關於流量計算方法

2021-08-01 03:45:49 字數 4276 閱讀 3219

一. 流量計算公式

近幾年csd使用了孔板,彎管,阿牛巴,威力巴等流量測量元件。現將公式整理如下。

1. 孔板

流量計算式:

1)qv=qm/ρ1

式中 qm——質量流量,kg/s;

qv——體積流量,m3/s;

c ——流出係數;

ε——可膨脹性係數;

β——直徑比,β=d/d;

d——工作條件下節流件的孔徑,m;

d——工作條件下上游管道內徑,m;

△p——差壓,pa;

ρ1——上游流體密度,kg/m3。

由上式可見,流量為c、ε、d、ρ、△p、β(d)6個引數的函式,此6個引數可分為實測量(d、ρ、△p、β(d))和統計量(c,ε)兩類。實測量有的在製造安裝時測定,如d和β(d),有的在儀表執行時測定,如△p和ρ1統計量則是無法實測的量(指按標準檔案製造安裝,不經校準使用),在現場使用時由標準檔案確定的c及ε值與實際值是否符合,是由設計、製造、安裝及使用一系列因素決定的,只有完全遵循標準檔案(如gb/t2624-93)的規定,其實際值才會與標準值符合。但是,一般現場是難以做到的,因此,檢查偏離標準就成為現場使用的必要工作。

應該指出,與標準條件的偏離,有的可定量估算(可進行修正),有的只能定性估計(估計不確定的幅度與方向)。在實際應用時,有時並非僅乙個條件偏離,如果多個條件同時偏離,並沒有很多試驗根據,因此遇到多種條件同時偏離時應慎重對待。

2. 阿牛巴

流量計算式:

(2)——體積流量 (nm3/h)

——單位換算係數

——雷諾數修正係數

——材料熱膨脹係數

(k)——流量係數

——氣體膨脹係數

——標準壓力的校正係數

——標準溫度的校正係數

——流動溫度的校正係數

——超壓縮因子

——在標準溫度和壓力下,氣體的壓縮係數

——氣體的比重係數

——管道內徑(mm)

——工體壓力(kpa)

——差壓(kpa)

前11項為測量係數,我們用c表示(c值由生產商提供)

qvb=cd2 (2)

3. 威力巴

流量計算式:

3)注公式(3)帶壓力和溫度自動補償的流量計算公式。

差壓變送器所測差壓值 kpa

體積流量nm3/h (0℃標況)

工作絕對壓力kpa

工作溫度

測量係數 (生產廠商提供)

4. 彎管

流體沿彎管弧形通道流動時,由於受角加速度的作用,產生離心力,在彎管的內外側管壁處產生差壓,差壓與流量有一定關係,可以由差壓的測量求得流量值.本世紀初(2023年)已經有關於用彎管測量水流量的文章出現,隨後的幾十年彎管流量計的試驗研究一直在進行著,積累了豐富的資料,並在一些場合獲得應用,如作為管道的流量指示器、流量控制系統的檢測器和在核工業系統的應用等。彎管流量計的使用特點為:

可利用現場工藝管道的彎管,無需再安裝檢測件,無附加壓損,適用於髒汙介質,測量重複性好等。但是由於彎管的結構引數比較複雜,至今未有統一的結構形式,其流量係數需實流校準方能可靠應用。

流量計算式:

(4)式中 ——質量流量,kg/h;

——彎管管徑,mm;

——差壓,pa;

——密度,kg/m3;

流量係數, ;生產廠商提供

見表1.8.14。

表1.8.14

注:公式**:

公式(1)石油化工設計手冊化學工業出版社

公式(2)大連金州節流裝置成套裝置廠

公式(3)西安航聯測控裝置****(nick提供)

公式(4)節流裝置設計手冊化學工業出版社

說明:上述的四種流量測量元件,除了工藝引數外,對於孔板需要了解到β直徑比、c流出係數。阿牛巴(也有叫威力巴)需知測量係數。

但生產廠不同執行的標準都不一樣。大連金州節流裝置成套裝置廠就執行是美國標準。彎管,需要知道流量係數。

無論d(節流元件孔徑),c流出係數,流量係數,都是由生產廠商提供,如由csd設計時請於生產廠索取。不是csd設計時需要找到節流裝置的原始資料,因為無論是d還是c與數,都沒有通用性。這一點請特別注意。

二 .流量儀表的選用

1. 選型步驟

各類流量儀表都有各自的特點,選型的目的就是在眾多品種中揚長避短,選擇最適宜的儀表。要正確地選擇流量測量方法和儀表,必須熟悉儀表和被測物件兩方面的情況。

確定安裝流量儀表後,主要按五個方面進行,即儀表效能方面,流體特性方面,安裝條件方面,環境條件方面和經濟因素方面,各方面考慮因素如表2-1所示。

表2-1 流量計選型考慮因素

選型步驟大致為:

1 依據流體種類及五個方面因素初選可用儀表型別;

② 依據使用者要求逐步淘汰,餘下儀表型別排出次序;

③ 按五個方面因素再次進行仔細評比,最後淘汰至一種儀表型別。

2. 儀表效能方面

不同測量物件有各自測量目的,儀表效能各因素選擇有不同側重點,例如商貿結算和儲運測量

對準確度要求較高,而過程控制連續監測一般要求有良好的可靠性及重複性(精密度)。

應該針對使用目的確定準確度要求,如在較寬流量範圍保持準確度,還是在某一特定範圍即可?所選儀表的準確度能保持多久?是否易於週期校驗?

校驗的方式及代價如何?這些因素都影響儀表的選擇。

重複性是由儀表本身工作原理及製造質量決定的,它與儀表校驗所用基準高低無關。應用時要求重複性好,如使用條件變化大,則雖然儀表重複性高亦不會達到目的。

壓力損失關係到能量消耗,對於大口徑其意義較大,它可能大大增加幫浦功率消耗。選用**較高而壓損較小的儀表,從長期執行費用看更合算。

3. 流體特性方面

初選品種是按照流體種類選定的,而流體特性對儀表應用有很大影響。如流體物性引數與流體流動特性(這部分在安裝條件方面考慮)對測量精確度的影響,流體化學性質,髒汙結垢等與使用可靠性的關係等。物性引數對儀表精確度的影響程度視儀表工作原理而異,目前最常用的幾類流量計(差壓,浮子,容積,渦輪,渦街,電磁,超聲,熱式等)影響流量計特性的主要物性引數為密度(包括氣體壓縮係數及濕度)、粘度、等熵指數、電導率、聲速、比熱容和導熱係數等,其中尤以密度和粘度的影響最為重要。

密度是影響流量計特性的最主要的引數,其資料準確度直接影響計量精度。如速度式流量計測量的是體積流量,但是物料平衡或能源計量皆需用質量流量計算,因此這些流量計除檢測體積流量外,尚需檢測流體的密度,只在密度為常數或變動不影響計量精度時才可不必檢測。渦街流量計的優點是其檢測訊號不受物性的影響,但在使用時如果密度是變動的,同樣會影響其計量精度,這是因為它需把體積流量換算為質量流量。

差壓式流量計在流量方程中差壓和密度兩個引數處於同等地位,有同樣的作用,如果選用高精度差壓計,而流體密度卻確定得不准,則測量結果亦不會是高精度的。只有直接式質量流量計,如科氏質量流量計或熱式質量流量計,它們的訊號直接反映密度的變化,因此無需另外檢測密度引數。

粘度對流量計特性影響有兩種情況。其一為直接影響。兩種精確度最佳的渦輪流量計和容積式流量計,它們的流量特性深受粘度的影響,現場需要採用**粘度補償。

一般來說,渦輪流量計只適用於低粘度介質,而容積式流量計較適於高粘度介質。但是對某些測量物件,如**(高粘度)大流量測量,希望採用渦輪流量計。其二為間接影響。

粘度是判別流體性質的重要引數,牛頓流體或非牛頓流體就是視其粘度關係式不同而定。目前國內外已頒布的流量測量標準及規程都只適用於牛頓流體,這是乙個重要的使用條件。粘度是影響管道內流速分布的重要引數,流速分布對流量計特性的影響是流量計使用時的主要問題之一。

各種型別流量計應用不同的物理原理構成,而各種物理原理皆有其特殊的物性引數需考慮。如臨界流流量計的等熵指數,超聲流量計的聲速,電磁流量計的電導率,熱式流量計的比熱容、導熱係數等。

由於流體物性為壓力、溫度及介質組分的函式,使用時壓力、溫度的變化使密度發生改變,需進行壓力、溫度補償(修正)。在某些場合,當流體組分亦發生變化時,就不能採用壓力、溫度補償,而應採用密度補償。現場壓力、溫度波動是不可避免的,由此引起的物性引數的變動是使用時產生附加誤差的主要原因之一,在高精度測量時應特別注意。

流體的化學機械性質,如腐蝕、磨蝕、結垢等,對於儀表長期可靠使用也有很大影響,它亦是選型的乙個重要考慮因素。流量計的檢測件可分為三種情況:可動部件,固定部件與無阻礙件。

對於上述情況,當然選取無阻礙件較好,但是選型還需綜合其他情況決定。

4. 安裝條件方面

各種型別流量計對安裝要求差異很大。例如有些儀表(如差壓式,渦街式)需要長的上游直管段,以保證檢測件進口端為充分發展的管流,而另一些儀表(如容積式,浮子式)則無此要求或要求很低。流體流動特性主要決定子管道安裝狀況,而流體流動特性是影響流量特性的主要因素之一,故選型時應弄清所選儀表對流動特性的要求。

安裝條件考慮的因素有儀表的安裝方向,流動方向,上下游管道狀況,閥門位置,防護性輔屬裝置,非定常流(如脈動流)情況,振動,電氣干擾和維護空間等。

孔板流量計流量計算方法

本方法所需配置 適宜的孔板流量計,空盒氣壓計,壓差計,溫度計,瓦斯濃度測定儀。孔板流量計由抽採瓦斯管路中加的乙個中心開孔的節流板 孔板兩側的垂直管段和取壓管等組成。當氣體流經管路內的孔板時,流束將形成區域性收縮,在全壓不變的條件下,收縮使流速增加 靜壓下降,在節流板前後便會產生靜壓差。在同一管路截面...

流域流量計算方法研究

摘要 流量國標法計算斷面流量時存在系統偏小 單寬流量分布曲線不合理 不符合天然河道實際情況等問題。為有效完善流量計算方法,筆者通過實測資料的分析,對我國現行常用的流量計算方法進行深入 並提出了一種新的簡單方便 實用有效的流量計算方法 單寬流量法。關鍵詞 流域流量 單寬流量 垂線流速 部分流量 計算方...

建水規新改小區住宅管段設計流量計算方法

3.6.1 居住小區的室外給水管道的設計流量應根據管段服務人數 用水定額及衛生器具設定標準等因素確定,並應符合下列規定 1 服務人數小於等於表3.6.1中數值的室外給水管段,其住宅應按本規範第3.6.3 3.6.4條計算管段流量。居住小區內配套的文體 餐飲娛樂 商鋪及市場等設施應按本規範第3.6.5...