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沼氣流量計(jì)選型參數(shù)
沼氣流量計(jì)選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行.因此用戶和設(shè)計(jì)單位在選用本公司產(chǎn)品時(shí),請仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對流體的工藝參數(shù)并**可與我公司的銷售或技術(shù)支持部門聯(lián)系,以確保選型正確。
一.適用流量范圍和儀表口徑的確定
儀表口徑的選擇,根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑沼氣流量計(jì)的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表,用于不同介質(zhì)時(shí),它的測量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測的流量范圍需要通過計(jì)算確定。
(一)參比條件下空氣及水的流量范圍,見表(二),參比條件如下:
1.氣體:常溫常壓空氣,t=20℃,P=0.1MPa(絕壓),ρ =1.205 kg/m3,υ =15×10-6 m2/s。
2.液體:常溫水 , t=20℃ , ρ =998.2kg/m3 , υ =1.006×10-6m2/s。
(二)確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟:
1.明確以下工作參數(shù)。
(1)被測介質(zhì)的名稱、組份
(2)工作狀態(tài)的*小、常用、*大流量
(3)介質(zhì)的*低、常用、*高壓力和溫度
(4)工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2.沼氣流量計(jì)測量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下:
(1)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量,可通過以下公式求出工況體積流量
(2)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ ,可通過以下公式求出工況密度
(3)已知質(zhì)量流量 Qm換算為體積流量 Qv
式中:
Qv:介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)(Qv=3600f/K K:儀表系數(shù) )
Qo:介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)
Qm:質(zhì)量流量 (t/h)
ρ:介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)
ρ o:介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m3),常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度,見表(三)
P:工況狀態(tài)表壓(MPa)
t:工況狀態(tài)溫度(℃)
3.儀表下限流量的確定。沼氣流量計(jì)的上限適用流量一般可不計(jì)算,沼氣流量計(jì)口徑的選擇主要是對流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件:*小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)(Re=2×104);對于應(yīng)力式沼氣流量計(jì)在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值(旋渦強(qiáng)度與升力ρ v2成比例關(guān)系)。這些條件可表示如下:
由密度決定的工況可測下限流量:
由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量:
式中:
Qρ:滿足旋渦強(qiáng)度要求的*小體積流量(m3/h)
ρ 0:參比條件下介質(zhì)的密度
Qυ:滿足*小雷諾數(shù)要求的*小線性體積流量(m3/h)
ρ:被測介質(zhì)工況密度(kg/m3)
Q0:參比條件下儀表的*小體積流量(m3/h)
υ:工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
υ o:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
通過公式(6)、(7)計(jì)算出 Qρ 和 Qν 。比較 Qρ 和 Qν ,確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量:Qυ ≥Qρ :可測流量范圍為 Qρ ~Qmax , 線性流量范圍為 Qυ ~Qmax
Qυ
Qmax:沼氣流量計(jì)的上限體積流量(m3/h)4.儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于 70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于 7m/s5.當(dāng)用戶測量的介質(zhì)為蒸汽時(shí),常采用的計(jì)量單位是質(zhì)量流量,即:t/h 或 Kg/h。由于蒸汽(過熱蒸汽和飽和蒸汽)在不同溫度和壓力下的密度是不同的,因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進(jìn)行計(jì)算得出式中:ρ:蒸汽的密度(kg/m3)ρ0:1.205kg/m3Q 蒸汽:蒸汽質(zhì)量流量(t/h)6.計(jì)算壓力損失,檢測壓力損失對工藝管線是否有影響,公式(單位:Pa):式中:Δ p:壓力損失(Pa) Cd:壓力損失系數(shù)ρ :工況介質(zhì)密度(kg/m3)V:平均流速(m/s)7.被測介質(zhì)為液體時(shí),為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使管道壓力符合以下要求:式中:Δ p:壓力損失(Pa)p0:工作溫度下液體的飽和蒸汽壓(Pa 絕壓)Po:流體的蒸汽壓力 (Pa 絕壓)8.沼氣流量計(jì)不適合測量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí),應(yīng)該考慮選用其它類型流量計(jì)。9.通過計(jì)算如果有兩種口徑都可滿足要求,為了提高測量效果、降低造價(jià),應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是,盡可能使常用量處在流量范圍上限的 1/2~2/3(三)選型舉例:例一:已知?dú)怏w壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時(shí)某壓縮空氣,標(biāo)況流量范圍為QN=1200-12000Nm3/h,壓力 P=0.7Mpa(表壓),溫度 t=30℃。試確定流量計(jì)口徑。步驟一:計(jì)算壓縮空氣的工況體積流量由公式(3):工況使用下限體積流量為:Qvmin=QN×0.101325×(273.15+t)/293.15/(P +0.1)=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/(0.7 +0.1)=157(m3/h)工況使用流量上限為: Qvmax=1570(m3/h)步驟二:根據(jù)使用工況流量范圍 157-1570m3/h,查表(二),滿足下限流量條件的流量計(jì)為 DN80、DN100 和 DN125,考慮到上限流量 1270m3/h及使用效果和經(jīng)濟(jì)成本,初選 DN100, DN100流量計(jì)的工況流量范圍是 100-1700m3/h,接近使用流量范圍,初選 DN100 流量計(jì),但應(yīng)具體核算 DN100 流量計(jì)在該工況條件下的可測下限流量。核算 DN100 流量計(jì)在該工況條件下的可 測下限流量:由公式(4)及公式(6):即,流量計(jì)在該工況條件下的可測下限流量是37.46m3/h,遠(yuǎn)小于要求的工況下限流量 157m3/h,確定選用 DN100 流量計(jì)。例二:已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時(shí)測量介質(zhì)為過熱蒸汽,蒸汽溫度為 320℃,壓力為 1.5MPa(絕壓),流量范圍為 3t/h~25t/h, 試 確定流量計(jì)口徑。步驟一:計(jì)算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍,經(jīng)查附表(二),該狀態(tài)下蒸汽的密度為:5.665Kg/m3,由公式(8) :步驟二:根據(jù)等效參比流量范圍 765-6379m3/h,查 表(二),比較適合該流量范圍為 DN200 口徑。
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