.5797
差压计刻度核算。由式(3.49)得
 
*大流量时差压计刻度核算。假设*大流量时差压计刻度为刻度上限的90%(等分刻度)或94.9%(二次方根刻度),则
 
此时 [按式(25)计算]
E=1.0617[按式(3.49)计算]
C=0.6037[按式(21)计算]
当流量达到*大时,差压计刻度为刻度上限的百分数约为
emax=等分刻度或97.8%二次方根刻度
改值未超过差压计刻度上限,符合设计要求,无需再迭代。
*小流量时差压计刻度核算。假设*小流量时差压计刻度为刻度上限的10%(等分刻度)或31.6%(二次方根刻度),则
此时 [按式(25)计算]
C=0.6040[按式(21)计算]
2
当流量降至*小时差压计刻度为刻度上限的百分数约为
emin=等分刻度)或34.6%(二次方根刻度)
该值未降至差压计刻度上限的10%(等分刻度)或31.6%(二次方根刻度)以下,无需再迭代。
经*大和*小流量时差压计指示刻度核算,证明孔板开孔直径D=150.34mm的设计计算合理。
按式(23)计算 d20=150.35mm。