Fg——相对密度系数; Fz——超压缩系数; Ft——流动温度系数;
D——工作条件下孔板开孔直径,mm;
?——可膨胀系数;
P1——孔板测量位置上游的进气压力,MPa;
?p—流经孔板流量计的压降,Pa;
3.5.2主要参数的确定
3.5.2.1天然气的相对密度系数
FG=式中
1(3-9) ??——天然气的真实相对密度; 则可以计算出FG=1.27。
3.5.2.2天然气的超压缩系数
天然气的超压缩系数视对流量计上游侧压力状态偏离气体而导出的修正系数,
Fz=
Z0 Z1式中Z0——天然气在流动状态下的压缩系数
Z1——天然气在标准状态下的 压缩系数 因而可以求出Fz=1.01
3.5.2.3天然气的温度系数
温度系数是因上游侧气流温度偏离标准20时而引入的修正系数,按下式计算,
FT=
因而计算得FT=0.993
293.15(3-10) T 32
3.5.2.4孔板的开孔直径
孔板的开孔直径需考虑孔板材料在温度的影响下的膨胀。按下式计算:
(3-11) d?d20(1?A(dt1?t20))式中 d20——孔板材料在温度20时的开孔直径,mm; Ad——孔板材料的膨胀系数mm/(mm2·℃) 3.5.2.5可膨胀系数
可膨胀系数是天然气流经孔板时伴随密度变化而引入的修正系数,按下式计算:
??1?(0.41?0.35?4)式中 ?——孔板的孔径比,?=d/D P——孔板上游侧气流的绝对压力,
?P(3-12) 610Pk?P——孔板流量计的上游气流压力与下游压力之差,推荐差值为6-60,本设计取30.
K——天然气的等熵系数,天然气的等熵系数为1.31
d430000(0.41?0.35?())6因此出口管道1上:??1?
13610?0.4?1.31d430000(0.41?0.35?())6因此出口管道2上:??1?
15010?0.28?1.31d430000(0.41?0.35?())6因此出口管道1上:??1?
15810?0.2?1.31
3.5.2.6渐进速度系数
渐进速度系数按下式计算:
E?1(3-13) 41??式中?——直径比,?=d/D 出口管道1 E1?
1 d41?()136 33
出口管道2 E2?
1 d41?()1501 d41?()158出口管道3 E3?
3.5.2.7流出系数按下面公式计算
C?0.5959?0.0312?2.1?0.1840??0.029?82.51060.75()ReD(3-14)
?0.0900L1?4(1??4)?1?0.0337L2?3式中?——直径比,?=d/D
ReD——气体流动的雷诺系数;
L1——孔板上游端面到上游取压孔的距离除以测量管内径,L1= L1/D; L2——孔板下游端面到下游取压孔的距离除以测量管内径,L2= L2/D; 1.当为法兰式取压时,L1=L2=
25.4 D25.4=0.184 13825.4对于出口管2管道:D=150mm,L1=L2==0.169
15025.4对于出口管1管道:D=158mm,L1=L2==0.160
158对于出口管1管道:D=138mm,L1=L2=
2. ReD=1.53?106式中
Q?(3-15) ?1DQ——天然气的体积流量,0.69m3/s
?——天然气的真实相对密度;
?1——天然气的动力粘度一般情况下允许采用0.011。 D——流动状态下测量的内径
1.用户1Q?6?104m3/d=0.69m3/s,出口内径为138mm;得:
34
出口1ReD=1.53?106?
0.69?0.6=4.2×106 ?311?10?1382.用户2Q?5?104m3/d =0.578m3/s,出口内径150mm;得: 出口2ReD=1.53?106?
3.用户3Q?4?104m3/d =0.462m3/s,出口内径158mm;得:
出口3ReD=1.53?106?
算得:
d2.1d8d2.51060.75C1?0.5959?0.0312?()?0.1840?()?0.029?()?()1381381384.2?106d4d4?1d3?0.0900?0.184?()?(1?())?0.0337?0.184?()1381381380.578?0.59=3.2×106 ?311?10?1500.462?0.586
=2.4×10 ?311?10?158
d2.1d8d2.51060.75C2?0.5959?0.0312?()?0.1840?()?0.029?()?()1501501503.2?106d4d4?1d3?0.0900?0.169?()?(1?())?0.0337?0.169?()150150150
d2.1d8d106C3?0.5959?0.0312?()?0.1840?()?0.029?(?()0.7561581581582.4?10d4d4?1d3?0.0900?0.16?()?(1?())?0.0337?0.169?()1581581582.5
将Q、FG、FZ 、FT的值以及C、E、?的表达式代入式中,通过牛顿叠代求得:
54.76=0.39 13851.37用户1的流量计d=51.373,?==0.34
15050用户1的流量计d=50,?==0.31
158用户1的流量计d=54.76,?=
35
通过标准孔板流量计的公称压力、公称通径、直径比、雷洛数等因素,两组孔板流量计可选择型号
3.6调压阀的计算
3.6.1.1调压阀的选择步骤
1.根据生产要求确定所需要调节的流量
2.根据生产条件和调节要求,确定阀前、阀后压力
3.根据公式计算出不同流量对应的流通能力,一般应保证,最大流量可取一般流量的1.2倍,最小流量取最大流量的0.5倍。
4.计算出的最大流通能力从调压阀样本手册上选择调节阀,要求所用的调压阀的流通能力应大于最接近的;对所选调压阀进行效验,要求最大流量对应的调压阀开度不得大于全开度的90%,最小流量对应的开度不得低于全开度的10%。
确定调压阀的公称直径和阀芯直径。
本设计选用自力式调压阀,用户1的调压阀的阀前压力为0.6MPA,阀后压力为0.4,2号管线阀前压力为0.6,阀后压力为0.28;用户3的阀前压力为0.6,阀后压力为0.2.
3.6.1.2调压阀的选型计算
调压阀通过能力C值的计算:
C?Z式中
169Q(P1?P2)?P1?0?T(3-16)
Q-计算流量, P-阀前压力 P-阀后压力
ρ-标准状态下的气体密度, T-气体的绝对温度 Z-气体的压缩系数
36
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