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精信測器

 

3.8 設計計算實例

3.8.1 測量煤氣流量用孔板設計計算實例(節流件為標準孔板)

(1)已知條件

①被測流體:高爐煤氣

組分

CO2

CO

H2

CH4

N2

體積百分量/%

13.0

26.0

1.0

0.1

59.9

②流量(0℃、101.325kPa狀態、 0=0):qvmax=7500m3/h;qvcom=6000m3/h;qvmin=4500m3/h

③工作壓力:p=5000Pa(表壓)

④工作溫度:t1=30℃

⑤工作狀態下相對濕度: 1=100%

⑥差壓上限: p=1600Pa

⑦允許的壓力損失: 1200Pa

⑧管道內徑:D20=600.0mm

⑨管道材質:20鋼,輕微銹蝕,縱向焊接管(K=0.3mm)

⑩儀表使用地點:烏魯木齊附近

(11)取壓方法:D-D/2取壓,配DBC型差壓變送器,Ee=1.0%

(12)管道和局部阻力件敷設:如圖3.98所示,其中, 、 、 按設計要求敷設

圖3.98  管道和局部阻力件敷設簡圖

(2)輔助計算

 ①儀表使用地點平均大氣壓:pa=0.994 105Pa

 ②工作壓力(絕對):p1=p+p+pa=5000+99400=104400Pa

③工作溫度:T1=273.15+30=303.15K

④管道材質及孔板的線膨脹系數: D=11.16 10-6mm/(mm·℃), d=16.60 10-6mm/(mm·℃)

⑤工作溫度下的管道內徑:D=D20

⑥各組分在0℃、101.325kPa狀態下,干氣體的密度:

組分

CO2

CO

H2

CH4

N2

1.977

1.2504

0.08988

0.7167

1.2506

⑦各組分在工作狀態下的壓縮系數

               Z=1

⑧0℃、101.325kPa狀態下,高爐煤氣干部分的密度 g0的計算

* g0

=1.977 0.13+

=1.3328kg/m3

⑨工作狀態下,高爐干煤氣的密度 g計算

=1.18707kg/m3

式中,當t1=30℃時,由GB/T18215.1附錄G查得pslmax=4245Pa

⑩工作狀態下高爐濕煤氣的密度 1的計算

  3

式中,當t=30℃時,由GB/T18215.1附錄G查表得 =0.03037kg/m3

11工作狀態下高爐煤氣的動力黏度

a.各組分的動力黏度和摩爾分子量

項目

CO2

CO

H2

CH4

N2

·s

0.0151

0.0184

0.0091

0.0113

0.0180

Mi

44.00995

28.0106

2.016

16.043

28.0134

6.6340

5.2925

1.4199

4.0054

5.2928

表中, 是根據GB/T18215.1的式(19)計算得到,并由GB/T18215.1附錄F查表得Mi。

b.高爐煤氣的動力黏度 m的計算

    =

    =0.0176mPa·s

  12工作狀態下高爐煤氣的等熵指數

a.       各組分的等熵指數和比定壓熱容

項目

CO2

CO

H2

CH4

N2

1.295

1.395

1.412

1.315

1.4

Cpi/[J/(kg·℃)]

845.2

1036.8

14210.5

2246.8

1035.1

①     15.6℃時的值。

b.       高爐煤氣的等熵指數 m的計算

    =

13管道粗糙度

 

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