管道內壓力、流速和流量的計算,標況和工況流量

在實際工業管道工程設計中，我們經常會根據客戶所給的相關技術參數來設計符合實際生產要求的合理的工程方案，所以，如何確定管道內流速V、壓力P、流量Q三者之間的關系變得尤為重要。

現簡單從理論上介紹一下三者之間的關系，

舉個例子：

例： 不銹鋼無縫管φ25.4x1.65 ，工作介質為氮氣N2，工作壓力P=0.8MPa，工作溫度t=20℃ 求工況流量Q？

解： 取不銹鋼管內某一截面為參考面，那么介質在1h內留經管道截面的流量有：

Q=VπR2 x 3600

式中， 

Q： 工況流量— m³

V： 介質流速— m/s

R： 管道半徑 — m

所以我們得到以下流量計算公式 ：

在實際工程應用中，管道內流速（V）受很多因素影響（使用壓力、管道通徑、使用流量等等），所以合理的流速應根據經濟權衡決定。

一般液體流速為0.5~3m/s，

氣體流速為10~30m/s。

 

現在0.8Mpa情況下我們取：

流速V=10m/s , 

管道內徑22.1mm

則在工況下每小時流量：

那么，

怎么換算到標況流量呢？

在實際生產中氣體的使用壓力往往不盡相同，所以一般把工況流量換算成標準狀況下的流量，以方便計量使用。

氣體在實際使用過程中受各種因素影響，其相關參數往往在不斷變化，所以在工程實際計算中往往把氣體認為理想氣體，從而大概計算出其實際流量。

 

理想氣體狀態方程：

PV=nRT

式中， 

P—氣體**壓力 KPa

V—氣體體積 m3

n—氣體的物質的量 kmol

R—氣體摩爾常數 8.314kj/(kmol .K)

T—氣體的熱力學溫度 K

t —工作溫度 ℃

所以在工況和標況下有：

P0V0=nRT0（標況）

P1V1=nRT1（工況）

聯合兩式得：

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

    = V1(P1/P0)x【273/（273+t)】

注：式中P1為**壓力，P0為標準大氣壓力