Расхода газа формула расчета: Страница не найдена – Совет Инженера

Содержание

Как рассчитать расход газа для отопления загородного дома — Российская газета

Газ — наиболее дешевый способ отопления для загородного дома.

У этого утверждения есть противники, которые доказывают, что газовое оборудование и подключение к трубе стоят больших денег и эти затраты не оправдывают себя в уже построенных домах небольшой площади (до 100 кв. метров) с обыкновенной дровяной печью. Мы не будем спорить, эта точка зрения имеет право на существование, но для домов большей площади, а тем более новых домов, газ — наиболее оптимальное решение.

И, что важно, значительно менее трудозатратное — чтобы зимой обогреть даже небольшой дом дровами, закидывать в печь их придется два-три раза, а перед этим поколоть, сложить, принять, купить.

Естественно, перед подключением к трубе нужно знать, какой объем газа потребуется для максимально комфортного проживания в доме даже в самые лютые морозы.

Это нужно не только для расчетов будущих затрат на отопление, но и упростит выбор газового оборудования, которое придется покупать.

Для расчета расхода газа надо отталкиваться от необходимой тепловой мощности, требуемой для обогрева дома. Есть стандартная формула: 0,1 кВт*1 кв. метр. По ней все просто, на час обогрева дома площадью 100 кв. метров потребуется — 10 кВт тепла, 150 кв. метров — 15 кВт, 200 кв. метров — 20 кВт. Но газовый котел не работает постоянно, поэтому для расчета суточного потребления газа итоговое значение делят на два и умножают на количество часов в сутках — 24. В результате для среднестатистического дома площадью 100 кв. метров получается формула 0,1*100/2*24=120 кВт. К полученному результату нужно прибавить 20% расхода тепла на вентиляцию и на обеспечение горячего водоснабжения: 120+20%=144 кВт. Столько в среднем тепловой энергии в день нужно для обогрева дома площадью 100 кв. метров.

Чтобы узнать ежедневное потребление газа в кубометрах, нужно суточный расход тепловой энергии разделить на значение удельной теплоты сгорания природного газа — 9,3 кВт. Получается: 144/9,3=15,48 кубометра газа, которые лучше округлить до 16 кубометров в сутки. В месяц выходит 480 кубометров газа.

Но проблема в том, что эта формула дает среднее значение, поэтому, используя только ее, легко можно замерзнуть в холода.

Например, для жителей северных регионов лучше закладывать в изначальную формулу расчета необходимой тепловой энергии 0,2 кВт*1 кв. метр, а на юге Краснодарского края можно использовать формулу 0,08 кВт*1 кв. метр.

Кроме этого нужно учитывать коэффициент полезного действия газового котла, который в разных моделях колеблется от 88 до 95%, поэтому к окончательному результату придется прибавить 5-12% потерь мощности.

В результате для старого дома площадью 100 кв. метров, например в Северной Карелии, может потребоваться в день почти 36 кубометров газа, а в месяц — 1075 кубометров. Впрочем, это не отменяет бесплатной газификации, напомним, ограничение — не более 7 кубометров в час.

Также не меньшее значение имеет энергоэффективность дома, то есть насколько быстро он охлаждается, теряя тепло. В хорошо утепленном доме потери будут минимальны. А в старом давно не ремонтируемом доме расход газа для его обогрева может увеличиться в два раза.

Уровень газификации регионов России к 2030 году должен вырасти до 82,9%. В период 2021-2026 годов газ планируется провести минимум в 538 тысяч домовладений и квартир.

Уже в этом году заработала программа социальной газификации — доведение газа до границ домовладений без привлечения средств граждан. В уже подключенных к газу населенных пунктах проходит догазификация — подключение к газу домов, к которым ранее не была подведена газовая сеть.

Расчет максимального часового расхода газа

Миссия компании — безопасное и бесперебойное газоснабжение потребителей

Для определения технической возможности подключения объекта капитального строительства к газораспределительным сетям требуется предварительная оценка расхода газа.

Если предполагаемый максимальный часовой расход газа по предварительной оценке не превышает 5 куб. метров/час, то предоставление расчета необязательно. Для Заявителей, осуществляющих подключение объектов индивидуального жилищного строительства, расход до 5 куб. метров/час определяется отапливаемой площадью жилого дома до 200 кв. м и устанавливаемым газоиспользующим оборудованием – отопительный котел мощностью 30 кВт и бытовая четырехконфорочная плита с духовым шкафом.

Если максимальный часовой расход газа превышает 5 куб. метров/час, предоставление расчета обязательно.

Вы можете воспользоваться Калькулятором предварительной оценки расхода газа и/или Заполнить заявление на выполнение расчета планируемого максимального часового расхода газа 


ООО «СВГК» осуществляет выполнение расчета планируемого максимального часового расхода газа. Подача заявления на расчетот частных лиц осуществляется  по форме.

В заявлении обязательно должна быть указана следующая информация:
  • ФИО Заявителя;
  • место жительства Заявителя;
  • почтовый адрес Заявителя;
  • телефон для связи;
  • адрес электронной почты;
  • наименование и местонахождение объекта капитального строительства, который будет подключаться к сети газораспределения;
  • направление использования газа на новом или реконструируемом объекте;
  • характеристики использования газа (предполагаемая отапливаемая площадь, состав газоиспользующего оборудования, иные характеристики).
Важно! 
Заявление должно быть подписано лично Заявителем. Для подтверждения личности Заявитель должен предоставить копию паспорта (страницы с подписью и адресом регистрации). Также Заявитель должен лично проставить на заявлении дату его подачи.

Заявления на выполнение расчета планируемого максимального часового расхода газа и прилагаемые к ним документы принимают в Филиалах, Управлениях и Службах эксплуатации газового хозяйства ООО «СВГК».

Как рассчитать расход газа для дома при автономной газификации.

Переход на систему автономного газоснабжения часто является вынужденной мерой. Люди обустраивают коттедж, занимаются бизнесом, но при этом не могут подключиться к основной газовой магистрали из-за отдаленности, высоких трат на подключение. Однако растет число и тех, кто сознательно выбирает независимую газификацию. Возможность контроля над качеством и расходом газа, использование системы только по необходимости позволяет снижать затраты на отопление и горячую воду. Впрочем, чтобы добиться этого, нужно правильно подобрать оборудование, контролировать потребление топлива, убедиться, что кровля, стены помещения надежно утеплены.

Расчет потребления газа

Экономическую целесообразность отопительной системы можно определить, рассчитав, сколько топлива расходуется или будет расходоваться, если система автономного газоснабжения еще не внедрена и не используется. Для этого существует несколько методик:

  • оценка фактического потребления;
  • калькуляция на основе мощности котла;
  • формула на основе отапливаемой площади;
  • исходя из теплопотерь.

 

 

Расчет расхода на основе фактического потребления газа.

Проще всего определить затраты на газовое отопление, измеряя реальное потребление. С этой целью берут показания счетчика на первый и последний дни месяца. Годовой расход газа получают последовательным суммированием результатов ежемесячных срезов данных.

Простое умножение сведений, полученных за месяц, на 12 правильных результатов не даст. В летнем срезе будет пропущена нагрузка зимой. В зимнем не будет учтено уменьшение потребления летом.

Расчет газа на основе мощности котла.

С целью обогрева помещения чаще всего используется автономный газовый котел. Его основная техническая характеристика – максимальная мощность. Используют ее для определения расходов газа для обогрева зимой, горячего водоснабжения, ожидаемых потерь тепла. Считается, что расчетные условия не соответствуют реальным, поэтому в калькуляции учитывают лишь 50% мощности, указанной производителями.

Например, в коттедже установлен котел, работающий на природном газе. Проектная мощность составляет 30 кВт. Предполагается, что фактически он потребляет 15 кВт/ час. За удельную теплоту сгорания энергоресурса принято брать значение 9,3 кВт на м3. Опираясь на формулу расчета, 15 кВт/ час делим на 9,3, получаем объем потребления газа 1,6 м3 в час или 38,4 м3 в день. Месячный объем будет 1.152 м3, годовой – ориентировочно 13.824 м3.

На возможные теплопотери необходимо прибавить 10%. В таком случае месячные затраты составят 1.267 кВт, годовые – 15.206 кВт. Подобным образом рассчитывается расход, если отопительная система работает на сжиженном газе. Определяя вероятный объем потребления для такой конфигурации отопительной системы, нельзя забывать, что удельная теплота, образующаяся при сгорании топлива, составляет 12,5 кВт.

В соответствии с расчетом, для котла. Проектная мощность которого равна 30 кВт, потребуется 1,2 м3. Часовой расход газа рассчитывается по уже знакомой формуле: 15 кВт/ 12,5. Вероятно, в течение дня будет истрачено 28,8 м3, в течение месяца – 864 м3.

Влияние площади дома на расход топлива.

На этапе составления проекта системы отопления коттеджа, постройки, используемой в бизнес-целях, спрогнозировать потребление природного газа можно, исходя из площади. Полученный расход нельзя считать точным, т.к. в методике не учитывается мощность котельного оборудования и теплопотери.

 

 

Сегодня актуальны два подхода к определению расходов газа на отопление:

  • исходя из норм СПиП. Для средней части России установлена норма 80 Вт/ м2 отапливаемого помещения. Способ позволяет быстро получить результат, однако, не учитывает особенности постройки;
  • на основе средневзвешенных расходов, полученных, исходя из статистических данных. Основной параметр – качество теплоизоляции. Усредненный показатель для жилья с плохой термозащитой составляет от 4 до 5 м3/ м2. Если площадь составляет 100 м2, потребуется около 500 м3 топлива. Норма для помещения с хорошей термоизоляцией – от 2,5 до 3 м3. При той же площади потребность составит около 300 м3.

Расчет по теплопотерям.

При проектировании отопления на газе можно спрогнозировать его потребление, исходя из информации об ожидаемых теплопотерях в час. При этом в формуле учитывается 70% от этого значения:

  • 10% – горячая вода;
  • 10% – непредвиденные ситуации, связанные с потерей тепла;
  • 50% — общие теплопотери.

Для определения месячного потребления полученный показатель умножаем сначала на 24 часа, и далее еще на 30 дней. Чтобы рассчитать годовой объем, результат умножаем на 12 месяцев.

Однако, таким образом, мы получаем исходные сведения о теплопотерях. Чтобы составить месячный прогноз расхода газа, нужны данные в кубических метрах. Получить их можно, зная теплоту сгорания. Пример:

  • теплопотери составляют 30 кВт;

потребность в тепле в час составляет 21 кВт. Этот показатель складывается из предположения, что 15 кВт или 50% это общие теплопотери, 3 кВт – горячая вода, 3 кВт – потери, которые невозможно спрогнозировать;

  • в день это 21 кВт * 24, получается 504 кВт;
  • в месяц – 504 кВт * 30, в итоге имеем 15120 кВт

В дальнейшем, чтобы рассчитать затраты на приобретение энергоресурса, объем, измеренный в кубометрах, умножают сначала на теплоту сгорания, а затем на цену.

Получается, что на системе автономной газификации при вероятных теплопотерях 30 кВт расходы составят 21 кВт / 9,3 = 2,26 м3 газа. Дополнительно этот показатель умножают на 1,1 (КПД котла).

Основываясь на формуле, можно рассчитать объем газа:

  • часовая потребность в доме – 2,49м3;
  • дневная потребность – 59,76 м3;
  • месячная – 792,80 м3.

При подобном подходе годовой показатель средний расход газа в доме будет значительно отличаться от фактического потребления и потребует корректировки. Для калькуляции рекомендуется учитывать затраты только на то число месяцев, когда помещение отапливается.

 

 

Цена топлива во всех районах страны – разная, изменения зависят от времени года. Поэтому для отопления необходимо производить индивидуальный расчет количества газа, опираясь на фактические цены.

Причины высоких расходов на отопительную систему.

Естественное желание человека – сэкономить в любой ситуации. Даже если отопление в помещении работает на газе, и затраты не слишком высоки, большинство ищет способ их сделать еще меньше. В том же случае, когда затраты оказываются чрезмерно высокими, разобраться с причинами этого явления, просто необходимо. Существует несколько причин, определяющих высокие расходы на газ:

  • проект газификации частного дом был составлен неправильно. Ошибки в проектировании отопительной системы значительно увеличивают расходы на топливо;
  • высокие теплопотери из-за плохой термоизоляции дома. По утверждению специалистов, недостаточное утепление крыши увеличивает теплопотери на 30%. Использование старых, некачественных оконных рам – на 35%. Дымоходы, камины, вентиляционные отверстия ведут к дополнительной тепловой потере на 25%. Плохо утепленные стены также увеличивают теплопотери на 25%. Проблемы с полом ведут к 15% росту потерь тепла. Особое внимание необходимо уделять местам стыков пола, стен, потолка;
  • субъективные факторы.

Чтобы уменьшить расходы на газ и сэкономить, необходимо выяснить причину и попытаться ее устранить.

Ошибки в проектировании.

Чаще всего проблема высоких затрат связана с использованием котла, мощность которого значительно превышает существующие потребности. Среди других причин:

  • использование слишком большого количества отопительных приборов;
  • неправильно спроектированная система подачи и возврата горячей воды;
  • отсутствие приборов, которые позволяют регулировать включение и выключение отопления. Это температурные датчики, термостаты на батареях. Как результат, в помещении держится слишком высокая температура;
  • использование слишком маленького газгольдера, требующего заправки более 2 раз в год.

 

Утепление кровли.

При автономной газификации можно значительно уменьшить расход газа, если крыша частного дома будет достаточно утеплена. Теплый воздух поднимается наверх. Если потолок или кровля – проблемные, он будет смешиваться с холодным и быстро терять температуру. Дополнительная теплоизоляция кровли с использованием современных утеплительных материалов позволит уменьшить затраты на систему обогрева. При проведении ремонтных, строительных работ применяют керамзит, минеральную вату, пенополиуретан, опилки. Теплоизоляцию размещают с внутренней стороны ската крыши, между перекрытиями.

Утепление окон.

Значительные теплопотери и расходы на газовый котел связаны с оконными рамами. По статистике они могут достигать 35%. Рекомендуется замена старых деревянных окон на современные модели из ПВХ с качественными уплотнителями. Они служат надежной зашитой от холодного воздуха. В процессе установки не остается щелей, отверстий.

Утепление стен.

Чтобы теплый воздух не покидал помещение сквозь стены, их рекомендуется утеплять. Для термоизоляции используется минеральная вата, пенополистирол. Для лучшего сохранения тепла рекомендуется использовать конвекторы. С их помощью образуются завесы, препятствующие попаданию в помещение прохладного воздуха. Еще один способ утепления – размещение за радиаторами специального утеплителя.

Защита дверных проемов.

 

Поздней осенью, зимой особенно сильно ощущается, как дует холодный воздух в дверные щели. Избежать потерь тепла и проникновения в помещение холода можно, установив качественные двери с уплотнителями, обработав стыки строительной пеной, другими материалами.

Субъективные факторы.

Частая причина высоких затрат – постоянное использование отопительной системы, даже в тех ситуациях, когда реальной потребности в этом нет. Типичный пример – батареи в помещении работают на полную мощь, когда жильцы находятся в отъезде. Часто их оставляют включенными днем при том, что температура на улице уже достаточно высокая. Результаты подсчета топлива, реально необходимого для дома, в такой ситуации значительно превышают проектные показатели.

Способы уменьшения расходов газа на отопление.

Снизить затраты на топливо, необходимое для отопительной системы, позволяют и другие способы. Среди них:

  • приобретение и использование специального зимнего топлива в осенне-зимний период, летнего – в теплое;
  • отслеживание цен. Выигрывает тот, кто покупает топливо в те месяцы, когда цены снижены, заранее планировать приобретение;
  • покупка количества, которое дает право на скидку.

Установка дорогостоящей системы независимого газоснабжения предполагает уменьшение трат на горячее водоснабжение, обогрев дома. Чтобы добиться такого эффекта, нужно правильно рассчитать расход газа, используя оптимальный для конкретной ситуации способ, заняться утеплением, не злоупотреблять обогревом.

Максимальный часовой расход газа: удельный расход тепла, расчеты

Отопление частного дома газом является экологически безопасным вариантом. Для правильного выбора оборудования необходимо будет выбрать мощность котла, а также объем газа, который для этого потребуется. Помогает определиться с данными значениями расчет максимального часового расхода газа. При этом, сделанные заранее расчеты помогут максимально сэкономить при эксплуатации газового оборудования в будущем.

Да, кстати: Максимальный часовой расход газа Вам потребуется при подаче заявления на газификацию

Рекомендуем: Как сэкономить при эксплуатации газового оборудования

Расчет максимального часового расхода газа м

3

Для проведения вычислений потребуется сложить мощности всех газовых приборов и разделить это число на 8,6.

Формула выглядит следующим образом:

МЧРГ = (Nкотла + Nплиты + Nпроч. оборудования) / 8,6.

Измеряется данный показатель в м3/ч.
На мощность котла оказывает влияние размер отапливаемого помещения (S, м2). Формула зависит от типа котла (отечественный или импортный):

Nотеч.кот = S * k / 10 * 1,15;

Nимпорт.кот = S * k / 10,

где:
k – коэффициент удельной мощности. Данный показатель измеряется в кВт;
1,15 – дополнительный коэффициент. Применяется, поскольку коэффициент полезного действия у котлов отечественного производства ниже, чем у иностранных.
Мощность обычной плиты, состоящей из 4 конфорок и духового шкафа составляет 10 кВт.
Мощность прочего оборудования, при его наличии, находится в инструкции по эксплуатации.

Пример

В качестве примера рассмотрим расчет максимального часового расхода газа для помещения площадью 100 м2 с установкой 1 импортного котла и 1 плиты стандарт. Предположим, что помещение с обычным двойным остеклением и утеплением.

Nимпорт.кот = 100 * 1.2 / 10 = 12 кВт,

где 1,2 – коэффициент часового максимума расхода газа для Москвы и Подмосковья. Если вычисления производятся для другого региона, то используется соответствующий коэффициент;

Nплиты = 10 кВт.

МЧРГ = (12+10) / 8,6 = 2,6 м³/ч.

Данные вычисления будут верны при установке отопительного котла, газовой плиты и 1 – 2 кранов с горячей водой. При проектировании более двух кранов с горячей водой, сауны, бассейна, приточно-вытяжной вентиляции либо теплого пола, потребуется выполнить теплотехнический расчет газа (ТТР).

Рассчитанный показатель является примерным. Точный расчет производит газовая служба, причем при показателе менее 5 м3/ч, расчет производится бесплатно.

Показатели удельного расхода тепла на отопление жилых зданий

Для жилых помещений существуют стандартные показатели, приведенные в таблице.


Расчет максимального часового расхода газа МЧРГ является обязательным при проведении газа в дом. Для упрощения данной процедуры существуют специальные калькуляторы, которые в несколько кликов помогут произвести вычисления.

Мне нравитсяНе нравится

Как посчитать расход газа на автомобиле

Опытного и начинающего водителя всегда интересует вопрос, как посчитать расход газа на машине. Отправной точкой расчета является вид автомобиля и его состояние. Водители выбирают для своего «железного коня» установку ГБО, исходя из уменьшения финансовых затрат на заправку. В целом норма газа на 100 километров будет превышать норму бензина, но стоимость горючего на 50% ниже, в чем и скрывается основная польза использования газа. Поэтому нужно разобраться в основных тонкостях расчета объема топлива для авто.

Преимущества установки в машине ГБО

Газовое топливо представлено пропаном и метаном. Последний не имеет специфического запаха и окраски, отличается меньшей плотностью. В среднем расход метана будет составлять 10-12 литров для двигателя 1,5 литра. Использование такого топлива требует установки специального бака, чтобы стенки не разорвались при большом давлении. Сгорает топливо при меньшей температуре, что может повлиять на мощность двигателя. По сравнению со всеми видами ГБО установок 4 поколение отличается такими преимуществами:
небольшой расход за счет микроконтроллерного управления;
минимальный уровень потери мощности мотора;
отсутствие вредных токсичных выхлопов.

Расчет расхода газа

Если сравнивать расход газа и бензина, то пропан-бутановый вид горючего превышает показатель до 15%. Но невысокая стоимость топлива имеет положительный финансовый эффект и сказывается на экономичности использования ГБО. Поездка на газе будет на 50% выгодней, чем на бензине. Для расчета расхода нужно брать показатель энергии единицы объема топлива. Стандартно один литр бензина равняется объему пропана 1,27л и пропан-бутановой смеси 1,19 л.
На то, сколько израсходовано газа по время поездки зависит от условий внешней среды. При сильных морозах расход потраченного горючего будет больше за счет высокого давления в баллоне. Заправляться нужно зимней или летней смесью, чтобы экономно использовать горючее. Регулярное техническое обслуживание установки ГБО, своевременная замена воздушного фильтра – это факторы, также определяющие объем топлива. Последний следует заменять после прохождения каждый 5000 км пробега.
Если водитель видит, что показатель израсходованного газа приравнивается к бензину, то это может говорить о неправильной эксплуатации оборудования. Такая ситуация может привести к сгоранию выпускных клапанов. Именно поэтому водители должны четко следить за объемом расхода, чтобы предотвратить поломки и необходимость ремонта ГБО. В среднем расход бензина 10л/100км равняется 12 литрам газа на 100 км.

Факторы влияния на расход топлива

Показатели, влияющие на расход горючего:

  1. Модель и марка авто.
  2. Год выпуска машины.
  3. Мощность двигателя.
  4. Поколение ГБО.

Второстепенными факторами выступает время года и местность использования транспортного средства. Установить ГБО для пропана может любой мастер СТО, с установкой под метан более сложно справиться, поэтому нужно обращаться к специалистам узкого профиля. Каждый вид газа имеет свои плюсы и минусы, поэтому следует исходить из состояния автомобиля и частоты поездок.

Новый подход к контролю расхода топлива

Повышенная величина расхода может говорить о первых симптомах неисправности двигателя. Проблемы при старте, слабое зажигание непосредственно влияют на расход горючего. Установить такие причины может опытный мастер после осмотра авто. Чтобы не допускать такие неприятные последствия, следует:

  • заправлять бак только качественным газом на проверенных станциях;
  • следить за техническим состоянием воздушных фильтров, зажигания, редуктора.

Старый дедовский метод расчета топлива, когда нужно заправить полный бак и затем делить объем на величину пробега, уже не такой актуальный. Практичные автовладельцы могут воспользоваться современным предложением – системой контроля расхода топлива. GPS технологии дают возможность без затрат времени быть в курсе состояния авто, экономичного использования топлива.

Как узнать расход газа для отопления дома

МОСКВА, 2 окт — ПРАЙМ. Газ — самый дешевый способ обогреть жилище. Так считает автор «Российской газеты», подсчитавший, что в среднем на обогрев дома площадью 100 квадратных метров уходит около 144 кВт. 

В издании рассказали, как узнать расход газа для отопления загородного дома, чтобы знать будущие затраты на отопление, а также правильно выбрать газовое оборудование. 

Последний привет Вашингтона. Какой удар по России готовят США
«Для расчета расхода газа надо отталкиваться от необходимой тепловой мощности, требуемой для обогрева дома. Есть стандартная формула: 0,1 кВт*1 кв. метр. По ней все просто, на час обогрева дома площадью 100 кв. метров потребуется — 10 кВт тепла, 150 кв. метров — 15 кВт, 200 кв. метров — 20 кВт. Но газовый котел не работает постоянно, поэтому для расчета суточного потребления газа итоговое значение делят на два и умножают на количество часов в сутках — 24. В результате для среднестатистического дома площадью 100 кв. метров получается формула 0,1*100/2*24=120 кВт. К полученному результату нужно прибавить 20% расхода тепла на вентиляцию и на обеспечение горячего водоснабжения: 120+20%=144 кВт. Столько в среднем тепловой энергии в день нужно для обогрева дома площадью 100 кв. метров», — подробно объясняется в тексте «Российской газеты».

По подсчетам, проведенным изданием, в среднем ежедневно потребляется 16 кубометров газа. Ежемесячно — 480 кубометров газа.

«Чтобы узнать ежедневное потребление газа в кубометрах, нужно суточный расход тепловой энергии разделить на значение удельной теплоты сгорания природного газа — 9,3 кВт. Получается: 144/9,3=15,48 кубометра газа, которые лучше округлить до 16 кубометров в сутки», — пишет издание.

При этом автор советует при использовании формулы учитывать климатические условия региона. Так, жителям северных регионов лучше закладывать в изначальную формулу расчета необходимой тепловой энергии 0,2 кВт*1 кв. метр, а южанам (например, в Краснодарском крае) — 0,08 кВт*1 кв. метр.

Автор также рекомендует учитывать коэффициент полезного действия газового котла, который в разных моделях колеблется от 88 до 95%. Это значит, что к окончательному результату формулы придется прибавить 5-12% потерь мощности.

Энергоэффективность дома тоже имеет значение. В достаточно утепленном доме потери тепла будут минимальны, обращает внимание издание. 

Объемный и массовый расход. Различия.

Чем отличается объемный расход от массового?

Рисунок схематично показывает, в чем состоит разница между объемным и массовым расходом. Допустим, в первой трубе давление P1, плотность газа р1, (молекулы газа расположены редко). Выделим единичный объем газа — цилиндр, который движется со скоростью V1.
Объемная скорость равна скорости движения единицы объема по трубопроводу. Обозначим его Fоб

F1об = S *V1,                     где S -площадь поперечного сечения трубопровода,

Массовый же расход равен количеству газа Fмасс, который переносится в единицу времени в единичном объеме. Он выражается в единицах массы г/мин, кг/час и  пропорционален плотности газа р

F1масс = S * V1 * р1

Допустим, давление в трубе подняли в 2 раза до P2, плотность газа тоже возросла в 2 раза и стала р2. Молекулы в трубопроводе стали располагаться плотнее (на нижнем рисунке). Скорость же V1 единичного объема не изменилась. При этом объемный расход не изменится,  а массовый расход увеличится вдвое.

F2масс = S * V* р2 = F1масс*р2/ р1= 2*F1масс

Отсюда вывод: массовый расход — вот что реально показывает «затраты» газа. Как правило при изменяющихся давлении и температуре газа, пользователю требуются дополнительные датчики давления и температуры, чтобы с их помощью компенсировать изменения. Массовый расходомер не нуждается в дополнительных датчиках, т.к. измеряет скорость массы газа.

Почему же массовый расход измеряется в объемных единицах?

Иногда вместо массовых единиц измерения ( г/мин, кг/ч) для удобства используют объемные единицы измерения. Но это не значит, что измеряется объемный расход. Пользователь также может выбрать на дисплее прибора и л/мин, м3/ч или см3/мин.
Но обратите внимание: всякий раз рядом с объемными единицами измерения будет стоять либо буква «с.» (стандарные условия: P=1атм абс, Т= 21°С) либо «н.» (нормальные условия: P=1атм абс, Т=0°С). То есть показанная величина массового расхода равна объемному расходу приведенному к стандартным «с.» либо нормальным «н.» условиям.

Новости:

14.03.2020

Высокоточные ±0,25% расходомеры эконом-класса

подробнее…

08.02.2020

Вниманию центров стандартизации и метрологии (ЦСМ): компактный калибровочный стенд

 

ООО «АвесТех» представляет компактный калибровочный стенд. Его элементами являются: калибратор, тестовый расходомер, источник газа, ноутбук, соединительные гибкие трубки, кабели.

подробнее…

17.02.2018

Новое решение: расходомеры для факельных, дымовых и топливных газов

Факельный, дымовой, топливный газ – нефтегазовая отрасль может успешно использовать термомассовый расходомер для измерения расхода газа…

подробнее…

12.06.2017

Выпущен программный продукт для измерения расхода газовых смесей

Новая функция создания газовых смесей Кумикс (qMix) в расходомерах Сьерра QuadraTherm 640i/780i позволяют оператору заносить необходимый состав газовой смеси в расходомер прямо на месте.

подробнее…

14.05.2017

Выпрямители-формирователи потока

Вопрос: как можно снизить требования к прямым участкам, не теряя в точности измерений? Ответ: использовать формирователи (выпрямители) потока.

подробнее…

07.05.2017

Калибровка и самодиагностика

Самодиагностика вихревого расходомера 240i /241i на месте БЕЗ извлечения расходомера может показать нужна ли калибровка.

подробнее…

08.02.2017

Сенсор из Хастеллоя

Для дымовых и факельных газов с агрессивными примесями CO, CO2, SO2, NOx, CO3 — расходомер из Хастеллоя.

подробнее…

14.12.2016

Расходомер для агрессивных газов

Расходомер теперь и для влажного хлора. Гарантия 1 год.

подробнее…

Как рассчитать расход газа по измерению давления? |

В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные способы расчета расхода газа в трубке с использованием измерений перепада давления. Узнайте больше обо всех различных типах измерений расхода.

Расход газа

Подвижность жидких и газообразных элементов вызывает поток жидкости, и датчики давления важны для идентификации различных элементов потока жидкости. Гидродинамика позволяет понять переменные, влияющие на движение жидкости.Перед чтением этой статьи вам следует убедиться, что вы знакомы со следующими концепциями.

Основные концепции гидродинамики

Ламинарный и турбулентный поток

Ламинарный поток — это форма потока текучей среды (газа или жидкости), в которой текучая среда течет плавно или по регулярной схеме. Напротив, в турбулентном потоке жидкость подвержена непредсказуемым колебаниям и перемешиванию.

Скорость, давление и другие параметры потока в каждой точке жидкости остаются постоянными в ламинарном потоке, также известном как линейный поток.Ламинарный поток на горизонтальной поверхности состоит из крошечных слоев или пластинок, которые параллельны друг другу.

Все остальные слои скользят друг по другу, но жидкость, контактирующая с горизонтальной поверхностью, остается неподвижной.

Число Рейнольдса (Re)

Во многих сценариях потока жидкости число Рейнольдса (Re) помогает в прогнозировании структуры потока. При низких числах Рейнольдса преобладает ламинарный поток, тогда как при высоких числах Рейнольдса преобладает турбулентный поток.

Турбулентность вызывается изменениями скорости и направления жидкости, которые иногда могут пересекаться или даже перемещаться в направлении, противоположном основному направлению потока (вихревые токи). Эти вихревые токи начинают перемешивать поток, потребляя при этом энергию и увеличивая риск кавитации в жидкостях. В гидромеханике,

Число Рейнольдса — важнейшая безразмерная переменная. Формула числа Рейнольдса выглядит следующим образом:

Где,

Re = число Рейнольдса

ρ = плотность жидкости

u = скорость потока

L = характеристический линейный размер

μ = динамическая вязкость жидкости

Уравнение Бернулли

Взаимосвязь между давлением и скоростью в жидкостях количественно описывается уравнением Бернулли, названным в честь его первооткрывателя, швейцарского ученого Даниэля Бернулли (1700–1782).

Уравнение Бернулли утверждает, что для несжимаемой жидкости без трения следующая сумма постоянна:

Где,

P = абсолютное давление

ρ = плотность жидкости

v = скорость жидкости

g = ускорение свободного падения

h = высота над некоторой контрольной точкой

Если мы проследим за небольшим объемом жидкости по его пути, различные суммы в сумме могут измениться, но общая сумма останется постоянной.Пусть индексы 1 и 2 относятся к любым двум точкам на пути, по которому следует долото жидкости; Уравнение Бернулли принимает следующий вид:

Коэффициент расхода

Коэффициент расхода (коэффициент истечения) — это отношение фактического расхода к теоретическому расходу в сопле Вентури или сужении отверстия.

Фактически, коэффициент нагнетания — это отношение массового расхода на нагнетательном конце конструкции к таковому в идеальной конструкции, расширяющей идентичную рабочую жидкость из одних и тех же начальных условий до того же давления на выходе.

Расчет расхода газа через искусственное дросселирование

Чтобы измерить расход через перепад давления в трубке, в трубку вводят препятствие, чтобы ограничить поток и создать искусственный перепад давления. Наиболее распространенные типы ограничений потока:

Вентури

Сопло

Отверстие

Падение давления, возникающее при работе с потоком жидкости, определяется несколькими переменными, включая ламинарный или турбулентный поток, скорость потока, вязкость и число Рейнольдса, а также диаметр, длину и коэффициент формы трубы.

Использование трубок Вентури, сопел и диафрагм упрощает управление ситуацией. В этих случаях расход связан с ΔP (P1-P2) и может быть рассчитан по следующему уравнению:

Где,

Q = объемный расход

c d = коэффициент расхода

ρ = плотность жидкости

d = D 2 / D 1

Продолжить чтение: абсолютное, избыточное, дифференциальное и герметичное давление

Расчет расхода газа через трубки Пито

Трубки Пито используют другой принцип работы, чем у искусственных ограничительных конструкций.В трубках Пито используется разница между общим и статическим давлением для расчета скорости жидкости, протекающей в трубе.

Существует множество геометрических форм, которые можно применить для создания трубки Пито. На рисунке ниже мы просто показываем теоретический принцип работы.

Трубка Пито

Общее давление = статическое давление + динамическое давление

Решение для скорости:

Измерения в специальных приложениях

Медицинский

Измерения расхода газа с низким перепадом давления довольно часто требуются в медицинских приложениях.Такими приложениями могут быть респираторное оборудование, контроль и анализ потока в аппарате ИВЛ, а также мониторинг потока газа и жидкости для лечения, например спирометры.

Например, спирометр обычно имеет перепад давления 4 кПа, а вентилятор обычно имеет перепад давления H 25 см H 2 O.

Дополнительная литература : Датчики давления и расхода для здравоохранения

ОВК

Правильные воздушные фильтры и частый мониторинг для определения фильтра, который необходимо заменить, необходимы в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) для обеспечения экологически чистого и низкого энергопотребления.Минимальное отчетное значение эффективности, или рейтинг MERV, определяется Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE). Падение давления на воздушном фильтре измеряется для снижения энергопотребления двигателя.

ES Systems предлагает идеальный датчик для таких приложений — ESCP-BMS1. Датчик ESCP-BMS1 обеспечивает уникальную устойчивость к избыточному давлению благодаря своей конструкции. Этот допуск предотвращает отказы системы из-за гидроудара или подобных эффектов. Датчик 10 мбар может выдерживать избыточное давление более 1000 мбар без изменения рабочих характеристик.

Сопутствующий продукт: Датчик давления ESCP-BMS1 с допуском по избыточному давлению до 100x

Инструменты для расчета и моделирования жидкостей

Существует множество онлайн-инструментов, которые могут помочь вам с математическими вычислениями, показанными выше. Вот некоторые примеры: efunda, valvias, онлайн-калькулятор перепада давления и другие.

Для более сложных расчетов, расширенного моделирования и анализа гидродинамики вы также можете обратиться к сложному программному обеспечению, например: ANSYS, MathWorks, SOLIDWORKS и другим.

Измерение скорости и расхода воздуха

Калькулятор расхода газа

| AP Tech

Одноступенчатые регуляторы давления для цилиндров в точках использования. Входное давление находится в диапазоне от вакуума до 4500 фунтов на квадратный дюйм (310 бар), а выходное давление — от абсолютного до 500 фунтов на квадратный дюйм (34 бар). Номинальный расход составляет от нескольких кубических сантиметров до 5000 л / мин N2 при размерах трубопровода от дюйма до 1 дюйма.

Компактные одноступенчатые регуляторы давления для приложений с ограниченным пространством, например, внутри технологического инструмента.Доступны конфигурации IGS, уплотнения C и W в дополнение к обычному торцевому уплотнению. Абсолютное давление до 7 бар (100 фунтов на кв. Дюйм) при расходе от нескольких кубических футов в минуту до 100 л / мин.

Широкий спектр одноступенчатых регуляторов давления с пневматическим приводом (PA) для регулирования давления вместо обычного ручного нагружения пружины.

Одноступенчатые регуляторы давления для более высоких давлений — до 10 000 фунтов на кв. Дюйм (690 бар) на входе и выходе.Эти преимущественно поршневые датчики являются предпочтительными регуляторами для давлений нагнетания выше 300 фунтов на кв. Дюйм (20 бар) и размеров трубопроводов от до ½ дюйма.

Регуляторы давления, у которых нет смачиваемой тарельчатой ​​пружины. Доступны четыре модели: от мини-регулятора, цилиндрического регулятора среднего расхода до линейного регулятора, который может подавать 300 л / мин N2.

Одноступенчатый регулятор для аналитических приложений, требующих испарения поступающей пробы.Пар используется для передачи тепла для испарения.

Регуляторы давления, которые обеспечивают двухступенчатое снижение давления за счет объединения двух одноступенчатых регуляторов в общем корпусе. Доступны две модели, отвечающие большинству требований к двухступенчатым регуляторам. Двухступенчатый регулятор — это интегрированный блок, в отличие от двух отдельных одноступенчатых регуляторов, соединенных последовательно, которые также обеспечивают двухступенчатое регулирование.

Системы автоматического переключения баллонов, которые обеспечивают переключение баллона с пустого на полный баллон на основе давления.

Регулятор противодавления — это в основном прецизионное устройство сброса давления, которое используется для регулирования максимального давления в газовой системе. Доступна единственная модель.

Доступен широкий диапазон мембранных клапанов с пневматическим приводом с рабочим давлением до 4 500 фунтов на кв. Дюйм (310 бар) со смесью нормально закрытых (NC) и нормально открытых (NO) конфигураций.

Доступен широкий диапазон ручных клапанов с номинальным давлением до 4 500 фунтов на кв. Дюйм (310 бар) с размерами трубопроводов до 1 дюйма.Широкий выбор типов срабатывания в сочетании с опциями блокировки / фиксации (LOTO), размеров и номинальных давлений обеспечивает клапан для большинства требований.

Мембранные клапаны, герметизирующие металл по отношению к металлу, без мягкого пластикового седла.

Устройство для защиты от обратного потока доступно в одной модели и рассчитано на рабочее давление 3500 фунтов на кв. Дюйм (241 бар).

Различные модели Вентури обеспечивают вакуум в отдельных устройствах или интегрированных модулях, которые объединяют вакуум Вентури с запорным клапаном N2 и обратным клапаном в одном компактном устройстве.

Доступен широкий спектр реле расхода для обнаружения избыточного расхода. Онлайн-калькулятор позволяет легко выбрать переключатель для конкретного газового приложения.

Все датчики Точки давления — это советы по применению, позволяющие упростить проектирование датчиков давления в микроэлектромеханических системах (МЭМС) и избежать распространенных ошибок.

Точка давления 11: Расчет расхода на основе измерений давления

Поток жидкости возникает при движении жидких и газообразных материалов, и датчики давления играют решающую роль в определении многих аспектов потока жидкости.Гидродинамика обеспечивает средства понимания параметров, влияющих на поток жидкости. Активные ссылки в следующих разделах предоставляют более подробную информацию.

Основные концепции гидродинамики

Число Рейнольдса (Re) — это безразмерное значение скорости, используемое для прогнозирования характера потока. Это функция силы инерции (ρ u L) и силы вязкости или трения (μ).

Вязкостные и невязкие потоки

Вязкий поток приводит к потере энергии (и, как следствие, к повышению температуры), но идеальные жидкости имеют невязкий поток без потерь энергии.

Ламинарный (устойчивый) против турбулентного потока

В ламинарном потоке движение частиц очень равномерное / упорядоченное, в результате получаются прямые линии, параллельные стенкам корпуса, что очень предсказуемо. При турбулентном потоке случайное движение может привести к образованию водоворотов и другого менее предсказуемого поведения. Смесь ламинарного и турбулентного потоков, называемая переходным потоком, возникает в трубах и других корпусах с турбулентностью в центре корпуса и ламинарным потоком по краям.Более вязкие жидкости имеют тенденцию к ламинарному течению и более низкому числу Рейнольдса.

Сжимаемый или несжимаемый поток

В отличие от сжимаемого потока, где плотность изменяется в зависимости от приложенного давления, с несжимаемым потоком плотность постоянна в пространстве и времени.

Уравнение Бернулли используется для определения скорости жидкости посредством измерения давления. Он начинается с определения невязкого, устойчивого несжимаемого потока при постоянной температуре.

P + ½ρv 2 + ρgy = постоянная

P = давление

v = скорость

ρ = плотность жидкости

г = плотность

y = высота

Эффект Вентури — это увеличение скорости, которое происходит при ограничении потока жидкости. Измеритель Вентури представляет собой приложение уравнения Бернулли. Общие типы ограничений включают диафрагмы, трубки Вентури, сопла и любую конструкцию, которая имеет легко измеряемый перепад давления.

Поток в трубе / трубе. Несколько факторов определяют перепад давления, возникающий при работе с потоком жидкости, включая ламинарный и турбулентный поток, скорость потока, кинематическую вязкость и число Рейнольдса жидкости, внутреннюю шероховатость внутренней части трубы, а также ее диаметр, длину и коэффициент формы. . Диафрагмы, трубки Вентури и сопла упрощают ситуацию. В этих случаях (см. Рисунок 1) расход связан с ΔP (P 1 -P 2 ) уравнением:

q = c d π / 4 D 2 2 [2 (P 1 — P 2 ) / ρ (1 — d 4 )] 1/2

Где:

q — расход, м 3 / с

c D — коэффициент расхода, коэффициент площади = A 2 / A 1

P 1 и P 2 в Н / м 2

ρ — плотность жидкости в кг / м 3

D 2 — внутренний диаметр отверстия, трубки Вентури или сопла (в м)

p1 «> D 1 — диаметр трубы до и после трубы (в м)

и d = D 2 / D 1 отношение диаметров

Рисунок 1.Элементы измерения расхода ΔP.

Трубки Пито используют разницу между общим давлением и статическим давлением для расчета скорости самолета или жидкости, протекающей в трубе или корпусе. Статическая трубка Пито для измерения скорости самолета показана на рисунке 2.

Рис. 2. Статическая трубка Пито или трубка Прандтля, используемая для измерения скорости самолета.

Гидравлический удар — это удар, вызванный внезапным уменьшением скорости текущей жидкости и времени, которое требуется для волны давления для прохождения в трубе туда и обратно.Уравнение импульса Жуковского используется для расчета результирующего давления, когда скорость жидкости падает до нуля при контакте с закрытым клапаном.

∆P = ρ · c · ∆V

дюйм psf

Для жестких труб скорость волны давления или скорость волны c определяется по формуле:

c = √ E B / ρ

, где E B — модуль объемной упругости жидкости в фунтах на квадратный дюйм, а ρ — плотность жидкости.

Измерения в специальных приложениях

В области медицины респираторные проблемы требуют измерения воздушного потока для вентиляции / управления потоком и анализа, такого как спирометры, а также измерения потока газа и жидкости для лечения. Например, перепад давления в спирометре или респираторе номинально составляет 4 кПа, а в аппарате ИВЛ — 25 см H 2 О. В любом случае значения довольно низкие, и измерение давления требует особого внимания датчик для достижения желаемой точности и точности.

ОВК

Чистота и низкое энергопотребление в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) требуют наличия надлежащих воздушных фильтров и частого мониторинга для определения фильтра, который требует замены. Нормальное рабочее давление обычно находится в диапазоне от 0,1 до 1 дюйма H 2 O. Минимальное отчетное значение эффективности Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE), или рейтинг MERV, измеряет эффективность воздушных фильтров. .Определение падения давления на воздушном фильтре сводит к минимуму ненужное потребление энергии двигателями.

Инструменты для расчета и моделирования жидкостей

Инструменты онлайн-расчетов от efunda, KAHN, LMNO Engineering, клапаны, онлайн-калькулятор перепада давления и другие могут предоставить некоторые быстрые инструменты для выполнения расчетов, показанных ранее. Кроме того, несколько компаний предлагают расширенные инструменты моделирования для вычислительной гидродинамики и консультационные услуги, чтобы глубже вникать в более сложные и сложные проблемы, связанные с потоком жидкости, в том числе: ANSYS, Applied Flow Technology, Autodesk, MathWorks, SOLIDWORKS и другие.

Что такое расход газа?

Что означает расход газа?

Расход газа — это объем газа, который проходит через определенную точку за определенный период времени.

Расчеты расхода газа широко используются в областях химической инженерии и технологий. Расчеты расхода через трубы часто являются сложной задачей, поскольку трубы могут различаться по диаметру по длине. Те же базовые расчеты можно применить к любому виду газа.

Corrosionpedia объясняет расход газа

Газы сжимаемы и изменяют объем, когда находятся под давлением, нагреваются или охлаждаются. Объем газа при одном наборе давления и температуры не эквивалентен одному и тому же газу при разных условиях. Ссылки сделаны на «фактический» расход через счетчик и «стандартный» или «базовый» расход через счетчик с такими единицами измерения, как фактические кубические метры в час (акм / ч), тысячи стандартных кубических метров в час (тыс. Куб. М / ч. ), погонных футов в минуту (LFM) или миллионов стандартных кубических футов в день (MSCFD).

Расход газа можно напрямую измерить, независимо от давления и температуры, с помощью тепловых массовых расходомеров, массовых расходомеров Кориолиса или контроллеров массового расхода. Измерения связаны с плотностью материала. Плотность газов сильно зависит от давления, температуры и, в меньшей степени, от состава.

Когда давление на входе больше или равно удвоенному давлению на выходе, расход газа можно рассчитать по формуле:

816 x P 1

Q G = C V — —————

√ (С.G. x T)

, где:

Q G = расход газа в кубических футах в час

C V = коэффициент расхода

P 1 = давление на входе (на входе) в фунтах на квадратный дюйм

SG = удельный вес среды

T = абсолютная температура в ° R (т.е. ° F + 460)

Скорость потока газа важна, например, при сварке требуется равномерный поток газа для защиты расплавленный металл, покрывая его должным образом, чтобы избежать атмосферного загрязнения, которое может привести к повышенному уровню окисления или даже пористости готового сварного шва.

Расход газа может варьироваться, и важно выбрать правильный расход для каждого случая применения, так как это может повысить эффективность и обеспечить качественный сварной шов. Он также варьируется в зависимости от типа применения — например, ручная сварка обычно требует меньшего расхода, чем механизированные или автоматизированные сварочные системы.

Расход газа — Ли IMH

Следующее позволит получить решения для 2 проблем с ограничителем, даже если Lohm или коэффициенты давления зашкаливают:

  1. Когда коэффициент Лома меньше 0.1, тогда P 2 = P 1 .
  2. Если коэффициент Лома меньше 8,0, то решение для отношения давлений больше 10 такое же, как и для 10.
  3. Когда коэффициент Лома больше 1,5, тогда решение при высоких значениях отношения давлений таково, что отношение P 2 / P 1 равно обратной величине отношения Лома.

Следующие формулы обеспечивают решения серийных задач потока газа, которые необходимо решать с большей точностью, чем можно получить с помощью приведенного здесь графика.В каждом случае график может использоваться для определения того, имеет ли каждый ограничитель достаточно высокий перепад давления (т.е. P 1 / P 2 ≥ 1,9), чтобы находиться в звуковой области.

1.) L 1 и L 2 оба являются звуковыми (L 1 > L 2 ):

2.) L 1 — дозвуковой, а L 2 — звуковой (L 1 ≠ L 2 ):

3.) L 1 — дозвуковой, а L 2 — звуковой (L 1 = L 2 ):

P 2 = 0,8 x P 1

4.) L 1 — звуковой, а L 2 — дозвуковой (L 1 > L 2 ):

5.) L 1 дозвуковой, а L 2 дозвуковой (L 1 ≠ L 2 ):

6.) L 1 дозвуковой, а L 2 дозвуковой (L 1 = L 2 ):

ПРИМЕР: Найдите промежуточное давление в примере задачи здесь с большей точностью.

ПРИМЕР: Найдите промежуточное давление между двумя ограничителями с давлением на входе 30 фунтов на кв. Дюйм, выходящим в атмосферу при 14.7 фунтов на кв. Дюйм.

L 1 = 1500 Lo. L 2 = 1500 Lo.

Используйте процедуру решения отсюда, чтобы определить приблизительное значение промежуточного давления, P 2 :

L 1 / L 2 = 1500/1500 = 1,0, P 1 / P3 = 30,0 / 14,7 = 2,04

P 2 = 0,81 x 30,0 = 24 фунта / кв. Дюйм абс. (прибл.)


P 1 / P 2 = 30,0 / 24,0 = 1,25, P 2 / P3 = 24,0 / 14,7 = 1,63

(L 1 и L 2 оба дозвуковые)

Фактический объемный расход — обзор

Скорость воздуха при транспортировке

Таким образом, единственным наиболее важным параметром в пневматической транспортировке является скорость, или, в частности, скорость воздуха, используемого для транспортировки материала.Если значение скорости транспортируемого воздуха слишком низкое, частицы выпадут из суспензии и трубопровод заблокируется. Если значение скорости транспортировочного воздуха слишком велико, конвейерная система может почти гарантированно работать. Однако необходимая мощность, вероятно, будет чрезвычайно высокой, и полная транспортировочная способность конвейерной системы не будет реализована, за исключением усугубления проблем эрозионного износа систем и компонентов и деградации частиц.

Оценка скорости

Если для каких-либо заданных условий требуется поверхностная скорость транспортирующего воздуха, ее можно определить для любого массового расхода воздуха довольно просто из закона идеального газа.Это представлено в уравнении. 2.1 для справки. Это очень важно для понимания пневматической транспортировки, поскольку воздух сжимаем как по давлению, так и по температуре. Как следствие, объемный расход является функцией как давления, так и температуры в абсолютных значениях, и неправильное понимание этого является причиной многих ошибок при выборе компрессоров и вытяжных устройств для систем пневмотранспорта. Массовый расход воздуха всегда постоянен для данного расхода воздуха и обычно используется здесь, а не объемный расход.Однако закон идеального газа позволяет легко выполнить преобразование.

(2,1) pV˙ = m˙aRT

Где

p = абсолютное давление газа, кН / м 2

V˙ = фактический объемный расход газа при данном давлении , p , м 3 / с

m˙a = массовый расход газа, кг / с

R = характеристическая газовая постоянная, кДж / кг K

T = абсолютная температура газа, K

Это можно преобразовать в выражение, с помощью которого можно оценить скорость воздуха на входе в конвейерную линию, C 1 .Уравнение. 2.2 показана круглая труба с воздухом в качестве транспортирующего газа.

(2.2) C1 = 0 · 365m˙aT1d2p1

Скорость воздуха на выходе из конвейерной линии, C 2 , можно аналогичным образом оценить со значениями T 2 и p 2 . Это довольно ясно показывает, как на скорость влияют давление и температура при постоянном массовом расходе воздуха.

Однофазный поток

Удобной отправной точкой при анализе потоков газ-твердое тело в трубопроводе является рассмотрение только потока воздуха, а затем влияние на падение давления постепенного добавления материала в воздушный поток.Если построить график зависимости падения давления от скорости воздушного потока для любого данного транспортного трубопровода, результат должен быть аналогичен показанному на рис. 2.1. В настоящее время это чуть ли не единственный элемент пневмотранспорта, который можно надежно выполнить математически. Остальное — это опыт, эксперимент и масштабирование, как будет рассмотрено ниже.

Рис. 2.1. Зависимость падения давления только от воздуха для трубопровода, показанного на рис. 1.2

Данные на рис. 2.1 относятся к испытательному трубопроводу, показанному на рис.2.2.

Рис. 2.2. Эскиз 95-метрового трубопровода и испытательной установки

Как показано на Рис. 2.1, по мере увеличения скорости воздушного потока и, следовательно, скорости транспортируемого воздуха, будет значительное увеличение падения давления в конвейерной линии. Когда сыпучие материалы добавляются в воздух, репрезентативная точка данных на рис. 2.1 будет вертикально выше кривой только для воздуха при более высоком значении падения давления. Расстояние будет зависеть от массового расхода транспортируемого материала, но если для транспортировки материала требуются высокие значения скорости транспортируемого воздуха и, следовательно, скорость воздушного потока, требования к мощности могут быть довольно высокими при высоких значениях транспортируемого воздуха. скорость должна быть использована.

Уравнение Дарси для перепада давления

Данные, представленные на рис. 2.1, были определены экспериментально. Однако это только однофазный поток, и анализ таких потоков хорошо установлен и довольно прост. Перепад давления Δ p для жидкости плотностью ρ , протекающей по трубопроводу заданного диаметра, d , и длины, L , можно определить из уравнения Дарси:

( 2.3) Δp = 4fLd × ρC22N / m2

Где

f = коэффициент трения, который является функцией числа Рейнольдса для потока и шероховатости стенки трубы

C = средняя скорость расход, м / с

Критическим членом в этом уравнении является скорость, прежде всего потому, что ее значение возведено в квадрат.Когда гранулированный или порошкообразный материал добавляется к воздуху при заданной скорости потока, он будет отображаться на рис. 2.1 при значительно более высоком перепаде давления.

Следует подчеркнуть, что эта форма уравнения 2.3 не является строго математически правильным. Поскольку скорость транспортируемого воздуха, C , является переменной, уравнение должно быть интегрировано между пределами входа и выхода трубопровода. Рекомендация здесь, однако, заключается в том, что уравнение. 2.3 вполне подходит для применения в пневматической транспортировке, и что использование среднего значения скорости воздуха, транспортируемого по трубопроводу, является удовлетворительным.В большинстве систем пневмотранспорта величина перепада давления воздуха в трубопроводе составляет небольшой процент от общего падения давления при транспортировке материала. Также на данный момент поток материала по трубопроводу еще не поддается какой-либо форме математического анализа, который доступен в настоящее время. Таким образом, испытательные стенды, подобные тем, которые показаны на рис. 2.2, используются для экспериментального получения данных о падении давления для потоков газ-твердое тело, как будет показано в последующих главах.Таким образом, точность зависит от экспериментального оборудования и последующего масштабирования данных, полученных для данного материала, в отношении диаметра трубопровода, ориентации трубопровода, изгибов трубопровода и т. Д., Что также будет показано в последующих главах.

Влияние транспортируемых твердых частиц на падение давления

В системе с двухфазным потоком, состоящей из воздуха и твердых частиц, транспортируемых во взвешенном состоянии по прямому трубопроводу, падение давления частично вызвано только воздухом, а частично — транспортировка частиц в воздушном потоке.В таком двухфазном потоке частицы перемещаются со скоростью ниже скорости транспортируемого воздуха. Следовательно, на частицы действует сила сопротивления воздухом. Скорость частиц обычно выражается через скорость скольжения.

Скорость скольжения

Скорость скольжения — это разница между скоростью транспортируемого воздуха и транспортируемых частиц. Коэффициент скольжения — это безразмерное отношение скорости частицы, C p , деленное на скорость транспортирующего воздуха C a .Для сферической частицы, имеющей плотность около 1000 кг / м 3 , например, коэффициент скольжения будет составлять около 0,9 для частицы размером 50 мкм, и он уменьшится до около 0,8 для частицы размером 500 мкм. Для частиц, имеющих плотность около 4000 кг / м 3 , эти коэффициенты скольжения будут составлять около 0,8 и 0,6 соответственно. Все эти значения относятся к горизонтальному потоку. Для потока вертикально вверх все эти значения будут немного ниже. Такие данные для сферических частиц будут найдены в [5].[1].

В пневмотранспорте почти исключительно значения скорости транспортируемого воздуха используются, когда используется термин скорость . Хотя скорости частиц можно измерить и оценить, это непростой процесс, и поэтому скорость транспортировки обычно относится к скорости воздуха при пневматической транспортировке. Так обстоит дело на протяжении всей книги.

Хотя данные, представленные ранее по коэффициентам скольжения, относятся к сферическим частицам, они действительно иллюстрируют относительное влияние как размера частиц, так и плотности частиц на величину скорости скольжения.Значение этого состоит в том, что по мере увеличения размера или плотности частиц скорость, с которой транспортируются частицы, будет уменьшаться для данной скорости воздуха. Если скорость частиц упадет до слишком низкого значения, они перестанут переноситься в воздухе и выпадут из суспензии. Ситуация явно усугубится, если увеличатся и размер, и плотность частиц.

Хотя для потока вертикально вверх соответствующие значения коэффициента скольжения ниже, для данного диаметра и плотности частиц это означает, что скорости частиц несколько ниже, но это не так критично, как для горизонтального потока, поскольку поток воздуха противостояние гравитации.Однако это означает, что общий перепад давления для потока вертикально вверх будет больше, чем для горизонтального потока. Для потока, направленного вертикально вниз, воздушный поток и сила тяжести работают вместе, а для потоков с высокой плотностью будет наблюдаться значительное восстановление давления. Однако для потоков с низкой концентрацией частиц падение давления все же будет. Влияние ориентации трубопровода рассматривается в следующем разделе в отношении потоков частиц и подробно рассматривается в руководстве в отношении конструкции и эксплуатации системы транспортировки.

Расход и падение давления газа в трубопроводе

Расход и падение давления природного газа в трубопроводе

Существует несколько формул для расчета расхода, и для их правильного использования необходимо учитывать некоторые соображения:

  1. Они являются эмпирическими, что означает, что многие элементы в них являются константами или значениями, которые действительны в пределах определенного набора единиц и должны быть изменены при рассмотрении другого набора единиц. В этой статье мы используем британские единицы измерения; таким образом, эти формулы недействительны при использовании другого набора, например SI.
  2. Применимость этих формул была проверена в различных условиях. Было обнаружено, что некоторые из них дают более точные результаты с измеренными значениями в определенном диапазоне условий, чем другие. Итак, пользователь должен быть осторожен при выборе того, какой из них применить.
  3. Разница в отметках между точками входа и выхода не учитывается. Если такая разница существует, ее влияние на изменение давления требует изменения формулы (здесь не показано) или должно учитываться другими способами.
  4. Диапазоны давления выше 100 фунтов на кв. Дюйм.
    Для этих формул коэффициент сжимаемости можно рассчитать следующим образом:

  • P 1 : Давление на входе, [psia]
  • P 2 : Выходное давление, [psia]

  • T 1 : Температура на входе, [° R]
  • T 2 : Температура на выходе, [° R]
  • S: Удельный вес газа, [безразмерный]

Мы будем использовать четыре уравнения, представленные GPSA (Ассоциацией поставщиков газоперерабатывающих предприятий):
• Weymouth.
• Panhandle A.
• Panhandle B.
• AGA (Американская газовая ассоциация).

Уравнение Веймута

Уравнение Веймута должно использоваться с учетом следующего:
• Точность результата снижается по мере увеличения турбулентности потока. Таким образом, это уравнение можно применять, пока число Рейнольдса (Re) меньше 2000. В случае более турбулентного потока (Re> 2000) следует использовать другие уравнения (Panhandle A, Panhandle B или AGA).
Уравнение:

  • Q: Расход газа, [CFD], [кубических футов в день], [футов 3 / день] при базовых условиях.
  • T b : Базовая температура, равная 520 [° R].
  • P b : Базовое абсолютное давление, равное 14,76 [psia].
  • E: КПД трубопровода, [безразмерный].
  • L м : Длина трубопровода, [мили].
  • d: Внутренний диаметр, [дюйм].

Panhandle A Уравнение

Panhandle Уравнение должно использоваться со следующими соображениями:
• Результаты этого уравнения показывают, что при использовании с коэффициентом эффективности E между 0.9 и 0,92 (0,9 Уравнение:

Panhandle B уравнение

Уравнение Panhandle B следует использовать с учетом следующих соображений:
• Результаты этого уравнения показывают, что при использовании E между 0,88 и 0,94 оно лучше приближается к полностью турбулентному потоку. Таким образом, он больше подходит для Re от 3000 до 4000.
Уравнение:

Уравнение AGA

Уравнение AGA следует использовать с учетом следующих соображений:
• Оно подходит для полностью турбулентного потока (Re> 4000).

Где

ε: Абсолютная шероховатость (фут).

Материал Абсолютная шероховатость (фут)
Тянутая латунь 0,000005
Тянутая медь 0,000005
Коммерческая сталь 0.00015
Кованое железо 0,00015
Асфальтированный чугун 0,0004
Оцинкованное железо 0,0005
Чугун 0,00085

Поскольку Re зависит от скорости жидкости, определяемой ее расходом, невозможно узнать Re до тех пор, пока оно не будет вычислено, а это означает, что после вычисления Q следует проверить Re. Таким образом, принятый результат Q должен быть результатом формулы, Re которой попадает в ее диапазон.
Определение числа Рейнольдса:

и

и

где

Q s: расход, [фут 3 / сек] = Q / ((24) (60) (60))
V: скорость, [фут / сек]
D: диаметр, [дюйм] = d / 12
A: Площадь поперечного сечения, [футы 2 ]
: плотность газа, [фунт / фут 3 ]
: вязкость газа, [фунт / (фут * сек)]

Затем, выполняя замены с уже известными выше переменными:

, затем

и

В любом случае, важно отметить, что здесь задействовано много эмпирических чисел, и результаты основаны на определенных предположениях, и нет такой точности, как с теоретически выведенным уравнением.Вот почему во многих практических случаях используется уравнение Веймута из-за его консервативного характера.

Расход газа в трубопроводе, CFD

Средняя температура, ° R

Коэффициент сжимаемости Zavg, (безразмерный)

Параметры числа Рейнольдса
Точность расчета

Цифры после десятичной точки: 3

Абсолютная шероховатость ε, футовНатянутая латуньНатянутая медьКоммерческая стальКованое железоАсфальтированное чугунОцинкованное железоЧугун

Ссылка Сохранить Виджет

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*