螺旋折流板管束结构设计及板尺寸计算

螺旋折流板管束结构设计及板尺寸计算
螺旋折流板管束结构设计及板尺寸计算

螺旋折流板管束结构设计及板尺寸计算

国德文

摘要:本文介绍了螺旋折流板的几何形状及螺旋折流板换热器管束的结构型式,并据此说明了螺旋折流板换热器管束的设计方法。通过图示证明螺旋折流板的曲线边是一条椭圆曲线,给出螺旋折流板几何尺寸的计算方法。

关键词:螺旋折流板;管束;结构设计;计算

Structure design for tube Bundle of spiral baffle and the calculation of the baffle imension

Guo De-wen

Abstract: In this article,geometric form of spiral baffle,structure patterns for tube Bundle of spiral baffle tubular heat exchanger and its design method are introduced. It were shown that the curve rim of the spiral baffle formed a ellipse curve and the methods of calculation are given that geometry dimensions of spiral baffle.

Key words: spiral baffle;tube bundle;stucture design ;calculation

进入本世纪以来,国内采用一种新型高效螺旋折流板换热器的企业逐渐增多。我厂设计室也经常采用螺旋折流板来设计管壳式换热器。本文对螺旋折流板管束的结构设计进行了探讨。

1螺旋折流板的几何形状

螺旋折流板换热器的折流板为准扇形(如图一)。与壳体横截面有一定的安装倾角α,其在壳体横截面上的投影刚好为四分之一圆面。

图一螺旋折流板三视图

根据折流板间距所需要的若干个螺旋折流板与管束轴线以某一角度呈连续螺旋状排列,这种排列须保证介质自壳程进口向出口呈螺旋状推进,避免了采用弓形折流板时,介质以“Z”字形流动剧烈折返带来的严重压降。管壳式换热器采用螺旋折流板是基于这样一种思想:通过改变壳程侧折流板的布置,使壳程侧流体呈连续螺旋流动,因此,理想的折流板布置应该为连续的螺旋曲面。但是,螺旋曲面加工困难,而且换热管与折流板的配合很难实现。考虑到加工上的方便,我们采用一系列的准扇形平面板(称之为螺旋折流板)替代曲面相间连接,在壳程侧形成近似的螺旋面,使换热器的壳程侧流体产生连续的螺旋状流动(如图二)。

图二壳体内螺旋折流板排列示意图

2螺旋折流板间距

螺旋折流板布置应使壳程内介质的螺

旋状流场稳定,这就要求螺旋折流板之间有一致的间隔(称为折流板间距F),相同的安装角α,一般还应要求:螺旋折流板应布置在上方进出口轴线的下方或下方进出口轴线的上方(如图三)。

图三进出口处螺旋折流板排列图

从图中可以看出,在一个螺旋节距H (波长)长度上四象限轴向等距依次安装4个螺旋折流板,环绕壳程轴线位置的一根与换热管规格相同的中心管,用定距管定位,形成螺旋状。壳程进出口间距为H的整数倍加二分之一H,折流板间距F等于四分之一节距H。

3拉杆及定距管

拉杆直径和数量应按GB/T 151-2014《热交换器》的有关规定,但为保证螺旋折流板的稳定,每块螺旋折流板上最少应布置3根拉杆,螺旋折流板的中心安装部位须加工与中心管相配的圆弧缺口(如图四)。

图四螺旋折流板拉杆孔位置示意图

根据安装位置的不同,定距管的结构一般分两种(如图五),图中α为螺旋折流板的安装角α。

图五定距管结构示意图

4壳程进口处的防冲结构

在壳程进口处,为保证介质流束均匀,螺旋折流板换热器管束一般采用防冲杆结构,防冲杆直径为φ16的钢棒,分两层布置(如图六)。

图六防冲杆排列示意图

防冲杆的上表面到壳体内壁的距离应大于四分之一接管外径,其排列后的防冲面应为接管外径加50毫米的方形。

5螺旋折流板的尺寸计算公式

螺旋折流板的形状类似扇形,由一个等腰三角形和一个椭圆曲线边的弓形组成,其安装后在壳体横截面上的投影为由一个等腰三角形和一个弓形组成扇形(如图七),即1/4圆面。

图七螺旋折流板在壳体横截面上的投影示意图当螺旋折流板安装倾角为α时,其椭圆曲线边为一个椭圆的一部分,该椭圆由以与壳体横截面夹角为α的平面切割圆柱体而

得到(如图八)。

图八 螺旋折流板在壳体内安装方位示意图

螺旋折流板尺寸可由该椭圆所确定的

椭圆方程求得(如图九)。

图九 螺旋折流板在椭圆上位置坐标示意图

从图中可以看出螺旋折流板尺寸参数A 、R 与其投影图上对应尺寸参数相等;其中弦高A 按下式计算:

A=Rcos45° (1)

椭圆长轴2P 按下式计算:

2P=2R/cos α

即 P=R/cos α (2)

椭圆方程为: 12

2

22

=+R

Y P Z (3)

式中P 为椭圆长半轴长度(mm );R 为

圆柱体半径(mm ),即椭圆短半轴长度;α为螺旋折流板安装倾角(°)。

螺旋折流板椭圆曲线边上任意点(Z1,Y1)的数值可按公式(2)计算得出。

当Y1=A 时,可以得出此时的Z1值:

则螺旋折流板的弦长C 为:

螺旋折流板的边长S 为:

螺旋折流板的扇形角β为:

β=2arcsin (C/2S ) (7)

6 结束语

与弓形换热器管束相比,螺旋折流板换热器管束在设计时需采用新结构,以发挥其降低介质流动阻力、增加传热效率和减震等优点,更好地满足生产要求。本计算公式可供螺旋折流板换热器设计时使用。

参考文献:

[1] 潘镇,陈保东,商丽艳,螺旋折流板换热器的研究与进展[J]. 节能技术,2006,24(1):81-85.

[2] GB/T151-2014《热交换器》[S].2015.03.中国标准出版社出版

[3] 李久生,刘莉,螺旋折流板的结构特点及板片尺寸计算,

[J] . 石油化工设备,2006,35(5):40-41.

)

4)........()(/1(1222mm R A P Z -=)5)......()(/1(212222mm R A P Z C -==)

6)........(()2/(22mm C A S +=

螺旋折流板替代弓形折流板

螺旋折流板替代弓形折流板 国德文 仪秀华 王艳玲 (大庆石油化工机械厂) 摘要:通过对螺旋折流板和弓形折流板的结构特点的比较分析,证明螺旋折流板换热器具有降低介质流动阻力、增加传热效率和减震等优点。以广西石化炼油工程常减压蒸馏装置的换热器设计为例,给出了螺旋折流板几何尺寸的计算方法。 关键词:螺旋折流板;换热器设计;计算 在以往的管壳式换热器的设计中,主要采用弓形折流板结构,这种结构具有简单可靠、适应性强及加工制造方便等特点,在石油化工企业得到了广泛应用。但随着石化工业的发展,如何进一步提高管壳式换热器的性能一直是石化企业所关注的问题,特别是在提高壳程侧的传热效率方面更是人们关注的重点。进入本世纪以来,国内采用一种新型高效螺旋折流板换热器的企业逐渐增多,这方面的问题有了很好的解决。近年来,大庆石油化工机械厂也经常采用螺旋折流板替代弓形折流板来设计管壳式换热器。2007年末,在承接的广西石化1000 104t/a 炼油工程第一联合装置常减压蒸馏装置几十台套的管壳式换热器设计中,全部采用螺旋折流板替代弓形折流板。 1 螺旋折流板的特点 螺旋折流板换热器的折流板为准扇形。与壳体横截面有一定的安装倾角,其在壳体横截面上的投影刚好为1/4圆面;根据折流板间距所需要的若干个螺旋折流板与管束轴线以某一角度呈连续螺旋状排列(见图1) 。 图1 壳体内螺旋折流板排列图 从图1中可以看出,在1个螺旋节距长度上四 象限轴向等距依次安装4个螺旋折流板,用定距管定位,形成螺旋状。这种螺旋折流结构使介质以管束轴线为轴螺旋向前流动,流体的流动没有滞止死区,整个管束的换热管表面基本上都成为有效传热面,螺旋通道的曲率比较均匀,流体在设备内流动没有大的换向,总的阻力小,可防止流动诱导振动,因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。介质流速比弓形折流板换热器高,污垢不易沉积其中,即该种换热器有自身清洗作用。 2 螺旋折流板的尺寸计算 螺旋折流板的形状类似扇形,由1个等腰三角形和1个椭圆曲线边的弓形组成,其安装后在壳体横截面上的投影为由1个等腰三角形和1个弓形组成扇形(见图2),即1/4圆面。 图2 螺旋折流板在壳体横截面上的投影示意图 当螺旋折流板安装倾角为 时,其椭圆曲线边为一个椭圆的一部分,该椭圆由以与壳体横截面夹角为 的平面切割圆柱体而得到(见图3)。 图3 螺旋折流板在壳体内安装方位示意图 40 油气田地面工程第27卷第6期(2008 6)

螺旋折流板换热器要点

2014.7.23 宋小平 裴志中 2006.6.2 S 防短路螺旋折流板管壳式换热器 螺旋折流板的一周螺旋,仍有X 块折流板连续组成,但每一块折流板直边,增加一至二排管距宽度C 。组装时重叠搭接部分由同根管子穿过,为避免接触点干涉,在交叉处开一宽度为C 的缺口以便相邻两螺旋折流板相交。这种交叉重叠搭接方式接续,可以对流经管束的介质起到引导作用,减少两相邻扇形板直边交叉形成三角形空间的短路现象,同时强化了折流板之间的连续性,避免了装配时的径向分离。 防短路螺旋折流板搭接形式示意图 华南理工大学 徐白平 江楠 2006.1.20 F 复杂流场螺旋折流板换热器及其减阻强化传热方法 换热器内螺旋折流板由与换热器中心轴线倾斜的椭圆扇形板拼接成单螺旋或双螺旋状,位于壳体中心;外螺旋折流板为与换热器中心轴线倾斜的椭圆环扇形板拼接成螺旋状,位于内螺旋折流板外围。该换热器利用内外螺旋折流板不同结构的导流作用,引入复杂流场,改善流体在壳体内壁附近及折流板背风侧的流动状态,强化壳体处与中心外围区域的混合,提高流体在换热器内整体湍动程度,较大幅度地提高壳程的传热膜系数,提高换热器的有效利用面积,强化壳程传热。换热器结构加工、装配、维护方便,制造成本低,突破了限制螺旋折流板向大流量操作的瓶颈,节能降耗,市场前景好。 一种管壳式换热器 王秋旺 贺群武 2003.10.17 F 本发明涉及一种管科式换热器,主要应用于气体压缩机中间冷却器。包括一个壳体,位于壳体中心的中心气体通道,分别位于壳体两端的两个挡板,一束平行固定于两个挡板之间的内翅片管束,位于壳侧的冷却水入口和冷却水出口,若干位于内翅片管束和外壳之间的螺旋形

换热器折流板各型式讨论

换热器折流板各型式讨论

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换热器折流板各种型式的讨论 兰州四方容器设备有限责任公司李建仓 摘要:本文介绍了换热器所用折流板的几种型式,对其结构及工作形式作了阐述,并将其优点及缺点进行了说明和总结,从而为折流板换热器的设计选型及制造提供了依据和指导。 折流板顾名思义是用来改变流体流向的板,常用于管壳式换热器设计壳程介质流道,根据介质性质和流量以及换热器大小确定折流板的多少。折流板是列管式换热器中的一个零件可用以起到提高传热系数和支承管束的作用;但由于它结构简单所以往往被设计者所忽视。现实的情况可以证实到目前为止无论是我国自行设计还是国外引进的设备折流板的结构常是五花八门,其中有些结构既制造复杂又不利于提高传热系数。其原因在于设计者没有根据具体的传热性质来认真地对它进行分析后再确定具体的结构和尺寸。本文拟对各种型式折流板的优缺点一一列出并进行对比,提出换热器在什么情况下所适用哪种折流板的一些个人意见和有关同志进行商榷。 折流板有常用折流板和异形折流板之分。常用折流板主要有弓形和圆盘-圆环折流板,其中弓形又分为单弓形、双弓形和三弓形,如图一: 图一 异形折流板有:矩形折流板、折流杆型折流板和格栅折流板等,如图二~四:

矩形折流板(图二) 折流杆换热器示意图(图三) 格栅折流板(图四) 这些折流板都有各自的优缺点,逐一说明如下; 一、弓形折流板。大部分换热器都采用弓形折流板。弓形折流板在壳程内的 放置形式上下方向排列的形式,用以造成液体剧烈扰动以增大传热系数;左

换热器折流板各种型式的讨论

换热器折流板各种型式的讨论 兰州四方容器设备有限责任公司李建仓 摘要:本文介绍了换热器所用折流板的几种型式,对其结构及工作形式作了阐述,并将其优点及缺点进行了说明和总结,从而为折流板换热器的设计选型及制造提供了依据和指导。 折流板顾名思义是用来改变流体流向的板,常用于管壳式换热器设计壳程介质流道,根据介质性质和流量以及换热器大小确定折流板的多少。折流板是列管式换热器中的一个零件可用以起到提高传热系数和支承管束的作用;但由于它结构简单所以往往被设计者所忽视。现实的情况可以证实到目前为止无论是我国自行设计还是国外引进的设备折流板的结构常是五花八门,其中有些结构既制造复杂又不利于提高传热系数。其原因在于设计者没有根据具体的传热性质来认真地对它进行分析后再确定具体的结构和尺寸。本文拟对各种型式折流板的优缺点一一列出并进行对比,提出换热器在什么情况下所适用哪种折流板的一些个人意见和有关同志进行商榷。 折流板有常用折流板和异形折流板之分。常用折流板主要有弓形和圆盘-圆环折流板,其中弓形又分为单弓形、双弓形和三弓形,如图一: 图一

异形折流板有:矩形折流板、折流杆型折流板和格栅折流板等,如图二~四: 矩形折流板(图二) 折流杆换热器示意图(图三) 格栅折流板(图四) 这些折流板都有各自的优缺点,逐一说明如下; 一、弓形折流板。大部分换热器都采用弓形折流板。弓形折流板在壳程内的放置形式上下方向排列的形式,用以造成液体剧烈扰动以增大传热系数;左右方

向排列的,多数用于卧式换热器,设备中都伴随着有气相的吸收冷凝,以利于冷凝液和气体的流动,当列管是正方形排列时,为了使介质形成湍流以提高换热效果,则采用转角切口。单弓形折流板主要是为了提高整体的壳程的错流程度,切口的百分数一般为20%~49%;通常为20%~25%,最佳大小为20%,此时单位压降下传热膜系数最高,小于20%(缺口处不布管除外)压降较大;切口超过20%,导致形成流体流速的滞留区,切口过大或过小,都会降低管束的传热性能;为了减小振动,亦可采用缺口处不布管,缺口可减小到15%或者25%左右,其压降只有单弓形的1/3左右。双弓形折流板:当采用单弓形阻力过高,可改为双弓形折流板。双弓形折流板可以将通过壳程侧的流段分为两股,以此达到降低压降的目的,减小折流板间距,降低错流程度,其特点是有较大开口区域,允许与管子近乎平行的流动,所以流动诱发振动的几率较小。多弓形折流板保留了单弓的优点,有些尺寸的多弓形可以使流体的流动和管子接近平行,压降更低,降低振动可能性。双弓形和三弓形折流板能使两种换热介质良好的进行接触,消除换热器的死角,以提高换热目的,一般用于于大直径和大流量场合。 二、圆盘-圆环形折流板。圆盘-圆环形折流板是由大直径的开口圆板即圆环板(也称环板)和小直径的盘板交错排列组成。介质流动的特征是与轴心对称,流动多为与管束相向的平行流,因此,流动阻力较单弓形折流板小,由与管子垂直的横流引起的振动较小,但壳程传热膜系数增加比单弓形的小。圆盘-圆环形折流板一般用于大直径和大流量场合。 三、矩形折流板—在大圆盘上开设矩形孔和矩形挡板交错排列。矩形折流板有竖放和横放两种形式,竖放用于壳程介质是液相或有冷凝夜的情况;横放用于壳程是气相。其多用于大直径和大流量场合。 四、折流杆式换热器。这种换热器的主要结构主要是由折流网络和换热管组成的,折流网络是由很多个折流圈相隔一定距离焊接或用普通的定距管固定于拉杆上形成的。而每一个折流圈又是由很多根折流杆相互平行通过一定的间距焊接在外环上形成的。这些折流网络和换热管进行热交换就达到换热器的换热目的。这种换热器能够改善常规的板式折流板换热器的流体诱导振动。在这种结构中,支撑管子的折流杆与管子几乎不存在间隙,管束中每根传热管的上、下、左、右都得到了可靠的支撑,而且从根本上改变了流体的流动状况,变折流板换热器的

孔板流量计计算公式复习过程

孔板流量计计算公式

0引言 孔板是典型的差压式流量计,它结构简单,制造方便,在柳钢炼铁厂使用广泛,主要用于测量氧气、氮气、空气、蒸汽及煤气等流体流量。由于孔板的流入截面是突然变小的,而流出截面是突然扩张的,流体的流动速度( 情况) 在孔板前后发生了很大的变化,从而且在孔板前后形成了差压,通过测量差压可以反映流体流量大小[1]。但是流量的计算是一个复杂的过程。炼铁厂以往仅仅是通过开方器对孔板前后差压进行开方,然后乘以设计最大流量从而获得实际流量值,如公式(1)所示。 (1) 其中Q ——体积流量,Nm3/h; Q max——设计最大流量,Nm3/h; ΔP ——实际差压,Pa; ΔP设——设计最大差压,Pa。 其实这种方法并不能真实反映准确流量,特别是在压力、温度波动( 变化) 较大的时候,测量出来的流量和真实流量相差较大。所以,流量的计算还需要增加温度、压力补偿。在孔板通用公式中,增加压力、温度补偿的流量计算公式关键是对介质在工况下的密度进行处理,此外还需要孔板设计说明书上的流量系数、孔板开孔直径、膨胀系数、工况密度等参数,公式比较复杂;笔者经过大量的数据统计获得的简易公式则简单得多,只要有孔板的设计最大流量、设计差压和设计压力,即可准确获得实际流量值。

1孔板流量计计算公式 1.1通用计算公式(2) (2) 其中Q——体积流量,Nm3/h; K——系数; d——工况下节流件开孔直径,mm; ε——膨胀系数; α——流量系数; ΔP——实际差压,Pa; ρ——介质工况密度,kg/m3。 公式(2)中的介质工况密度ρ和温度、压力有关,根据克拉珀龙方程,有 (3) P ——压力,单位Pa; V ——体积,单位m3; T ——绝对温度,K; n ——物质的量; R ——气体常数。 相同( 一定) 质量的气体在温度和压力发生变化时,有:

螺旋折流板换热器

2014.7.23 宋小平裴志中2006.6.2 S 防短路螺旋折流板管壳式换热器 螺旋折流板的一周螺旋,仍有X块折流板连续组成,但每一块折流板直边,增加一至二排管距宽度C。组装时重叠搭接部分由同根管子穿过,为避免接触点干涉,在交叉处开一宽度为C的缺口以便相邻两螺旋折流板相交。这种交叉重叠搭接方式接续,可以对流经管束的介质起到引导作用,减少两相邻扇形板直边交叉形成三角形空间的短路现象,同时强化了折流板之间的连续性,避免了装配时的径向分离。 防短路螺旋折流板搭接形式示意图 华南理工大学徐白平江楠2006.1.20 F 复杂流场螺旋折流板换热器及其减阻强化传热方法 换热器螺旋折流板由与换热器中心轴线倾斜的椭圆扇形板拼接成单螺旋或双螺旋状,位于壳体中心;外螺旋折流板为与换热器中心轴线倾斜的椭圆环扇形板拼接成螺旋状,位于螺旋折流板外围。该换热器利用外螺旋折流板不同结构的导流作用,引入复杂流场,改善流体在壳体壁附近及折流板背风侧的流动状态,强化壳体处与中心外围区域的混合,提高流体在换热器整体湍动程度,较大幅度地提高壳程的传热膜系数,提高换热器的有效利用面积,强化壳程传热。换热器结构加工、装配、维护方便,制造成本低,突破了限制螺旋折流板向大流量操作的瓶颈,节能降耗,市场前景好。 一种管壳式换热器 王秋旺贺群武2003.10.17 F 本发明涉及一种管科式换热器,主要应用于气体压缩机中间冷却器。包括一个壳体,位于壳体中心的中心气体通道,分别位于壳体两端的两个挡板,一束平行固定于两个挡板之间的翅片管束,位于壳侧的冷却水入口和冷却水出口,若干位于翅片管束和外壳之间的螺旋形折流

板,翅片管两端固定于两块挡板之间,中心气体通道与前后两个挡板以及壳侧外壳共轴,其中,每个翅片管包括外管,堵塞的芯管和翅片,翅片管中的翅片采用弯曲形状翅片。本发明所采用螺旋形折流板和翅片管采用锯齿形翅片或者螺旋形翅片的结构方式,可以使得换热器更加紧凑,换热效率更高,而且壳侧结垢少,使用寿命增加。(其部芯管也作为换热空间利用。) 一种外翅片管换热器 王秋旺田林2005.10.31 F 该装置主要用于气气换热,特别是高温高压下的工况,包括一个壳体,分别位于壳体两端的两个管板,一束平行固定于两个管板之间的翅片管束,起固定管束和导流作用的挡板,位于壳体的气体的进口与出口,以及在换热管外设置的不同形式的翅片,包括平板式连续翅板,波纹式连续翅板以及在其上开缝,开孔,安装纵向涡发生器或者百叶窗所形成的翅片,此外,还可安装螺旋状翅片。每个换热管包括外管,翅片堵塞的芯管,翅片包括波纹形翅片,锯齿形翅片,带突起的翅片以及打孔翅片。 本发明能够在满足换热要求的前提之下,同时能够满足承受较高的绝对压力或者故障状态下较高的相对压力的要求,防止换热器发生胀裂。 (该专利的启示:可应用于壳程压力较高的场合,立式管壳式换热器,壳程流体流动方向为自下而上)

特种材料螺旋折流板高效换热器的研究

2 008 年第3 期 目前我国的石油化工、化工、精细化工、电力等行业使用的管壳式换热器多为弓形折流板。弓形折流板使流体介质在换热器壳程内横向流动,导致介质阻力降大,易积垢,换热效率低,还可能诱导换热管振动等问题。 钛、锆波纹管的研发成功,解决了腐蚀问题,提高了传热效率,具有较强的自清污垢能力、伸缩性和很好的补偿能力,适用于多种场合[1 ̄3]。 螺旋折流板使流体在壳体内呈螺旋状流动,增强流体的纵向混合,并斜向冲刷管束使流体沿螺旋板方向流动,没有死区,不易积垢,抗振性能好等优点。特别适用于高粘度,流动性差的介质。 特种材料螺旋折流板高效换热器经理论分析、模型建立、流场、温度场分析计算、试制和应用表明,具有压降小、换热效率高、运行费用低、增产节能效果显著等特点,已在上海石化、金陵石化、扬子石化等企业的乙烯、醋酸、PTA等装置上成功推广使用。 1 结构特点 特种材料螺旋折流板高效换热器结构见图1, 主要由管箱、管束、壳体构成。管箱材料采用16MnR+TA2 (或ZIR702)衬里,管板材料采用TA9+16MnII复合板或ZIR705板,波纹管材料采用TA2 或ZIR702,壳体材料采用16MnR,螺旋折流板材料采用0Cr18Ni9,除壳程法兰外其余均采用16MnR(II)+TA2(或ZIR702)衬环结构。 1—管程进口;2—壳程出口;3—螺旋折流板;4—壳体;5—高 效换热管;6—放空口;7—壳程进口;7—壳程进口;8—鞍式支座;9—固定管板;10—管程出口;11—管箱 图1 螺旋折流板结构图 螺旋折流板换热器的折流板由若干块1/4壳体横截面的扇形折流板自进口处向出口处呈螺旋状组装形成的。每相邻的4片组成一组,如图2所 特种材料螺旋折流板高效换热器的研究 高兴国1,田朝阳2,孙丹红2, (1.宝鸡钛业股份有限公司,陕西 宝鸡 721014; 2.江苏中圣高科技产业有限公司高效传热研究所,江苏南京 211112) 摘要:介绍了钛、锆高效波纹管与螺旋折流板新型结构的高效换热器的研发情况,实践证明,与传统的管壳式换热器相比较,特种材料螺旋折流板高效换热器具有传热系数高、压降低、防振动及适用范围广的优点,且增产节能效果明显,同时节省原材料投资。 关键词:螺旋折流板;波纹管;高效换热器;特种材料 Abstract:Investigationanddevelopmentofhighlyefficientheatexchangerwithcorrugatedtubeandnewhelicalbaffleswasintroduced.Ancomparativeinvestigationofthehelicalbaffleheatexchangerandthecommonheatexchangerwaspresented,applicationresultsshowedthathelicalbaffleheatexchangersgavehighheattransfercoefficient,lowpressureloss,goodvibrationresistanceandwideapplications. Keywords:helicalbaffle;corrugatedtube;heatexchanger;specialmaterial 中图分类号:TK172 文献标志码:B 文章编号:1001-5523(2008)03-0025-05 研究与探讨 25??

压差流量计计算公式

()差压式流量计差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据,根据节流原理,当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等),在其前后产生压差,此差压值与该流量地平方成正比.在差压式流量计仪表中,因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛 地应用.孔板流量计理论流量计算公式为:式中,为工况下地体积流量,;为流出系数,无量钢;β,无量钢;为工况下孔板内径,;为工况下上游管道内径,;ε为可膨胀系数,无量钢;Δ为孔板前后地差压值,;ρ为工况下流体地密度,.对于天然气而言,在标准状态下天然气积流量地实用计算公式为: 式中,为标准状态下天然气体积流量,;为秒计量系数,视采用计量单位而定,此式×;为流出系数;为渐近速度系数;为工况下孔板内径,;为相对密度系数,ε为可膨胀系数;为超压缩因子;为流动湿度系数;为孔板上游侧取压孔气流绝对静压,;Δ为气流流经孔板时产生地差压,. 差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成,对工况变化、准确度要求高地场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机,组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等.流量计算器.()速度式流量计速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理地一类流量计.工业应用中主要有:①涡轮流量计:当流体流经涡轮流量传感器时,在流体推力作用下涡轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,涡轮转动周期地改变磁电转换器地磁阻值,检测线圈中地磁通随之发生周期性变化,产生周期性地电脉冲信号.在一定地流量(雷诺数)范围内,该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体地体积流量成正比.涡轮流量计地理论流 量方程为:式中为涡轮转速;为体积流量;为流体物性(密度、粘度等),涡轮结构参数(涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等)有关地参数;为与涡轮顶隙、流体流速分布有关地系数;为与摩擦力矩有关地系数. ②涡街流量计:在流体中安放非流线型旋涡发生体,流体在旋涡发生体两侧交替地分离释放出两列规则地交替排列地旋涡涡街.在一定地流量(雷诺数)范围内,旋涡地分离频率与流经涡街流量传感器处流体地体积 流量成正比.涡街流量计地理论流量方程为:式中,为工况下地体积流量,;为表体通径,;为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面积之比;为旋涡发生体迎流面宽度,;为旋涡地发生频率,;为斯特劳哈尔数,无量纲. ③旋进涡轮流量计:当流体通过螺旋形导流叶片组成地起旋器后,流体被强迫围绕中心线强烈地旋转形成旋涡轮,通过扩大管时旋涡中心沿一锥形螺旋形进动.在一定地流量(雷诺数)范围内,旋涡流地进动频率与流经旋进涡流量传感器处流体地体积流量成正比.旋进旋涡流量计地理论流量方程 为:式中,为工况下地体积流量,;为旋涡频率,;为流量计仪表系数,(为 脉冲数). ④时差式超声波流量计:当超声波穿过流动地流体时,在同一传播距离内,其沿顺流方向和沿逆流方向地传播速度则不同.在较宽地流量(雷诺数)范围内,该时差与被测流体在管道中地体积流量(平均流速)成正比.超声波流量计地流量方程式为:

孔板流量计简易计算公式应用

孔板流量计简易计算公式应用 介绍孔板流量计的计算公式,通过将简易公式和通用公式的对比,发现简易公式更直观,而且计量误差很小,能够满足生产要求,为维护提供了方便。 关键词计量学;孔板;流量;公式;误差 孔板是典型的差压式流量计,它结构简单,制造方便,使用广泛,主要用于测量氧气、氮气、空气、蒸汽及煤气等流体流量。由于孔板的流入截面是突然变小的,而流出截面是突然扩张的,流体的流动速度(情况)在孔板前后发生了很大的变化,从而在孔板前后形成了差压,通过测量差压可以反映流体流量大小。但是流量的计算是一个复杂的过程。炼铁厂以往仅仅是通过开方器对孔板前后差压进行开方,然后乘以设计最大流量从而获得实际流量值,如公式(1)所示。 其中Q ——体积流量,Nm3/h; Qmax——设计最大流量,Nm3/h;? P ——实际差压,Pa; ? P设——设计最大差压,Pa。 其实这种方法并不能真实反映准确流量,特别是在压力、温度波动(变化)较大的时候,测量出来的流量和真实流量相差较大。所以,流量的计算还需要增加温度、压力补偿。 在孔板通用公式中,增加压力、温度补偿的流量计算公式关键是对介质在工况下的密度进行处理,此外还需要孔板设计说明书上的流

量系数、孔板开孔直径、膨胀系数、工况密度等参数,公式比较复杂;经过大量的数据统计获得的简易公式则简单得多,只要有孔板的设计最大流量、设计差压和设计压力,即可准确获得实际流量值。 1、孔板流量计计算公式; 1.1 通用计算公式: 其中Q----体积流量,Nm3/h; K----系数; d----工况下节流件开孔直径,mm;ε----膨胀系数;α----流量系数;? P----实际差压,Pa;ρ----介质工况密度,kg/m3。 公式(2)中的介质工况密度ρ和温度、压力有关,根据克拉珀龙方 程,有(3) P ----压力,单位Pa;V ----体积,单位m3;T ----绝对温度,K; n ----物质的量;R ----气体常数。 相同(一定)质量的气体在温度和压力发生变化时,有: P1----某种状态下气体压强,Pa;V1----某种状态下气体体积,m3;T1----某种状态下气体绝对温度,K;又:

各种流量计计算公式

V锥流量计计算公式为: 其中: K为仪表系数; Y为测量介质压缩系数;对于瓦斯气Y=0.998; ΔP为差压,单位pa; ρ为介质工况密度,单位kg/m3。取0.96335 涡街流量计计算公式:

一、孔板流量计 1.1 工作原理 流体流经管道内的孔板,流速将在孔板处形成局部收缩因而流速增加,静压力降低,于是在孔板上、下游两侧产生静压力差。流体流量愈大,产生的压差愈大,通过压差来衡量流量的大小。它是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础,在已知有关参数的条件下,根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。其流量计算公式如下: 上式中:ε——被测介质可膨胀性系数,对于液体ε=1;对气体等可压缩流体ε<1(0.99192)Q工——流体的体积流量(单位:m3/min) d ——孔径(单位:m ) △P——差压(单位:Pa) ρ1——工作状况下,节流件(前)上游处流体的密度,[㎏/m3]; C ——流出系数 β——直径比 1.2 安装 孔板流量计的安装要求:对直管段的要求一般是前10D后5D,因此在安装孔板流量计时一定要满足这个直管段距离要求,否则测量的流量误差大。

1.3 测量误差分析 1.3.1 基本误差 孔板在使用过程中,会由于煤气的侵蚀而产生变形,从而引起流量系数增大而产生测量误差;而且流量计工作时间越长,流体对节流件的冲刷越严重,也会引起流量系数增大而产生测量误差。 1.3.2 附件误差 孔板节流装置安装于现场严酷的工作场所,在长期运行后,无论管道或节流装置都会发生一些变化,如堵塞、结垢、磨损、腐蚀等等。检测件是依靠结构形状及尺寸保持信号的准确度,因此任何几何形状及尺寸的变化都会带来附加误差。

孔板流量计理论流量计算公式

孔板流量计理论流量计 算公式 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

如果你没有计算书,你只需要向制造厂提供下列数据:管道(法兰)尺寸,管道(法兰)材质,介质,流体的最大和常用流量,温度,压力和你现有的孔板外圆尺寸,生产厂会根据你的数据重新计算,然后你根据计算书重新调整你的差压变送器和流量积算仪引用孔板流量计理论流量计算公式 2009-05-10 17:11:29|分类: |标签: |字号大中小订阅 引用 的 (1)差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据,根据节流原理,当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等),在其前后产生压差,此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中,因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为: 式中,qf为工况下的体积流量,m3/s;c为流出系数,无量钢;β=d/D,无量钢;d为工况下孔板内径,mm;D为工况下上游管道内径,mm;ε为可膨胀系数,无量钢;Δp为孔板前后的差压值,Pa;ρ1为工况下流体的密度,kg/m3。 对于天然气而言,在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为: 式中,qn为标准状态下天然气体积流量,m3/s;As为秒计量系数,视采用计量单位而定,此式As=×10-6;c为流出系数;E为渐近速度系数;d为工况下孔板内径,mm;FG为相对密度系数,ε为可膨胀系数;FZ为超压缩因子;FT为流动湿度系数;p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp为气流流经孔板时产生的差压,Pa。 差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成,对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机,组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。 孔板流量计,可广泛应用于石油、化工、天然气、冶金、电力、制药等行业中,各种液体、气体、天燃气以及蒸汽的体积流量或质量流量的连续测量。但是许多人不知道孔板流量计是怎么计算出来,今天我就和大家探讨一下孔板流量计的计算公式 简单来说差压值要开方输出才能对应流量 实际应用中计算比较复杂一般很少自己计算的这个都是用软件来计算的下面给你一个实际的例子看看吧 一.流量补偿概述 差压式流量计的测量原理是基于流体的机械能相互转换的原理。在水平管道中流动的流体,具有动压能和静压能(位能相等),在一定条件下,这两种形式的能量可以相互转换,但能量总和不变。以体积流量公式为例: Q v = CεΑ/sqr(2ΔP/(1-β^4)/ρ1)

孔板流量计计算公式

0 引言 孔板是典型的差压式流量计,它结构简单,制造方便,在柳钢炼铁厂使用广泛,主要用于测量氧气、氮气、空气、蒸汽及煤气等流体流量。由于孔板的流入截面是突然变小的,而流出截面是突然扩张的,流体的流动速度( 情况) 在孔板前后发生了很大的变化,从而且在孔板前后形成了差压,通过测量差压可以反映流体流量大小[1]。但是流量的计算是一个复杂的过程。炼铁厂以往仅仅是通过开方器对孔板前后差压进行开方,然后乘以设计最大流量从而获得实际流量值,如公式(1)所示。 (1) 其中Q ——体积流量,Nm3/h; Q max——设计最大流量,Nm3/h; ΔP ——实际差压,Pa; ΔP设——设计最大差压,Pa。 其实这种方法并不能真实反映准确流量,特别是在压力、温度波动( 变化) 较大的时候,测量出来的流量和真实流量相差较大。所以,流量的计算还需要增加温度、压力补偿。在孔板通用公式中,增加压力、温度补偿的流量计算公式关键是对介质在工况下的密度进行处理,此外还需要孔板设计说明书上的流量系数、孔板开孔直径、膨胀系数、工况密度等参数,公式比较复杂;笔者经过大量的数据统计获

得的简易公式则简单得多,只要有孔板的设计最大流量、设计差压和设计压力,即可准确获得实际流量值。 1 孔板流量计计算公式 1.1通用计算公式(2) (2) 其中Q——体积流量,Nm3/h; K——系数; d——工况下节流件开孔直径,mm; ε——膨胀系数; α——流量系数; ΔP——实际差压,Pa; ρ——介质工况密度,kg/m3。 公式(2)中的介质工况密度ρ和温度、压力有关,根据克拉珀龙方程,有 (3) P ——压力,单位Pa; V ——体积,单位m3; T ——绝对温度,K; n ——物质的量; R ——气体常数。

连续螺旋折流板管壳式换热器动态特性研究及预测_吴峰

收稿日期:2006-06-05; 修订日期:2006-08-25 基金项目:国防科技重点实验室基金资助项目(51482100204J W0801);国家教育部“新世纪优秀人才支持计划”基金资助项目(NCET -04-0938) 作者简介:吴 峰(1978-),男,江西广丰人,西安交通大学博士研究生. 文章编号:1001-2060(2007)02-0190-07 连续螺旋折流板管壳式换热器 动态特性研究及预测 吴 峰,王秋旺,陈秋炀,谢公南 (西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西西安710049) 摘 要:建立了可进行壳管式换热器动态特性试验研究系统,通过试验研究的方法对水-油为换热工质的连续螺旋折流板管壳式换热器动态特性进行了试验研究,进口流量扰动为等百分比流量特性,研究了4种流量扰动方式下水和油出口温度的动态响应。同时研究了在一定Re 数下,不同的流体扰动量对换热器进出口温升的影响,得到了换热器进出口温升与流体扰动量之间的关联式。实验表明,液液换热系统温度的动态响应时间比较长,研究发现在正负的流量扰动下,换热器进出口温度变化呈现线性变化,进出口温升在正负流量扰动下其变化曲线具有对称特征。分别建立了有限差分数值预测模型及人工神经网络模型对换热器油侧的出口温度进行了动态预测,预测结果与试验值符合良好,人工神经网络的预测结果要好于数值模拟预测,其偏差绝对值在1.3%以内,表明人工神经网络在进行复杂的系统辨识时具有一定的参考及应用价值。关 键 词:壳管式换热器;连续螺旋折流板;动态特性;数值预测;人工神经网络;动态预测 中图分类号:TK172 文献标识码:A 引 言 在管壳式换热器中,螺旋折流板换热器由于其能够改善壳侧流动换热性能,在相同的压降下较弓形折流板换热器而言其壳侧换热系数较高而得到研究及应用[1~4];对于高粘度流体而言,其换热效果更加突出[5]。目前所使用的螺旋折流板管壳式换热器的折流板一般是由两块或四块扇形平板搭接而成,每两块扇形折流板之间一般存在三角区,存在严重的漏流问题,使得换热器壳侧的流动偏离真正的螺旋流动 [6] , 本文所使用的连续螺旋折流板换热器能够使得换热器壳侧的流动实现真正的螺旋流动,提高了换热效率[7]。而所有这些研究主要集中在换热器的稳态传热特性上,换热器稳态设计过程揭示了流体在换热过 程中能量平衡关系和稳定的温度分布。但是这些都 没有提供换热器动态行为方面的信息,对于一般的工业生产应用中,换热器总是与其它热力设备相互关联,这必然会影响到换热器运行过程中的一些热力参数,诸如换热工质的进口温度及流量的变化,换热器动态特性的研究对于换热器热过程的实时控制、状态计算、优化及合理利用是十分必要的。以水和油为换热工质的换热设备广泛地应用于化工、石油、冶炼及大型发电机的冷却技术中。本文通过实验研究的方法对连续螺旋折流板换热器在水油为换热工质系统中的动态特性进行了试验研究,应用人工神经网络技术进行了相应的预测,为相关换热设备的分析、设计及改进其控制系统提供依据。 图1 实验系统示意图 1 试验系统 所研究的系统以水油为换热工质,其中油走壳侧,为热流体;水走管侧,为冷流体。油的温升通过油箱中的电加热器通电加热完成,油箱中布置了8个电加热器,通过改变电加热器的通电个数能够实现导热油维持在不同的温度上。具体试验系统回路如图1 第22卷第2期2007年3月 热能动力工程 JOURNAL OF ENGINEERING FOR THER MAL E NERGY AND POWER Vol .22,No .2 Mar .,2007

孔板流量计流量计算方法

孔板流量计流量计算方法 本方法所需配置:适宜的孔板流量计,空盒气压计,压差计,温度计,瓦斯浓度测定仪。 孔板流量计由抽采瓦斯管路中加的一个中心开孔的节流板、孔板两侧的垂直管段和取压管等组成。当气体流经管路内的孔板时,流束将形成局部收缩,在全压不变的条件下,收缩使流速增加、静压下降,在节流板前后便会产生静压差。在同一管路截面条件下,气体的流量越大,产生的压差也越大,因而可以通过测量压差来确定气体流量。 混合气体流量由下式计算: Q=Kb△h1/2δPδT (1) 该公式系数计算如下: K=189.76a0mD2 (2) b=(1/(1-0.00446x))1/2 (3) K—孔板流量计系数,由实验室确定; b—瓦斯浓度校正系数,由有关手册查取; △h—孔板两侧的静压差,mmH2O,由现场实际测定获取;δP—压力校正系数; δT—温度校正系数; x--混合气体中瓦斯浓度,%; t--同点温度,℃; a0--标准孔板流量系数;(在相关手册中查出) m--孔板截面与管道截面比; D--管道直径,米; P T--孔板上风端测得的绝对压力,毫米水银柱; 抽采的纯瓦斯流量,采用下式计算: Qw=x·Q (6) 式中x—抽采瓦斯管路中的实际瓦斯浓度,%。 孔板流量计在安装时要注意孔板与瓦斯管的同心度,不能装偏。在钻场内安装流量计时,应保证孔板前后各1m段应平直,不要有阀门和变径管。在抽采巷瓦斯管末端安装流量计应保证孔板前后各5m段应平直,不要有阀门和变径管。

煤矿抽放瓦斯使用孔板流量计 计算抽放要领及参考系数 孔板流量计由抽采瓦斯管路中扩展的一个焦点开孔的节流板、孔板两侧的垂直管段和取压管等组成,如下图。煤矿。当气体流经管路内的孔板时,流束将造成局限缩短,孔板流量计原理。在全压不变的条件下,缩短使流速扩展、静抬高落,孔板流量计原理。在节流板前后便会出现静压差。学习孔板流量计计算公式。在同一管路截面条件下,计算公式。气体的流量越大,你知道流量计。出现的压差也越大,是以能够经历丈量压差来肯定气体流量。一体化孔板流量计。 瓦斯混合气体流量由下式计算:想知道流量计。 Q=Kb△h1/2δPδT (1) 该公式系数计算如下:孔板流量计算公式。 K=189.76a0mD2 (2) b=(1/(1-0.00446x))1/2 (3) δP=(PT/760)1/2 (4) δT=(293/(273+t))1/2 (5) 式中:孔板流量计计算公式煤矿抽放瓦斯利用孔板流量计计算抽放方法。 Q—瓦斯混合流量,米3/秒; K—孔板流量计系数,孔板流量计计算公式煤矿抽放瓦斯利用孔板流量计计算抽放方法。由实验室肯定见表-4现实孔板流量特性系数K b—瓦斯浓度校正系数,相比看孔板流量计生产厂家。由相关手册查表-3瓦斯浓度校正系数b值表 △h—孔板两侧的静压差,孔板流量计到普能。mmH2O,孔板流量计工作原理。由现场现实测定获取; δP—压力校正系数; δT—温度校正系数; x--混合气体中瓦斯浓度,一体化孔板流量计。%; t--同点温度,℃; a0--准绳孔板流量系数;(在相关手册中查出) m--孔板截面与管道截面比; D--管道直径,孔板流量计华清好。孔板流量计工作原理。米; PT--孔板优势端测得的完全压力,孔板流量计华清好。毫米水银柱; PT =测定本地气压(毫米水银柱)+该点管内正压(正)或负压(负)(毫米水柱)÷13.6 为了计算利便,孔板流量计安装要求。将δT、δP、b、K 值不同列入表1、表2、表3、表4中。 抽采的纯瓦斯流量,对比一下孔板流量计工作原理。采用下式计算: Qw=x·Q (6) 式中x—抽采瓦斯管路中的现实瓦斯浓度,相比看孔板流量计原理。%。事实上孔板流量计华清好。 孔板流量计在安设时要预防孔板与瓦斯管的同心度,瓦斯。不能装偏。在钻场内安设流量计时,孔板流量计工作原理。应保证孔板前后各1m段应平直,计算。不要有阀门和变径管。方法。在抽采巷瓦斯管末端安设流量计应保证孔板前后各5m段应平直,孔板流量计算公式。不要有阀门和变径管。利用。 各矿井应依据不同的管路条件和完全实在地点安设相应的流量计,想知道孔板流量计生产厂家。凿凿酌量计算公式,相比看孔板流量计安装要求。按原则按期维持校正,以便为瓦斯抽采提供信得过真实数据。

螺旋折流板管束结构设计及板尺寸计算

螺旋折流板管束结构设计及板尺寸计算 国德文 摘要:本文介绍了螺旋折流板的几何形状及螺旋折流板换热器管束的结构型式,并据此说明了螺旋折流板换热器管束的设计方法。通过图示证明螺旋折流板的曲线边是一条椭圆曲线,给出螺旋折流板几何尺寸的计算方法。 关键词:螺旋折流板;管束;结构设计;计算 Structure design for tube Bundle of spiral baffle and the calculation of the baffle imension Guo De-wen Abstract: In this article,geometric form of spiral baffle,structure patterns for tube Bundle of spiral baffle tubular heat exchanger and its design method are introduced. It were shown that the curve rim of the spiral baffle formed a ellipse curve and the methods of calculation are given that geometry dimensions of spiral baffle. Key words: spiral baffle;tube bundle;stucture design ;calculation 进入本世纪以来,国内采用一种新型高效螺旋折流板换热器的企业逐渐增多。我厂设计室也经常采用螺旋折流板来设计管壳式换热器。本文对螺旋折流板管束的结构设计进行了探讨。 1螺旋折流板的几何形状 螺旋折流板换热器的折流板为准扇形(如图一)。与壳体横截面有一定的安装倾角α,其在壳体横截面上的投影刚好为四分之一圆面。 图一螺旋折流板三视图 根据折流板间距所需要的若干个螺旋折流板与管束轴线以某一角度呈连续螺旋状排列,这种排列须保证介质自壳程进口向出口呈螺旋状推进,避免了采用弓形折流板时,介质以“Z”字形流动剧烈折返带来的严重压降。管壳式换热器采用螺旋折流板是基于这样一种思想:通过改变壳程侧折流板的布置,使壳程侧流体呈连续螺旋流动,因此,理想的折流板布置应该为连续的螺旋曲面。但是,螺旋曲面加工困难,而且换热管与折流板的配合很难实现。考虑到加工上的方便,我们采用一系列的准扇形平面板(称之为螺旋折流板)替代曲面相间连接,在壳程侧形成近似的螺旋面,使换热器的壳程侧流体产生连续的螺旋状流动(如图二)。 图二壳体内螺旋折流板排列示意图 2螺旋折流板间距 螺旋折流板布置应使壳程内介质的螺

孔板流量计理论流量计算公式

如果你没有计算书,你只需要向制造厂提供下列数据:管道(法兰)尺寸,管道(法兰)材质,介质,流体的最大和常用流量,温度,压力和你现有的孔板外圆尺寸,生产厂会根据你 的数据重新计算,然后你根据计算书重新调整你的差压变送器和流量积算仪引用孔板流量计理论流量计算公式 2009-05-10 17:11:29| 分类:技术资料| 标签:|字号大中小订阅 引用 蝈蝈的孔板流量计理论流量计算公式 (1)差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据,根据节流原理,当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等),在其前后产生压差,此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中,因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为: 式中,qf为工况下的体积流量,m3/s;c为流出系数,无量钢;β=d/D,无量钢;d为工况下孔板内径,mm;D为工况下上游管道内径,mm;ε为可膨胀系数,无量钢;Δp为孔板前后的差压值,Pa;ρ1为工况下流体的密度,kg/m3。 对于天然气而言,在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为: 式中,qn为标准状态下天然气体积流量,m3/s;As为秒计量系数,视采用计量单位而定,此式As=3.1794×10-6;c为流出系数;E为渐近速度系数;d为工况下孔板内径,mm;FG为相对密度系数,ε为可膨胀系数;FZ为超压缩因子;FT为流动湿度系数;p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp为气流流经孔板时产生的差压,Pa。 差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成,对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机,组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。 孔板流量计,可广泛应用于石油、化工、天然气、冶金、电力、制药等行业中,各种液体、气体、天燃气以及蒸汽的体积流量或质量流量的连续测量。但是

孔板流量计计算公式

孔板流量计计算公式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

0引言 孔板是典型的差压式流量计,它结构简单,制造方便,在柳钢炼铁厂使用广泛,主要用于测量氧气、氮气、空气、蒸汽及煤气等流体流量。由于孔板的流入截面是突然变小的,而流出截面是突然扩张的,流体的流动速度( 情况) 在孔板前后发生了很大的变化,从而且在孔板前后形成了差压,通过测量差压可以反映流体流量大小[1]。但是流量的计算是一个复杂的过程。炼铁厂以往仅仅是通过开方器对孔板前后差压进行开方,然后乘以设计最大流量从而获得实际流量值,如公式(1)所示。 (1) 其中Q ——体积流量,Nm3/h; Q max——设计最大流量,Nm3/h; ΔP ——实际差压,Pa; ΔP设——设计最大差压,Pa。 其实这种方法并不能真实反映准确流量,特别是在压力、温度波动( 变化) 较大的时候,测量出来的流量和真实流量相差较大。所以,流量的计算还需要增加温度、压力补偿。在孔板通用公式中,增加压力、温度补偿的流量计算公式关键是对介质在工况下的密度进行处理,此外还需要孔板设计说明书上的流量系数、孔板开孔直径、膨胀系数、工况密度等参数,公式比较复杂;笔者经过大量的数据统计获得的简易公式则简单得多,只要有孔板的设计最大流量、设计差压和设计压力,即可准确获得实际流量值。

1孔板流量计计算公式 1.1通用计算公式(2) (2) 其中Q——体积流量,Nm3/h; K——系数; d——工况下节流件开孔直径,mm; ε——膨胀系数; α——流量系数; ΔP——实际差压,Pa; ρ——介质工况密度,kg/m3。 公式(2)中的介质工况密度ρ和温度、压力有关,根据克拉珀龙方程,有 (3) P ——压力,单位Pa; V ——体积,单位m3; T ——绝对温度,K; n ——物质的量; R ——气体常数。 相同( 一定) 质量的气体在温度和压力发生变化时,有:

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