m6平台登录入口化工计算APP新功能预告——《限流孔板计算

2024-12-22 12:22:20 | 来源:米乐m6网页版登录入口 作者:M6米乐手机登录APP入口

  限流孔板的计算方法源自《HG/T 20570.15-1995 管路限流孔板的设置》,以下内容摘自此规范。

  (b)在管道中阀门上、下游需要有较大压降时,为减少流体对阀门的冲蚀,当经孔板节流不会产生气相时,可在阀门上游串联孔板。

  (c)流体需要小流量且连续流通的地方,如泵的冲洗管道、热备用泵的旁路管道(低流量保护管道)、分析取样管等场所。

  为了避免使用限流孔板的管路出现噎塞流,限流孔板后压力(P2)不能小于板前压力(P1)的55%,即P2≥0.55P1,因此当P20.55P1时,不能用单板,要选择多板,其板数要保证每板的板后压力大于板前压力的55%。

  (a)管道公直径小于或等于150mm的管路,通常采用单孔孔板;大于150mm时,采用多孔孔板。

  看上去感觉很简单,实际上计算过程还是比较复杂的。下面是HG/T 20570.15-1995给的计算过程,计算过程有好几页。

  对于混合气体,比较麻烦的是需要知道压缩因子Z、分均分子量M、粘度μ和绝热系数k。规范中的计算过程,压缩因子是采用查图的方法,也就是下面这个图。查这张图还要先计算对比温度和对比压力。

  而混合气体粘度没法查图,规范中只能拍脑袋定了一个。结果还拍错了,大家仔细看,规范实例中计算过程的粘度为1.305*10-5mPa.s,实际上应该是1.305*10-5 Pa.s,单位弄错了。

  绝热系数也采取了简单的加权平均计算,并且每块孔板的绝热系数和粘度都假定是不变的。但是每块孔板的温度和压力未必一样,绝热系数、粘度和压缩因子应该都不一样才对。

  在知道这些基础参数后,计算过程中也需要不断的迭代,以确定C值,而迭代的过程也需要查图,就是下面这样的图。眼尖的同学应该可以发现这个图的横坐标是对数坐标,也就是说横坐标的2和4的中间并不是3。看到这样的图,我几乎没有手动计算的了。

  为此,这位刘晓丽刘工专门写了一篇文章来分析了限流孔板计算耗时的原因,并给出了解决方案,编写了一个计算表格,在计算表格的帮助下,原来需要50分钟的计算过程,现在缩短到7分钟左右,不错,有进步。

  注:下面2张图来自 刘晓丽. 降低管路限流孔板计算耗时分析[J],山东化工,2019,48:123-130.

  2.2 实例2(液体)这个实例也是采用《HG/T 20570.15-1995 管路限流孔板的设置》中的。注意,这个例子中的粘度单位也错了,应该是Pa.s。

  2.3 实例3(饱和蒸汽)流体为饱和水蒸汽,管道内径50mm,板前压力10MPa(a),板后压力2MPa(a),蒸汽质量流量5t/h,求限流孔板的孔径。APP中已经内置了水蒸汽物性的计算,所以算这个毫无压力。计算过程中,会将每块板前后的水蒸汽性质都算出来。

  对于气体流经孔板这个过程,可近似为节流膨胀过程,即此过程前后水蒸汽的焓值是不变的。例如,本算例中的第一块孔板,板前压力10MPa(a),板后压力5.848MPa(a),为保证焓值不变,会有液态水析出,此时水蒸汽仍然处于气液平衡区。

  2.4 实例4(过热蒸汽或气体)流体为甲烷气体,管道内径50mm,板前压力6MPa(a),板后压力2MPa(a),质量流量5t/h,求限流孔板的孔径。

  如果要算过热蒸汽,可以点击【甲烷】后面的三个点那个按钮【…】,切换成【水】,即可计算过热水蒸汽的限流孔板。

  APP现在越做越傻瓜了,只需要输入数值,就可以马上得到计算结果。归根结底,还是因为有我这样的傻瓜在想方设法的将这些繁琐的过程尽量简化。那两张C-Re-do/D关系图,我可是一条条曲线一个个数据点,一点一点将数据扣出来的。

  提示一下:点击右上角这个【帮助】按钮就可以打开当前这个网页,大家如果对此功能有不明白的时候,可以看看。

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