流量计算公式(管道压力、流速、流量计算，标况和工况流量的转换)

管道压力、流速、流量盘算，标况和工况流量的转换

在实践产业管道工程计划中，我们常常会依据客户所给的干系武艺参数来计划切合实践消费要求的公道的工程方案，以是，怎样确定管道内流速V、压力P、流量Q三者之间的干系变得尤为紧张。

现简便从实际上先容一下三者之间的干系，

举个例子：

例： 不锈钢无缝管φ25.4x1.65 ，事情介质为氮气N2，事情压力P=0.8MPa，事情温度t=20℃ 求工况流量Q？

解： 取不锈钢管内某一截面为参考面，那么介质在1h内留经管道截面的流量有：

Q=VπR2 x 3600

式中，

Q： 工况流量— m3

V： 介质流速— m/s

R： 管道半径 — m

以是我们取得以卑劣量盘算公式 ：

在实践工程使用中，管道内流速（V）受很多要素影响（使用压力、管道通径、使用流量等等），以是公道的流速应依据经济权衡决定。

寻常液体流速为0.5~3m/s，

气体流速为10~30m/s。

如今0.8Mpa情况下我们取：

流速V=10m/s ,

管道内径22.1mm

则在工况下每小时流量：

那么，

怎样换算到标况流量呢？

在实践消费中气体的使用压力屡屡不尽相反，以是寻常把工况流量换算成标准情况下的流量，以便利计量使用。

气体在实践使用历程中受种种要素影响，其干系参数屡屡在不休厘革，以是在工程实践盘算中屡屡把气体以为抱使气体，从而约莫盘算出但是际流量。

抱使气体形态方程：

PV=nRT

式中，

P—气体相对压力 KPa

V—气体体积 m3

n—气体的物质的量 kmol

R—气体摩尔常数 8.314kj/(kmol .K)

T—气体的热力学温度 K

t —事情温度 ℃

以是在工况和标况下有：

P0V0=nRT0（标况）

P1V1=nRT1（工况）

团结两式得：

V0=(P1/P0)x(T0/T1)

= V1(P1/P0)x【273/（273+t)】

注：式中P1为相对压力，P0为标准大气压力

以是例题中换算成标况流量为：

标况和工况流量换算公式与实例

（一）标况和工况的区别

工况：实践事情形态下的流量，单位：m3/h

标况：温度20℃、一个大气压（101.325kPa）下的流量，单位：Nm3/h

注意：通常所指的标况是温度为0℃（273.15开尔文）和压强为101.325千帕（1标准大气压，760毫米汞柱）的情况，区别于我国产业气体标况的划定。

两种形态下的单位都是一样的，只是对应的流量不同罢了。别的不同国度所指的标态也不一样。

（二）盘算方程

依据抱使气体形态方程：pV=nRT。

这个方程有4个变量：p是指抱使气体的压强，V为抱使气体的体积，n表现气体物质的量，而T则表现抱使气体的热力学温度；另有一个常量：R为抱使气体常数。

PV/T=nR为常数，以是P1×V1/T1=P2×V2/T2

设标况下体积流量为V0，温度T0=273+20=293k，压力P0=101.325Kpa=0.101325Mpa，

工况下体积流量为V，温度T(摄氏度)，压力P(表压力，Mpa)，忽略紧缩因子的厘革有V*(P+0.101325)/(T+273)=V0*P0/T0

注意：寻常天然气都是中低压运送，低压入户，都是带有压力的，属于工况。天然气的计量按标准形态（严厉的说是准标准形态，我们叫它常态）来计量的，寻常商业计量按20℃，1个大气压力（0.1013MPa）形态下的体积计量，比标准形态下的体积稍大一些，对卖方有利（由于原本是乘以273，依照20℃的话就是乘以273+20，以是变大了）。在国际标准中的标准形态是0℃，1个标准大气压力。关于气体来说不同的压力，其体积会差很大（气体很易紧缩），固然体积流量会差很大，同径条件下不同工况下的流速天然也会差很大，比如同直径蒸汽管线关于10bar和3.5bar时最大流量是不同的。工艺盘算时用工况或用标况取决于你查的图表、用的常数，两种形态的盘算都是约莫显现的。比如在界说紧缩机参数时，我们常用标况下的参数来给厂家提条件，同时我们也提供温度大气压力等参数供干活况下的校正，这么做的利益是我们可以用同一个形态来标明参数，就好像泵的功能曲线都是用净水来说的，没人会说汽油的功能曲线是什么，原油的功能曲线又是什么。在很多盘算中用的都是工况，比如盘算流速时。

（三）气体的标准形态

气体的标准形态分三种：

（1）1954年第十届国际计量大会(CGPM)协议的标准形态是：温度273.15K（0℃），压力101.325KPa。天下各国科技范畴广泛接纳这一标态。

（2）国际标准化构造和美国国度标准划定以温度288.15K（15℃），压力101.325KPa作为计量气体体积流量的标态。

（3）我国《天然气流量的标准孔板盘算办法》划定以温度293.15K（20℃），压力101.325KPa作为计量气体体积流量的标准形态。

天然气标况体积换算公式和平凡气体的不一样，必需切合中国石油天然气总公司公布的标准。

气体的气态方程式：

Qn＝Zn/Zg*(Pg+Pa)/Pn*Tn/Tg*Qg

式中：

Qn——标准形态下的体积流量（Nm3/h）

Zn——标准形态下的紧缩系数

Zg——事情形态下的紧缩系数

Pg——表压（KPa）

Pa——当地大气压（KPa）

Pg+Pa——工况下的相对压力

Pn——标准大气压（101.325KPa）

Tn——标准形态下（天然气国标20℃）的相对温度（293.15K）

Tg——介质的相对温度（273.15+t）K

t——被测介质的摄氏温度（℃）

Qg——未经修正的体积流量（m3/h）

注：带n的是标况参数，带g的是工况参数。

（四）标况与工况之间的换算实例

通常我们所说的流量为了便于一致的单位，都是述说的标况形态的流量；而工场运转纪录的实践流量基本都是工况形态下的流量。

1.标况流量到工况流量换算的实例：

成绩：空压机额外产宇量2立方/分钟，管道压力8公斤，实践管道的工况流量是几多？

解答：大略盘算，假定紧缩氛围温度20度。

工况流量=2/(0.8+0.101325)*0.101325=0.2248立方/分钟

式中：0.101325是大气的相对压力；0.8为管道压力，单位是MPa。

2.工况流量到标况流量换算的实例：

成绩：氧气管道压力12公斤，工况流量10立方/小时，标况流量是几多？

解答：假定温度为20度，不到场运算。

标况流量=10/0.101325*(1.2+0.101325)=128.43立方/小时

式中：0.101325是大气的相对压力；1.2为管道压力，单位是MPa。

（五）流量计选型盘算实例

成绩：已知某一供气管线的实践事情压力为（表压）0.8MPa~1.2MPa，介质温度范围为-5℃~40℃，供宇量为3000~10000Nm3/h(标况流量)，在不思索天然气组分情况下，要求确定流量计的规格型号。

解答：依据气态方程先将标况流量换算成工况流量，然后再选择切合的口径。气体方程式如下：

Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2

式中：C为换算系数；F为气体紧缩因子

盘算：

①当介质压力最低，温度最高时，应具有最大标况体积流量，

即Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2=1200.87m3/h

②当介质压力最高，温度最低时，应具有最小标况体积流量，

即Qmin=213.51m3/h

从以上盘算后果得知，要选择的流量计其工况流量范围为(214-1200)m3/h。

依据盘算的流量范围，选择满意工况要求的流量计。