使用Excel公式的孔口,文丘里计和理想气体定律计算

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使用Excel公式的孔口,文丘里计和理想气体定律计算

2024-02-19 21:54| 来源: 网络整理| 查看: 265

孔板和文丘里流量计计算与Excel电子表格公式

Excel电子表格公式可以方便地用于计算差压流量计,如孔板流量计、文丘里流量计或流量喷嘴流量计。本文的以下部分提供了用于此类计算的三个Excel模板。第一个Excel模板用于根据测量的压差和有关仪表、流体和管道的信息计算流量。如果流动的流体是气体,第二个Excel模板可以使用理想气体定律,从其分子量和气体温度和压力值计算气体密度。如果流量计是一个孔板流量计的其中之一ISO标准压力丝锥配置,则第三个Excel模板可用于计算孔板流量系数的值。

计算流量从孔板,文丘里或喷嘴流量计数据

计算流量的一般公式

在管道中由测量到的压差孔、流量喷嘴或文丘里流量计给出在左边。关于这三种类型的流量计和方程中的参数的背景信息可在文章中获得。用于测量管道流量的孔板,文丘里管,和流量喷嘴仪表”。

右上方的图像显示了Excel模板中用于计算管道流量的Excel电子表格公式

根据测量的喷嘴、文丘里流量计或孔板流量计的压力差。当流体密度的值已知(通常为液体)和仪表系数c的值已知时,此电子表格适用。下图显示了使用上图中的Excel公式的计算示例集。(注意:你可以点击图片获得更大的版本,以便更好地阅读.)

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已知温度和压力下气体密度的计算

当用孔板、流量喷嘴或文丘里流量计测量的流体是气体时,其密度为

温度和压力的作用,因此需要一种方法来确定管道温度和压力下的气体密度。理想气体定律的形式是ρ = (MW)P/RT,可以用于这一目的。请看文章,”用理想气体定律求出不同压力和温度下的空气密度,,以了解更多细节。

左边的图像显示了Excel电子表格公式,用于计算特定气体分子量、温度和测量压力下的气体密度。注意,理想气体定律常数R的值,在这个Excel模板中使用的单位是345.25 psia-ft3/slugmole-oR。右边的图像显示了一组使用Excel公式计算空气(MW = 29),温度= 80oF,压力= 10psig的示例。

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用ISO 5167计算孔板系数

与流量喷嘴或文丘里流量计相比,孔板流量计的流量计系数随操作条件的变化更大。对于具有三种ISO标准压力丝锥配置(转角丝锥、法兰丝锥或D-D/2丝锥)之一的孔板流量计,ISO 5167提供了孔板系数C的方程

压力抽头位置,L1和L2;直径比β;管径,D1;管子的雷诺数Re,见文章使用ISO 5167来计算孔板流量计的孔板流量系数有关ISO 5167标准压力接头配置的更多细节,以及以下计算孔口系数的公式:直径比β,管道雷诺数Re,管道直径D,和压力接头位置参数L1和L2:

C = 0.5959 + 0.0312β2.1 - 0.1840β8 + 0.0029β2.5 (106 / Re) 0.75 + 0.0900 (L1 / D)[β4 /(1 -β4)]- 0.0337 (L2 / D)β3

计算孔板系数的Excel公式如图所示。右边的图片显示了使用这个Excel模板的计算示例集。示例和可下载的Excel模板中的计算是针对“法兰水龙头”的,L1 = L2 = 1。有关其他压力水龙头配置的更多细节,请参阅上面引用的文章。

注意,这是一个迭代计算。计算孔板系数C需要雷诺数,但在知道C之前无法确定管道内的速度(计算雷诺数所需要的)。适用于Excel模板的迭代方法是首先假定雷诺数的值。Re = 105的值通常是一个很好的起点。根据假设的Re值和所示的其他输入参数值,可以计算出孔板系数,然后可以计算出Q和V。然后用计算得到的管道速度V计算雷诺数(Re = d1vp /μ)。如果Re的计算值与假设值不同,则使用计算出的Re作为新的假设值,并重复计算。这一过程收敛得相当快。通常只需要一个或两个迭代。

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参考文献

参考资料:

1.Bengtson, Harlan H.,管道和管道的流量测量,一个在线继续教育工程课程PDH学分。

2.美国内政部填海局,2001年修订,1997年第三版,水测量手册.

3.国际标准组织-用压差装置测量流体流量,第1部分:孔板、喷嘴和文丘里管插入圆形横截面管道中满负荷运转。参考号:ISO 5167 -声学.

4.杨德富,杨德富,杨德富。流体力学基础,第4版,纽约:约翰·威利父子公司,2002。

这篇文章是“管道流量测量”系列文章的一部分

测量管道流量可以使用各种流量计,包括压差流量计,如孔板流量计、文丘里流量计和流量喷嘴流量计。其他类型的液体流量计有转子流量计、磁力流量计、超声波流量计、涡轮流量计和科里奥利流量计。

用于管道流量测量的孔板,流量喷嘴和文丘里流量计 使用ISO 5167来计算孔板流量计的孔板流量系数 文丘里和孔板流量计计算的Excel模板 用转子流量计测量管道流量 用磁性流量计测量管道流量


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