在实际工业管道工程设计中,我们常常会根据客户所给的相关技术参数来设计符合实际生产要求的合理的工程方案。确定管道内流速V、压力P、流量Q三者之间的关系变得尤为重要。
为了更好地理解这三者之间的关系,我们首先从理论上进行简要介绍。
例:对于不锈钢无缝管φ25.4×1.65,工作介质为氮气N2,工作压力P=0.8MPa,工作温度t=20℃时,我们如何求得工况流量Q?
解:取不锈钢管内某一截面为参考面,那么介质在1小时内流经管道截面的流量可以有以下公式计算:Q=VπR² x 3600。
式中:
Q——工况流量(单位:m³);
V——介质流速(单位:m/s);
R——管道半径(单位:m);
π为圆周率。
通过这个公式,我们可以看出流速V、压力P和流量Q之间的关系是密切且可计算的。在实际工程应用中,流速受多种因素影响,包括使用压力、管道通径、使用流量等,因此合理的流速应根据经济权衡来决定。
一般情况下,液体流速为0.5~3m/s,而气体流速为10~30m/s。
现在,在0.8MPa的情况下,我们取流速V=10m/s,管道内径为22.1mm。
在工况下,我们可以通过上述公式计算出每小时的流量。
那么,如何换算到标况流量呢?
在实际生产中,气体的使用压力往往不尽相同。我们通常会把工况流量换算成标准状况下的流量,以便于计量使用。
考虑到气体在实际使用过程中受各种因素影响,其相关参数往往在不断变化。为了便于计算,我们通常把气体视为理想气体,从而大致计算出其实际流量。
理想气体状态方程为:PV=nRT。
这个方程中各个字母代表的含义已在上述内容中解释。通过这个方程以及相关的换算公式,我们可以实现工况流量和标况流量的相互转换。
(五)关于流量计选型计算