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在實(shí)際工業(yè)管道工程設(shè)計(jì)中,我們經(jīng)常會(huì)根據(jù)客戶所給的相關(guān)技術(shù)參數(shù)來設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)要求的合理的工程方案,所以,如何確定管道內(nèi)流速V、壓力P、流量Q三者之間的關(guān)系變得尤為重要。
現(xiàn)簡單從理論上介紹一下三者之間的關(guān)系,舉個(gè)例子:
例: 不銹鋼無縫管φ25.4x1.65 ,工作介質(zhì)為氮?dú)釴2,工作壓力P=0.8MPa,工作溫度t=20℃ 求工況流量Q?
解: 取不銹鋼管內(nèi)某一截面為參考面,那么介質(zhì)在1h內(nèi)留經(jīng)管道截面的流量有:
Q=VπR2 x 3600式中,Q: 工況流量— m3,V: 介質(zhì)流速— m/s,R: 管道半徑 — m
所以我們得到以下流量計(jì)算公式 :
在實(shí)際工程應(yīng)用中,管道內(nèi)流速(V)受很多因素影響(使用壓力、管道通徑、使用流量等等),所以合理的流速應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)權(quán)衡決定。
一般液體流速為0.5~3m/s,氣體流速為10~30m/s。
現(xiàn)在0.8Mpa情況下我們?nèi)。?/span>流速V=10m/s ,管道內(nèi)徑22.1mm,則在工況下每小時(shí)流量:
那么,怎么換算到標(biāo)況流量呢?
在實(shí)際生產(chǎn)中氣體的使用壓力往往不盡相同,所以一般把工況流量換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的流量,以方便計(jì)量使用。
氣體在實(shí)際使用過程中受各種因素影響,其相關(guān)參數(shù)往往在不斷變化,所以在工程實(shí)際計(jì)算中往往把氣體認(rèn)為理想氣體,從而大概計(jì)算出其實(shí)際流量。
理想氣體狀態(tài)方程:PV=nRT式中,
P—?dú)怏w絕對(duì)壓力 KPa;V—?dú)怏w體積 m3;n—?dú)怏w的物質(zhì)的量 kmol;R—?dú)怏w摩爾常數(shù) 8.314kj/(kmol .K);T—?dú)怏w的熱力學(xué)溫度 K;t —工作溫度 ℃
所以在工況和標(biāo)況下有:
P0V0=nRT0(標(biāo)況);P1V1=nRT1(工況)
聯(lián)合兩式得:V0=(P1/P0)x(T0/T1)= V1(P1/P0)x【273/(273+t)】
注:式中P1為絕對(duì)壓力,P0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力
所以例題中換算成標(biāo)況流量為: