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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么呢?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,小編就來幫你輕松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,區別于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個變量: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,屬于工況。

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。

對于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于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于你查的圖表、用的常數,兩種狀態的計算都是可能出現的。

比方在定義壓縮機參數時,我們常用標況下的參數來給廠家提條件,同時我們也提供溫度大氣壓力等參數供做工況下的校正,這么做的好處是我們可以用同一個狀態來表明參數,就如同泵的性能曲線都是用清水來說的,沒人會說汽油的性能曲線是什么,原油的性能曲線又是什么。

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采用這一標態。

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發布的標準。

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——標準狀態下的壓縮系數

Zg——工作狀態下的壓縮系數

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的是標況參數,帶g的是工況參數。


標況與工況之間的換算實例

通常我們所說的流量為了便于統一的單位,都是述說的標況狀態的流量;而工廠運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實例:

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實例:

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。


流量計選型計算實例

已知某一供氣管線的實際工作壓力為(表壓)0.8MPa~1.2MPa,介質溫度范圍為-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,然后再選擇合適的口徑。

氣體方程式如下:

Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2

式中:C為換算系數;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范圍為(214-1200)m3/h。

根據計算的流量范圍,選擇滿足工況要求的流量計。

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