3.8.2天然气流量计算实例（孔板开孔直径设计计算）

孔板开孔直径设计计算以满足给定工作条件为准则。本实例按角接取压方式计算，法兰取压方式与之类似。

1. 已知条件
1. 测量管内径：D₂₀＝259.38mm（20号钢的新无缝管）
2. 气流常用流量：q_np＝8.14m³/s；最大流量：q_nk＝11.25m³/s；最小流量：q_nx＝4.00m³/s。
3. 气流常用温度：=15℃
4. 气流常用差压：
5. 气流常用表静压：
6. 当地常用大气压：

节流装置经检验符合SY/T6143－1996标准有关技术规定。

7. 采用1级精确度的差压计、压力计和温度计：差压计刻度上限为25000Pa；压力计刻度上限为2.50MPa；温度计刻度上限为100℃
8. 天然气组分：

组分	甲烷	乙烷	丙烷	丁烷	2－甲基丙烷	戊烷	2－甲基丁烷	己烷	氢气	氦气	氮气	二氧化碳
摩尔分数	0.8682	0.0625	0.0238	0.0072	0.0064	0.0025	0.0034	0.0027	0.0004	0.0004	0.0068	0.0157

2. 辅助计算
1. 求测量管直径D。按式（A3）求出D值。

D＝259.38

2. 求天然气的相对密度Gr。按A1.2规定

Gr=Gi

其中 Gi=

=0.4809+0.0649+0.0362+0.0144+0.0128+0.0062+0.0085+0.0080+0.0000＝0.0001＋0.0066＋0.0239

＝0.6625

Zn=1-(

＝0.0511

则 Zn=1－0.0511²＋0.0005（2²）

又 Za＝0.99963

所以 Gr＝0.6625

3. 求天然气的等熵指数。按A1.3规定



从表A6查得相应流动状态下的比定压热容cp=2.324，定容比热容cv=1.713。

所以

4. 求天然气的动力黏度。按A1.1.3有关规定，天然气的动力黏度由表A5查得相应流动状态下的黏度值，即



5. 求管径雷诺数ReD。

常用流量时的管径雷诺数

Re_Dcom=⁶

Re_Dcom ＝⁶

Re_Dcom＝⁶

3. 计算顺序
1. 求近似值。因为



由式（3.49）得

CE

其中 FG＝1.2272[按式（3.50）计算]

FZ＝1.0204（按A1.4计算）

FT＝1.0086[按式（3.52）计算]

假设，则

E＝1.0719[按式（3.49）计算]

C＝0.6038[按式（21）计算]

因此



2. 迭代计算。用近似值代入式（25）、式（22）、式（21）、求、E、C等值，再求值，进而求出d值。此时



E＝1.0603

C＝0.6038

＝0.5797

d＝0.5797

3. 差压计刻度核算。由式（3.49）得



1. 最大流量时差压计刻度核算。假设最大流量时差压计刻度为刻度上限的90％（等分刻度）或94.9％（二次方根刻度），则



此时 [按式（25）计算]

E＝1.0617[按式（3.49）计算]

C＝0.6037[按式（21）计算]

当流量达到最大时，差压计刻度为刻度上限的百分数约为

emax=(等分刻度)或97.8％(二次方根刻度)

改值未超过差压计刻度上限，符合设计要求，无需再迭代。

2. 最小流量时差压计刻度核算。假设最小流量时差压计刻度为刻度上限的10％（等分刻度）或31.6％（二次方根刻度），则

此时 [按式（25）计算]

C＝0.6040[按式（21）计算]

²

当流量降至最小时差压计刻度为刻度上限的百分数约为

emin=等分刻度）或34.6％（二次方根刻度）

该值未降至差压计刻度上限的10％（等分刻度）或31.6％（二次方根刻度）以下，无需再迭代。

经最大和最小流量时差压计指示刻度核算，证明孔板开孔直径D＝150.34mm的设计计算合理。

按式（23）计算 d₂₀＝150.35mm。

 

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