孔板流量计技术资料(老大节选)

4 孔板流量计 煤矿瓦斯抽采流量测量中使用最广泛的流量计是径距取压的标准孔板 其适用条件为 孔板圆孔直径 d 12 5mm 管道直径 50 D 769mm 直径比 0 20 d D 0 75 雷诺数 1260 2D Reo 108 1 结构 孔板流量计由孔板 取压嘴和钢管组成 如图 8 3 所示 孔板是一块具有圆形开孔并相对于开孔轴线对称的圆形薄板 如图 8 4 所示 不同管 道内径的孔板 其结构形式是几何相似的 孔板开孔上游侧直角入口边缘应锐利 边缘角应不大于 0 0004d 孔板开孔圆筒形部分 长度 e 0 005 0 02 D 孔板厚度 E 在 e 和 0 05D 之间 一般不小于 2mm 出口处向 下游侧扩散的锥面的圆锥角为 30 45 孔板加工应达到下列要求 孔板上游侧端面 A 面 如图 8 4 所示 应无可见损伤 在离中心 1 5d 范围内轮 廓的算术平均偏差 Ra 0 000d 它相当于如下粗糙度 当 50 D 125mm 时 为 当 125mm D 250 时 为 当 250mm D 760mm 时 为 孔板下游侧端面 B 面 如图 8 4 所示 应与 A 面平行 其粗糙度可较 A 面低一级 在两点或多点测得的 e 值之间最大偏差不得超过 0 001D e 表面的粗糙度为 各处测得的 E 值之间偏差不超过 0 001D 如图 8 4 所示 孔板出口锥面粗糙度为 孔板开孔圆筒形直径 d 的加工误差为 0 0005d 图 8 3 孔板流量计 图 8 4 标准 孔板 1 孔板 2 测量嘴 3 钢管 2 使用孔板流量计的管道条件和安装要求 孔板上游侧的测量管长度为 10D 下游侧的长度为 4D 测量管内表面应清洁 无凹陷和沉淀物 其相对粗糙度 K D 应少于或等于 0 001 孔板上 下游所需直管长度不得小于表 8 2 所示最小值 表 8 2 孔板上 下游侧的最小直管长度 D 的倍数 D d 孔板上游侧局部阻力件形式 一个90 弯 头或只有 一个支管 流动的三通 在同一平 面内有 2 个或 2 个 以上的 90 弯头 在不同平 面内有 2 个或 2 个 以上的 90 弯头 渐缩管 在 1 5D 到 3D 长度上从 2D 到 D 渐扩管 在 1D 到 2D 长度上从 0 5D 到 D 全开球阀全开闸阀 孔板 下游侧 0 2 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 20 20 20 24 28 28 28 32 36 44 56 72 92 28 28 32 32 36 36 40 44 52 64 72 84 100 68 68 68 72 72 76 80 88 96 108 128 140 160 10 10 10 10 10 10 12 16 18 22 28 44 60 32 32 32 32 32 34 36 40 44 50 60 76 108 36 36 36 36 40 40 44 48 52 56 64 72 88 24 24 24 24 24 24 24 28 28 32 40 48 60 8 8 10 10 12 12 12 12 14 14 14 16 16 测量管长度之外的直管段内表面的相对粗糙度 K D 小于或等于 0 001 但也允许使 用相对粗糙度更高一些的管子 在测量管中安装孔板时 开孔轴线测量管轴线同轴 孔板上游侧端面与管道轴线垂 直 垂直度小于 1 3 流量计算 混合瓦斯量 对于 D 和 D 2 的取压孔板 采用下列公式计算 QC 8 1 20 hk k 0 01252 2 D2 8 2 式中 k 孔板流量计实际流量特性系数 QC 工作状态下的体积流量 m3 h 流量系数 孔板直径比 d D 流束膨胀系数 D 管道内径 mm h20 20 时的压差 9 8Pa 工作状态下孔板上游取压孔处的瓦斯密度 kg m3 流量系数 与孔板直径比及雷诺数 ReD 有关 可查表 8 4 求得 ReD 354 10 3M D 式中 M 工作状态下的质量流量 kg h 工作状态下瓦斯的动力粘度 Pa So 见表 8 5 D 和 D 2 取压孔板适用的最小雷诺数 ReDmin 见表 8 6 表 8 4 D 和 D 2 取压孔板的流量系数 ReD 1042 1043 1045 1047 104105106107108 0 23 0 24 0 26 0 28 0 30 0 32 0 40 0 42 0 44 0 46 0 48 0 50 0 52 0 54 0 56 0 58 0 60 0 62 0 64 0 66 0 68 0 70 0 72 0 74 0 76 0 78 0 80 0 599 0 600 0 602 0 603 0 605 0 607 0 617 0 621 0 624 0 628 0 633 0 637 0 643 0 649 0 655 0 662 0 671 0 680 0 690 0 710 0 714 0 728 0 745 0 764 0 786 0 812 0 843 0 598 0 598 0 599 0 601 0 603 0 604 0 614 0 617 0 620 0 624 0 628 0 633 0 638 0 643 0 649 0 656 0 664 0 672 0 682 0 693 0 705 0 718 0 734 0 752 0 772 0 797 0 825 0 597 0 597 0 599 0 600 0 602 0 603 0 612 0 615 0 618 0 622 0 626 0 630 0 635 0 641 0 647 0 653 0 661 0 669 0 678 0 689 0 701 0 714 0 729 0 746 0 756 0 790 0 817 0 596 0 597 0 598 0 599 0 600 0 602 0 611 0 614 0 617 0 620 0 624 0 628 0 633 0 638 0 644 0 651 0 658 0 666 0 675 0 685 0 697 0 709 0 724 0 741 0 760 0 783 0 809 0 596 0 596 0 597 0 598 0 600 0 601 0 610 0 613 0 616 0 619 0 623 0 627 0 632 0 637 0 643 0 649 0 656 0 664 0 673 0 683 0 694 0 707 0 721 0 738 0 757 0 779 0 805 0 595 0 596 0 597 0 598 0 599 0 601 0 607 0 612 0 615 0 618 0 622 0 626 0 631 0 636 0 641 0 648 0 655 0 663 0 671 0 681 0 692 0 705 0 719 0 735 0 754 0 776 0 801 0 594 0 594 0 595 0 596 0 598 0 599 0 607 0 609 0 612 0 615 0 619 0 623 0 627 0 632 0 637 0 643 0 650 0 657 0 666 0 675 0 686 0 697 0 711 0 726 0 744 0 764 0 788 0 594 0 594 0 595 0 596 0 597 0 598 0 606 0 608 0 611 0 614 0 618 0 621 0 626 0 630 0 636 0 642 0 648 0 656 0 664 0 673 0 683 0 695 0 708 0 723 0 741 0 761 0 784 0 593 0 594 0 595 0 596 0 597 0 598 0 605 0 608 0 611 0 614 0 617 0 621 0 625 0 630 0 635 0 641 0 648 0 655 0 663 0 672 0 683 0 694 0 707 0 772 0 740 0 759 0 783 表 8 5 在 0 和 1 标准大气压时甲烷与空气的混合气体动力粘度表 甲烷 浓度 0123456789 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 7530 1 6875 1 6210 1 5537 1 4851 1 4155 1 3448 1 2731 1 2002 1 1260 1 7465 1 6809 1 6143 1 5467 1 4782 1 4085 1 3377 1 2658 1 1927 1 1183 1 7400 1 6743 1 6078 1 5401 1 4712 1 4014 1 3307 1 2589 1 1852 1 1111 1 7335 1 6677 1 6009 1 5331 1 4644 1 3945 1 3234 1 2511 1 1779 1 1036 1 7270 1 6610 1 5943 1 5264 1 4575 1 3874 1 3164 1 2442 1 1707 1 0961 1 7205 1 6545 1 5875 1 5194 1 4505 1 3804 1 3090 1 2367 1 1633 1 0886 1 7137 1 6476 1 5808 1 5126 1 4434 1 3733 1 3020 1 2294 1 1558 1 0809 1 7094 1 6411 1 5740 1 5057 1 4365 1 3662 1 2947 1 2221 1 1485 1 0735 1 7006 1 6344 1 5672 1 4989 1 4295 1 3590 1 2876 1 2148 1 1409 1 0658 1 6942 1 6278 1 5604 1 4921 1 4227 1 3519 1 2803 1 2075 1 1336 1 0584 1001 0505 表 8 6 D 和 D 2 取压孔板的最小雷诺数 ReDmin ReDmin ReDmin 0 200 0 250 0 275 0 300 0 325 0 350 0 375 0 400 5 0 103 5 0 103 5 4 103 7 2 103 9 4 103 1 2 104 1 5 104 1 9 104 0 425 0 450 0 475 0 500 0 525 0 550 0 575 0 600 2 3 104 2 8 104 3 3 104 4 0 104 4 6 104 5 4 104 6 2 104 7 2 104 0 625 0 650 0 675 0 700 0 725 0 750 0 775 0 800 8 2 104 9 3 104 1 1 105 1 2 105 1 4 105 1 5 105 1 7 105 1 9 105 当时 流束膨胀系数按下式计算 25 0 1 1 0 41 0 35 4 8 3 k 1 1 式中 P 压差 Pa P1 孔板上游侧取压孔的瓦斯绝对静压力 Pa K 等熵指数 对于空气 K 1 4 对于 CH4 K 1 32 工作状况下 干的瓦斯的密度可按下式计算 8 4 ZTp Tp 11 01 0 1 式中 0 标准状态下的瓦斯密度 kg m3 1 工作状态下的瓦斯密度 kg m3 P1 工作状态下的瓦斯压力 Pa T1 工作状态下瓦斯温度 T0 标准状态下的绝对温度 T0 273 15K Z 瓦斯压缩系数 在标准状态下 对于空气 Z 1 对于 CH4 Z 0 998 干瓦 斯在 20 和 101325Pa 状态下的密度见表 8 7 表 8 7 甲烷与空气混合气体在 20 和 1 标准大气压下的密度 kg m3 甲烷 浓度 0123456789 0 1 2050 0 1 1996 3 1 1942 6 1 1888 9 1 1835 2 1 1781 5 1 1727 8 1 1674 1 1 1620 4 1 1566 7 10 1 1513 0 1 1459 3 1 1405 6 1 1351 9 1 1298 2 1 1244 5 1 1190 8 1 1140 1 1 1083 4 1 1029 7 20 1 0976 0 1 0922 3 1 0868 6 1 0814 9 1 0761 2 1 0707 5 1 0653 8 1 0600 1 1 0546 4 1 0492 7 30 1 0439 0 1 0385 3 1 0331 6 1 0277 9 1 0224 2 1 0116 8 1 0116 9 1 0063 1 1 0009 4 0 9955 7 40 0 9902 0 0 9848 3 0 9794 6 0 9740 9 0 9687 2 0 9579 8 0 9579 8 0 9526 1 0 9472 4 0 9418 7 50 0 9365 0 0 9311 3 0 9221 6 0 9203 9 0 9150 2 0 9042 8 0 9042 8 0 8989 1 0 8935 4 0 8881 7 60 0 8828 0 0 8774 3 0 8720 6 0 8666 9 0 8613 2 0 8505 8 0 8505 8 0 8452 1 0 8398 4 0 8344 7 70 0 8291 0 0 8237 3 0 8183 6 0 8129