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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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