在孔板流量计的前后端测出压差后可按以下两种方法进行计算;
(一)、可按公式计算出瓦斯流量。
计算公式:
Q混=Kb(Δh)1/2δpδT (1)
Q纯= Q混X
式中:
Q混——抽放的瓦斯混合量,m3/min;
Q纯——抽放的瓦斯纯量,m3/min;
K——实际孔板流量特性系数,计算见(2)式;
b——瓦斯浓度校正系数,计算见(3)式;
δp——气压校正系数,计算见(4)式;
δT——温度校正系数,计算见(5)式;
Δh——在孔板前后端所测之压差,mmH2O;
X——混合气体中瓦斯浓度,%。
K=1.76a0mD2 (2)
式中:
a0——标准孔板流量系数;
m=(d1/D)2
m——截面比;
D——管道直径,米;
d1——孔板直径,米;
b=[1/(1-0.00446X)]1/2 (3)
δp=(PT/760)1/2 (4)
式中:
PT——孔板上风端测得的绝对压力,mmHg;
PT=测定当地压力(mmHg)+[该点管内正压(正)或负压(负)(mmH2O)]/13.6
760——标准大气压,mmHg;
δT=293°/(273°+t°)1/2 (5)
式中:
t°——瓦斯管内测点温度,℃;
293°——标准绝对温度,℃;
四寸管路 d1=49.50mm
D=98.28mm
则:m=0.2536查(表一)得 a0=0.6327
K=0.3001
六寸管路 d1=74.68mm
D=151.20mm
则:m=0.2439查(表一)得a0=0.6294
K=0.6718
(二)、在计算过程中为加快计算速度,可把公式中的各项数值表格化,查表得出b、δp、δT。
瓦斯浓度校正系数b值表二;
瓦斯浓度(%) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 | 1.000 1.024 1.048 1.074 1.103 1.134 1.168 1.206 1.247 1.292 1.344 | 1.002 1.026 1.050 1.077 1.106 1.137 1.172 1.210 1.251 1.297 | 1.004 1.028 1.053 1.080 1.109 1.141 1.176 1.214 1.256 1.302 | 1.007 1.031 1.056 1.082 1.113 1.144 1.179 1.220 1.260 1.308 | 1.009 1.032 1.058 1.085 1.116 1.148 1.182 1.222 1.263 1.313 | 1.011 1.035 1.060 1.088 1.119 1.151 1.186 1.225 1.269 1.318 | 1.014 1.038 1.063 1.091 1.122 1.154 1.190 1.229 1.274 1.324 | 1.0016 1.040 1.066 1.095 1.125 1.158 1.194 1.234 1.278 1.328 | 1.019 1.043 1.068 1.097 1.128 1.162 1.198 1.238 1.283 1.334 | 1.021 1.045 1.071 1.100 1.131 1.1 1.202 1.243 1.287 1.339 |
压力
(mmHg) | δp | 压力 (mmHg) | δp | 压力 (mmHg) | δp | 压力 (mmHg) | δp | 压力 (mmHg) | δp |
150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 | 0.444 0.452 0.458 0.466 0.472 0.480 0.488 0.493 0.500 0.506 0.513 0.519 0.525 0.532 0.538 0.544 0.550 0.556 0.562 0.568 0.574 0.579 0.585 0.590 0.596 0.601 0.607 0.612 | 290 295 300 305 310 315 320 325 330 335 340 345 350 355 360 365 370 375 380 385 390 395 400 405 410 415 420 425 | 0.617 0.623 0.629 0.633 0.639 0.3 0.9 0.654 0.659 0.663 0.669 0.674 0.678 0.683 0.6 0.693 0.698 0.702 0.707 0.712 0.716 0.720 0.725 0.729 0.734 0.739 0.743 0.748 | 430 435 440 445 450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 500 505 510 515 520 525 530 535 540 545 550 555 560 565 | 0.752 0.756 0.761 0.765 0.769 0.774 0.778 0.782 0.786 0.791 0.794 0.799 0.803 0.807 0.811 0.815 0.819 0.823 0.827 0.831 0.835 0.839 0.843 0.847 0.850 0.854 0,858 0.862 | 570 575 580 585 590 595 600 605 610 615 620 625 630 635 0 5 650 655 660 665 670 675 680 685 690 695 700 705 | 0.866 0.870 0.874 0.878 0.881 0.886 0.8 0.2 0.6 0.900 0.903 0.907 0.910 0.914 0.918 0.922 0.925 0.928 0.932 0.935 0.939 0.942 0.946 0.949 0.953 0.956 0.960 0.963 | 710 715 720 725 730 735 740 745 750 755 760 765 770 775 780 785 790 795 800 805 810 815 820 825 830 835 840 845 | 0.967 0.970 0.973 0.977 0.980 0.984 0.987 0.990 0.993 0.997 1.000 1.003 1.006 1.009 1.013 1.016 1.019 1.023 1.026 1.029 1.031 1.034 1.037 1.040 1.043 1.047 1.050 1.053 |
温度
℃ | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
40 30 20 10 0 -0 -10 -20 -30 -40 | 0.968 0.983 1.000 1.017 1.035 1.035 1.056 1.076 1.098 1.122 | 0.966 0.982 0.998 1.016 1.034 1.037 1.058 1.078 1.099 1.123 | 0.9 0.980 0.997 1.014 1.033 1.039 1.059 1.080 1.103 1.126 | 0.963 0.979 0.995 1.012 1.032 1.041 1.061 1.083 1.105 1.129 | 0.961 0.977 0.993 1.010 1.029 1.043 1.063 1.085 1.108 1.131 | 0.960 0.975 0.992 1.008 1.027 1.045 1.066 1.086 1.109 1.133 | 0.958 0.974 0.990 1.007 1.025 1.047 1.068 1.0 1.115 1.139 | 0.957 0.972 0.988 1.005 1.023 1.049 1.070 1.091 1.115 1.139 | 0.955 0.971 0.987 1.003 1.021 1.052 1.072 1.094 1.117 1.141 | 0.954 0.969 0.985 1.001 1.019 1.054 1.074 1.095 1.119 1.143 |
解:由公式Q混=K*b*(Δh)1/2* δp*δT
求K值 m=(d1/D)1/2=(12.7/25.4) 1/2=0.25
查表一得: a0=0.17 K=0.0190
b值查表二得:b=1.074
求δp值 PT=1.01*105/(9.8*13.6)-0.07*106/(9.8*13.6)=232.6mmHg
求δp查表三得:δp=0.556
求δT查表四得:δT=0.983
则Q混=0.019*1.074*301/2*0.556*0.983
=0.061m3/min
Q纯= Q混*X=0.061*30%=0.0183 m3/min
(举例)YD-2型孔板流量计的应用与计算
孔板流量计用以测定瓦斯管路中的瓦斯流量(如下图)。
一、抽放瓦斯管路中孔板流量计的安装与使用:
(1)、在抽放瓦斯管路中安装孔板时,孔板的孔口必须与管道同心,其端面与管路轴线垂直,偏心度<1~2%;
(2)、安装孔板的管道内壁,在孔板前后距离2D的范围内,不应有凸凹不平,焊缝和垫片等。
(3)、孔板流量计的上游(前端),管道直线长度》20D,下游(后端)长度》10D;
(4)、要经常清理孔板前后的积水和污物,孔板锈蚀要更换;
(5)、抽放瓦斯量有较大变化时,应根据流量大小更换相应的孔板。
二、应用孔板流量计与计算管道内的瓦斯流量时,必须同时测量的参数:
(1)、孔板前后端的压差值(△h);
(2)、测量地点的大气压力(PD);
(3)、管道内的气体压力(PG),正压或负压;
(4)、管道内的气体温度(t);
(5)、管道内的瓦斯浓度(x)。
三、抽放的混合瓦斯量计算:
QH=9.81-1/2·K·b·(△h)1/2·δT·δP
式中:QH--------抽放的混合瓦斯量,m3/min;
K-------孔板系数,取实际校正值;0.3072
b--------瓦斯浓度校正常数;
b={1/(1-0.00446x) }1/2
x-------混合瓦斯中的瓦斯浓度,%;
△h---------孔板前后端压差;
δT--------------温度校正系数;
δT={293/(273+t) }1/2
t--------管道内的气体温度,℃;
δP------压力校正系数;
δP=(Pt/101.325)1/2
Pt----孔板前端管道内的绝对压力,Kpa;
Pt=PD±PG;
PD---------测量地点的大气压力;
PG---------观测点管道内的压力,正压取(+),负压取(-),Kpa;
101.325----------标准大气压,Kpa。
四、抽放的纯瓦斯量计算
Qc=QHX/100
式中Qc-----抽放的纯瓦斯量,m3/min;
QH-------抽放的混合瓦斯量,m3/min
X-----管道内的瓦斯浓度,%。
______采面______钻场孔板测定数据记录表
____年____月
时间 | 钻场 (#) | 孔板前后端的压差△h (KPa) | 管道内的气体压力PG (KPa) | 测量地点的大气压力PD (Kpa) | 管道内的气体温度 (t) | 管道内的瓦斯浓度x(%) | 备 注 | ||
日 | 班 | 测定时间 | |||||||
计算公式:QH=9.81-1/2·K·b·(△h)1/2·δT·δP =9.81-1/2*0.3072*(1-0.00446)-1/2*(△h)1/2*{293/(273+t) }1/2* {(PD±PG)/101.325}1/2 管道内的气体压力PG负压取负值; |
管径D
( mm ) | m a 0 K | 0.05 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.3 | 0.35 | 0.4 | 0.45 | 0.5 | 0.55 | 0.6 | 0.65 | 0.7 |
15 | a 0 K | 0.6155 0.0013 | 0.6192 0.0026 | 0.6257 0.0040 | 0.6335 0.0054 | 0.26 0.0069 | 0.6532 0.0070 | 0.6654 0.0099 | 0.6815 0.0118 | 0.6992 0.0134 | 0.7192 0.0154 | 0.7406 0.0174 | 0.7673 0.0197 | 0.7961 0.0221 | 0.8223 0.0246 |
20 | a 0 K | 0.6151 0.0023 | 0.6188 0.0047 | 0.6252 0.0071 | 0.6330 0.0096 | 0.23 0.0122 | 0.6528 0.0125 | 0.67 0.0177 | 0.6808 0.0207 | 0.6984 0.0239 | 0.7184 0.0273 | 0.7398 0.0309 | 0.76 0.0349 | 0.7953 0.0393 | 0.8218 0.0437 |
25 | a 0 K | 0.6137 0.0037 | 0.6184 0.0073 | 0.6247 0.0111 | 0.6325 0.0150 | 0.17 0.0190 | 0.6524 0.0232 | 0.60 0.0275 | 0.6801 0.0322 | 0.6976 0.0371 | 0.7176 0.0425 | 0.7390 0.0481 | 0.7655 0.0544 | 0.7945 0.0612 | 0.8215 0.0681 |
38 | a 0 K | 0.6137 0.0084 | 0.6173 0.0169 | 0.6234 0.0256 | 0.6313 0.0236 | 0.02 0.0329 | 0.6512 0.0425 | 0.6624 0.0525 | 0.6783 0.0634 | 0.6954 0.0748 | 0.7154 0.0870 | 0.7371 0.1001 | 0.7633 0.1145 | 0.7923 0.1301 | 0.8208 0.14 |
50 | a 0 K | 0.6128 0.0145 | 0.6162 0.0292 | 0.6221 0.0333 | 0.6293 0.0487 | 0.6387 0.0633 | 0.92 0.0799 | 0.6607 0.0972 | 0.67 0.1159 | 0.6934 0.1355 | 0.7134 0.1567 | 0.7350 0.1793 | 0.7610 0.2041 | 0.7900 0.2311 | 0.8200 0.2598 |
75 | a 0 K | 0.6109 0.0306 | 0.6140 0.0655 | 0.6196 0.0992 | 0.6261 0.1337 | 0.6357 0.1696 | 0.60 0.20622 | 0.6574 0.2456 | 0.6727 0.2872 | 0.62 0.3310 | 0.7092 0.3785 | 0.7310 0.4292 | 0.7565 0.4845 | 0.7858 0.5452 | 0.8185 0.6116 |
100 | a 0 K | 0.6090 0.0578 | 0.6117 0.1161 | 0.6170 0.1755 | 0.6238 0.2366 | 0.6327 0.3001 | 0.28 0.3547 | 0.6541 0.4231 | 0.6690 0.4965 | 0.6850 0.5736 | 0.7050 0.6576 | 0.7270 0.7461 | 0.7520 0.8436 | 0.7815 0.9513 | 0.8170 0.0726 |
125 | a 0 K | 0.6078 0.0901 | 0.6105 0.1810 | 0.6160 0.2740 | 0.6223 0.3690 | 0.6310 0.4677 | 0.11 0.5703 | 0.6524 0.6770 | 0.6675 0.7917 | 0.6835 0.9120 | 0.7032 1.0245 | 0.7252 1.1826 | 0.7500 1.3343 | 0.7794 1.5021 | 0.8145 1.6905 |
150 | a 0 K | 0.6067 0.1293 | 0.6093 0.2602 | 0.6150 0.3939 | 0.6209 0.5302 | 0.6294 0.6718 | 0.6394 0.8190 | 0.6506 0.9722 | 0.6660 1.1374 | 0.6820 1.3103 | 0.7015 1.4976 | 0.7235 1.6990 | 0.7480 1.9162 | 0.7773 2.1572 | 0.8120 2.4268 |
175 | a 0 K | 0.6055 0.1760 | 0.6081 0.3534 | 0.6134 0.5347 | 0.6195 0.7200 | 0.6277 0.9120 | 0.6377 1.1118 | 0.88 1.3197 | 0.65 1.5447 | 0.6805 1.7800 | 0.6998 2.0334 | 0.7218 2.3071 | 0.7460 2.6012 | 0.7751 2.9279 | 0.8095 3.2756 |
200 | a 0 K | 0.6043 0.2294 | 0.6069 0.4607 | 0.6119 0.6979 | 0.6180 0.9382 | 0.6260 1.1879 | 0.6360 1.4483 | 0.70 1.71 | 0.6630 2.0130 | 0.6790 2.3193 | 0.6980 2.91 | 0.7200 3.0058 | 0.7440 3.3884 | 0.7730 3.8138 | 0.8070 4.2651 |
225 | a 0 K | 0.6035 0.29 | 0.6059 0.5812 | 0.6109 0.8804 | 0.6172 1.1858 | 0.6255 1.5023 | 0.6355 1.8315 | 0.65 2.1738 | 0.6622 2.5446 | 0.6782 2.9318 | 0.6972 3.34 | 0.7190 3.7990 | 0.7430 4.2826 | 0.7717 4.8188 | 0.8057 5.32 |
250 | a 0 K | 0.6027 0.3575 | 0.6050 0.7175 | 0.6100 0.0852 | 0.6165 1.4623 | 0.6250 1.8531 | 0.6350 2.2593 | 0.60 2.6816 | 0.6615 3.1382 | 0.6775 3.6159 | 0.6965 4.1303 | 0.7180 4.6835 | 0.7420 5.2801 | 0.7705 5.9398 | 0.8045 6.34 |
275 | a 0 K | 0.6018 0.4318 | 0.6040 0.8639 | 0.6090 1.3109 | 0.6157 1.7710 | 0.6245 2.2406 | 0.6345 2.7316 | 0.55 3.2422 | 0.6608 3.7932 | 0.6768 4.3706 | 0.6958 4.9926 | 0.7170 5.6663 | 0.7410 6.3803 | 0.7693 7.1760 | 0.8033 8.02 |
300 | a 0 K | 0.6010 0.5132 | 0.6030 0.0298 | 0.6080 1.5576 | 0.6150 2.1006 | 0.6240 2.62 | 0.6340 3.2483 | 0.50 3.8555 | 0.6600 4.5087 | 0.6760 5.1953 | 0.6950 5.9347 | 0.7160 6.7255 | 0.7400 7.5828 | 0.7680 8.5255 | 0.8020 9.5366 |