摘要(yao):标準孔闆流量(liang)計 是目前計量(liang)氣體流量最爲(wèi)正确的計量器(qi)具,針對目前計(jì)算标準孔闆流(liú)量計流量的三(san)種方法,按照煤(mei)礦瓦斯抽放管(guǎn)道内混合氣體(ti)狀态,對三種計(jì)算方法的計算(suàn)誤差進行了探(tàn)讨,得出使用“流(liu)量系數法“計算(suàn)孔闆流量計流(liú)量,計算精度完(wán)全能夠滿足礦(kuàng)井瓦斯抽放工(gong)程需要的結論(lùn)。
1孔闆流量計的(de)适用條件與參(can)數測定.
　　餘吾煤(mei)業公司是一座(zuò)高瓦斯礦井,瓦(wǎ)斯是制約礦井(jing)安全生産的主(zhu)要因素，瓦斯抽(chou)放是解決生産(chǎn)過程中礦井絕(jue)對瓦斯湧出量(liàng)大的最有效的(de)方法。正确測量(liang)礦井及井下各(gè)地點瓦斯抽放(fàng)量對礦井組織(zhī)生産有重要意(yi)義。在煤礦瓦斯(si)抽放流量測量(liàng)中使用最廣泛(fàn)的流量計是徑(jìng)距取壓的标準(zhun)孔闆，其适用條(tiáo)件如表1所示。

　　應(yīng)用孔闆流量計(jì)來測定并計算(suan)管道内的瓦斯(sī)流量時,必須同(tong)時測量以下參(can)數:孔闆前後的(de)壓差值、測量地(dì)點的大氣壓力(li)值、管道内的氣(qì)體壓力值(正壓(yā)或負壓)、管道内(nei)的氣體溫度、管(guan)道内氣體的瓦(wa)斯濃度。
2流量計(jì)算方法
2.1用“流量(liàng)系數法”計算混(hùn)合氣體流量
對(duì)于D和D/2的取壓孔(kǒng)闆,采用下列公(gong)式計算:

　　式中:Q爲(wèi)用标準孔闆測(ce)定的混合瓦斯(si)流量，m3/min;K,爲孔闆流(liu)量計實際流量(liang)特性系數(孔闆(pan)系數),K=0.0002085aqβ'eD';ax爲流量系(xi)數,流量系數a與(yu)孔闆直徑比及(ji)雷諾數R.,(與D有關(guan)的雷諾數)有關(guān),可查表求得";β爲(wèi)孔闆直徑比,β=d/D;D爲(wèi)管道内徑,mm;h2爲20C時(shí)的壓差，x9.8Pa;pi爲工作(zuo)狀态下孔闆上(shàng)遊取壓孔處的(de)混.合氣體密度(du),工作狀态下，瓦(wa)斯密度可按下(xià)式計算:爲标準(zhǔn)狀态下瓦斯的(de)密度,kg/m3Pi爲工作狀(zhuang)态下瓦斯的密(mì)度,kg/m';p,爲工作狀态(tài)下瓦斯的壓力(lì),Pa;T爲工作狀态下(xià)瓦斯的溫度,℃C;T。爲(wei)标準狀态下的(de)絕對溫度(T。=273.15K);Z爲瓦(wǎ)斯壓縮系數(在(zai)标準狀态下，對(dui)于空氣,Z=1,對于CH,Z=0.998);ε爲(wèi)流束膨脹系數(shù),對于D和D/2取壓的(de)标準孔闆的膨(peng)脹系數ε,當ΔP/P1≤0.25時，流(liu)束膨脹系數按(an)以下經驗公式(shì)計算：爲孔闆上(shàng)遊取壓孔的瓦(wǎ)斯絕對靜壓力(lì),Pa;h爲等熵指數,對(duì)于空氣,k=1.4,對于CH,k=1.32。
2.2伴(bàn)有溫度壓力校(xiào)正的流量校正(zhèng)系數法
使用“伴(bàn)有溫度壓力校(xiào)正的流景校正(zheng)系數法計算标(biao)準孔闆瓦斯混(hun)合流量的--般公(gōng)式爲:

　　标準孔闆(pan)流量系數;m爲截(jie)面比;D爲管道直(zhi)徑,m;T爲同點的溫(wēn)度;293爲标準絕對(dui)溫度,℃;Pr爲孔闆上(shang)風端測得的絕(jué)對壓力,KPa;X爲混合(hé)氣體中的瓦斯(si)濃度,%。
2.3按節流型(xíng)流量計的流量(liàng)計算
2.3.1.計算公式(shì)
節流式流量計(jì)的流量計算公(gōng)式的普遍形式(shi):

　　式中:K3爲一常數(shù)項,由公式中各(ge)量的計算确定(dìng)K3值的大小，在國(guo)際單位制中,K=/2π/4=1.11072,若(ruo)按工程上的習(xi)慣,孔徑D的單位(wèi)用毫米,流量Q的(de)單位用m3/min,則K3=/2π/4x60x10-6=0.00006664;C爲流(liú)出系數,标準孔(kǒng)闆的流出系數(shu)C由Stolz方程确定:C=0.5959+100.75+0.0312β-1-0.1840β°+0.0029p2S(一(yi))ReD0.0900L,β*(1-β')-1-0.0337L2β',當L≥0.0390/0.0900(=0.4333)時,β*(1-β°)-的系數用(yòng)0.0390;L爲孔闆上遊端(duān)面到上遊取壓(ya)口的距離除以(yǐ)管道直徑得出(chū)的商,L=l,/D;L2爲孔闆下(xia)遊端面到下遊(you)取壓口的距離(li)除以管道直徑(jing)得出的商,L2=l1/D。
對于(yu)D和D/2的取壓孔闆(pan),由于L1總大于0.4333,因(yīn)此,β4(1–β4)-'的系數爲0.0390,L2=0.47,所(suǒ)以β的系數爲-0.01584。故(gù):C=0.5959+0.03123'-0.1840β°+0.0029β^'(j)1060.75+Ren0.0390β°(1-β*)-1-0.01584β。
2.3.2适用範圍
　　對于(yu)D-D/2取壓的标準孔(kǒng)闆:孔徑d≥12.5mm;管徑50mm≤D≤1000mm;直(zhí)徑比0.2≤β≤0.75;雷諾數R≥1260βD。
3各(ge)流量計算方法(fa)的對比
　　在實際(jì)礦井瓦斯抽放(fàng)系統中,對流量(liang)影響最大的參(cān)數爲孔闆流量(liang)計壓差,根據屯(tún)留煤礦井下瓦(wǎ)斯抽放主幹管(guan)道上孔闆流量(liàng)計的直徑比β=0.5、管(guǎn)道内徑D=800mm,給出管(guan)道内混合氣體(tǐ)溫度爲17℃、孔闆流(liu)量計上遊取壓(yā)孔絕對靜壓p,=75kPa,管(guǎn)道中甲烷濃度(dù)爲19%時,不同壓差(cha)下三種方法計(jì)算出的體積流(liu)量(标準狀态下(xià))，如表2所示。

4結論(lun)
　　由表2的計算結(jié)果可知，三種計(ji)算方法的偏差(cha)在0.82%~2.57%之間,其中“流(liu)量系數法”與“節(jie)流型流量計計(ji)算法”的計算結(jié)果最爲接近,其(qi)相對偏差在0.358%~0.364%之(zhi)間,因此在礦井(jing)瓦斯抽放系統(tǒng)中，使用“流量系(xi)數法"計算孔闆(pǎn)流量計流量,計(jì)算精度完全能(neng)夠滿足礦井瓦(wa)斯抽放工程中(zhong)礦井掌握抽放(fang)瓦斯量的要求(qiú),給礦井安全生(shēng)産及瓦斯抽放(fàng)工程合理組織(zhī)提供可靠數據(jù)。

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