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3.8.2天然气流量计算实例(孔板开孔直径设计计算)

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。

  1. 已知条件
    1. 测量管内径:D20=259.38mm(20号钢的新无缝管)
    2. 气流常用流量:qnp=8.14m3/s;最大流量:qnk=11.25m3/s;最小流量:qnx=4.00m3/s。
    3. 气流常用温度:=15℃
    4. 气流常用差压:
    5. 气流常用表静压:
    6. 当地常用大气压:
    7. 节流装置经检验符合SY/T6143-1996标准有关技术规定。

    8. 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℃
    9. 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

  2. 辅助计算
    1. 求测量管直径D。按式(A3)求出D值。
    2. D=259.38

    3. 求天然气的相对密度Gr。按A1.2规定
    4. 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

    5. 求天然气的等熵指数。按A1.3规定
    6. 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

    7. 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
    8. 求管径雷诺数ReD。

    常用流量时的管径雷诺数

    ReDcom=6

    ReDcom6

    ReDcom6

  3. 计算顺序
    1. 近似值。因为
    2. 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

    3. 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
    4. E=1.0603

      C=0.6038

      =0.5797

      d=0.5797

    5. 差压计刻度核算。由式(3.49)得
      1. 最大流量时差压计刻度核算。假设最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
      2. 此时 [按式(25)计算]

        E=1.0617[按式(3.49)计算]

        C=0.6037[按式(21)计算]

        当流量达到最大时,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。

      3. 最小流量时差压计刻度核算。假设最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

当流量降至最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。

经最大和最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。

 

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