在實際工業管道工程設(she)計(ji)中,我們經常會根據客戶所給的相關技術參數來設計符合實際(ji)生產(chan)要(yao)求的合理的工程方案,所以,如(ru)何確定管道內流速V、壓力P、流量Q三(san)者之間的關系變得尤為重要。
現簡單從理論上介紹一下三(san)者之間的關(guan)系,
舉個例子:
例: 不銹鋼無縫管φ25.4x1.65 ,工作介質為氮(dan)氣N2,工作壓力P=0.8MPa,工作溫度t=20℃ 求工況流量Q?
解(jie): 取不銹鋼管內某一截面為參考面,那么介質在1h內留經管道截面的流量有:
Q=VπR2 x 3600
式中,
Q: 工況流量— m³
V: 介質(zhi)流(liu)速— m/s
R: 管(guan)道半徑 — m
所以我們得到以下流量計算公式 :
在實際工程應用中,管道內流速(V)受很多因素影響(使用壓力、管道通徑、使用流量等等),所以合理的(de)流速應根(gen)據經濟權(quan)衡決定。
一般液體流速為0.5~3m/s,
氣體流速為10~30m/s。
現在0.8Mpa情(qing)況下(xia)我們取:
流速V=10m/s ,
管(guan)道(dao)內徑22.1mm
則在工況下每小時流量:
那么,
怎么換算到標況流量呢?
在實際生產中氣體的使用壓力往往不盡相同,所以一般把工況流(liu)量換算(suan)成(cheng)標準狀況(kuang)下的流(liu)量,以方便計量使用。
氣體在實際使用過程中受各種因素影響,其相關參數往往在不斷變化,所以在工程實際計算中(zhong)往往把(ba)氣體(ti)認為理想氣體(ti),從而大概計算出其實際流量。
理想氣體狀態方程:
PV=nRT
式中(zhong),
P—氣體**壓力 KPa
V—氣體體積 m3
n—氣體的物質(zhi)的量 kmol
R—氣體摩爾常數(shu) 8.314kj/(kmol .K)
T—氣體的熱力(li)學溫度(du) K
t —工作溫(wen)度 ℃
所以在工況和標況下有:
P0V0=nRT0(標(biao)況(kuang))
P1V1=nRT1(工況)
聯合兩式得:
V0=(P1/P0)x(T0/T1)
= V1(P1/P0)x【273/(273+t)】
注:式中P1為(wei)**壓力,P0為標準大氣壓力
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