摘(zhai)要:标準孔闆(pan)流量計 是目(mu)前計量氣體(tǐ)流量最爲正(zhèng)确的計量器(qi)具,針對目前(qián)計算标準孔(kong)闆流量計流(liu)量的三種方(fāng)法,按照煤礦(kuàng)瓦斯抽放管(guǎn)道内混合氣(qi)體狀态,對三(san)種計算方法(fa)的計算誤差(chà)進行了探讨(tǎo),得出使用“流(liú)量系數法“計(jì)算孔闆流量(liàng)計流量,計算(suàn)精度完全能(néng)夠滿足礦井(jǐng)瓦斯抽放工(gong)程需要的結(jié)論。
1孔闆流量(liang)計的适用條(tiáo)件與參數測(cè)定.
　　餘吾煤業(yè)公司是一座(zuo)高瓦斯礦井(jing),瓦斯是制約(yue)礦井安全生(shēng)産的主要因(yīn)素，瓦斯抽放(fang)是解決生産(chǎn)過程中礦井(jing)絕對瓦斯湧(yǒng)出量大的最(zui)有效的方法(fa)。正确測量礦(kuàng)井及井下各(gè)地點瓦斯抽(chōu)放量對礦井(jing)組織生産有(you)重要意義。在(zài)煤礦瓦斯抽(chou)放流量測量(liang)中使用最廣(guǎng)泛的流量計(jì)是徑距取壓(yā)的标準孔闆(pǎn)，其适用條件(jian)如表1所示。

　　應(ying)用孔闆流量(liàng)計來測定并(bing)計算管道内(nei)的瓦斯流量(liang)時,必須同時(shí)測量以下參(can)數:孔闆前後(hou)的壓差值、測(cè)量地點的大(dà)氣壓力值、管(guǎn)道内的氣體(tǐ)壓力值(正壓(ya)或負壓)、管道(dao)内的氣體溫(wēn)度、管道内氣(qì)體的瓦斯濃(nong)度。
2流量計算(suan)方法
2.1用“流量(liàng)系數法”計算(suan)混合氣體流(liu)量
對于D和D/2的(de)取壓孔闆,采(cǎi)用下列公式(shi)計算:

　　式中:Q爲(wei)用标準孔闆(pan)測定的混合(hé)瓦斯流量，m3/min;K,爲(wèi)孔闆流量計(ji)實際流量特(te)性系數(孔闆(pan)系數),K=0.0002085aqβ'eD';ax爲流量(liàng)系數,流量系(xì)數a與孔闆直(zhí)徑比及雷諾(nuo)數R.,(與D有關的(de)雷諾數)有關(guan),可查表求得(de)";β爲孔闆直徑(jing)比,β=d/D;D爲管道内(nèi)徑,mm;h2爲20C時的壓(yā)差，x9.8Pa;pi爲工作狀(zhuang)态下孔闆上(shang)遊取壓孔處(chù)的混.合氣體(ti)密度,工作狀(zhuàng)态下，瓦斯密(mi)度可按下式(shi)計算:爲标準(zhun)狀态下瓦斯(si)的密度,kg/m3Pi爲工(gong)作狀态下瓦(wǎ)斯的密度,kg/m';p,爲(wèi)工作狀态下(xià)瓦斯的壓力(li),Pa;T爲工作狀态(tai)下瓦斯的溫(wen)度,℃C;T。爲标準狀(zhuang)态下的絕對(dui)溫度(T。=273.15K);Z爲瓦斯(sī)壓縮系數(在(zai)标準狀态下(xià)，對于空氣,Z=1,對(dui)于CH,Z=0.998);ε爲流束膨(peng)脹系數,對于(yú)D和D/2取壓的标(biao)準孔闆的膨(péng)脹系數ε,當ΔP/P1≤0.25時(shi)，流束膨脹系(xi)數按以下經(jing)驗公式計算(suàn)：爲孔闆上遊(you)取壓孔的瓦(wa)斯絕對靜壓(yā)力,Pa;h爲等熵指(zhǐ)數,對于空氣(qì),k=1.4,對于CH,k=1.32。
2.2伴有溫(wēn)度壓力校正(zheng)的流量校正(zheng)系數法
使用(yòng)“伴有溫度壓(ya)力校正的流(liu)景校正系數(shù)法計算标準(zhǔn)孔闆瓦斯混(hun)合流量的--般(ban)公式爲:

　　标準(zhǔn)孔闆流量系(xì)數;m爲截面比(bi);D爲管道直徑(jing),m;T爲同點的溫(wēn)度;293爲标準絕(jue)對溫度,℃;Pr爲孔(kǒng)闆上風端測(ce)得的絕對壓(yā)力,KPa;X爲混合氣(qì)體中的瓦斯(sī)濃度,%。
2.3按節流(liu)型流量計的(de)流量計算
2.3.1.計(jì)算公式
節流(liu)式流量計的(de)流量計算公(gong)式的普遍形(xíng)式:

　　式中:K3爲一(yī)常數項,由公(gōng)式中各量的(de)計算确定K3值(zhí)的大小，在國(guo)際單位制中(zhōng),K=/2π/4=1.11072,若按工程上(shang)的習慣,孔徑(jìng)D的單位用毫(hao)米,流量Q的單(dān)位用m3/min,則K3=/2π/4x60x10-6=0.00006664;C爲流(liu)出系數,标準(zhun)孔闆的流出(chu)系數C由Stolz方程(chéng)确定:C=0.5959+100.75+0.0312β-1-0.1840β°+0.0029p2S(一)ReD0.0900L,β*(1-β')-1-0.0337L2β',當L≥0.0390/0.0900(=0.4333)時(shí),β*(1-β°)-的系數用0.0390;L爲(wèi)孔闆上遊端(duān)面到上遊取(qǔ)壓口的距離(lí)除以管道直(zhi)徑得出的商(shang),L=l,/D;L2爲孔闆下遊(you)端面到下遊(yóu)取壓口的距(jù)離除以管道(dào)直徑得出的(de)商,L2=l1/D。
對于D和D/2的(de)取壓孔闆,由(you)于L1總大于0.4333,因(yin)此,β4(1–β4)-'的系數爲(wei)0.0390,L2=0.47,所以β的系數(shù)爲-0.01584。故: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(fan)圍
　　對于D-D/2取壓(ya)的标準孔闆(pǎn):孔徑d≥12.5mm;管徑50mm≤D≤1000mm;直(zhí)徑比0.2≤β≤0.75;雷諾數(shù)R≥1260βD。
3各流量計算(suàn)方法的對比(bi)
　　在實際礦井(jǐng)瓦斯抽放系(xi)統中,對流量(liàng)影響最大的(de)參數爲孔闆(pan)流量計壓差(cha),根據屯留煤(méi)礦井下瓦斯(sī)抽放主幹管(guǎn)道上孔闆流(liu)量計的直徑(jing)比β=0.5、管道内徑(jìng)D=800mm,給出管道内(nèi)混合氣體溫(wen)度爲17℃、孔闆流(liu)量計上遊取(qu)壓孔絕對靜(jing)壓p,=75kPa,管道中甲(jia)烷濃度爲19%時(shí),不同壓差下(xià)三種方法計(ji)算出的體積(ji)流量(标準狀(zhuang)态下)，如表2所(suo)示。

4結論
　　由表(biao)2的計算結果(guǒ)可知，三種計(ji)算方法的偏(piān)差在0.82%~2.57%之間,其(qí)中“流量系數(shu)法”與“節流型(xíng)流量計計算(suàn)法”的計算結(jie)果最爲接近(jin),其相對偏差(cha)在0.358%~0.364%之間,因此(ci)在礦井瓦斯(si)抽放系統中(zhōng)，使用“流量系(xì)數法"計算孔(kong)闆流量計流(liú)量,計算精度(dù)完全能夠滿(man)足礦井瓦斯(si)抽放工程中(zhōng)礦井掌握抽(chōu)放瓦斯量的(de)要求,給礦井(jǐng)安全生産及(ji)瓦斯抽放工(gōng)程合理組織(zhi)提供可靠數(shù)據。

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