摘(zhai)要:标(biao)準孔(kong)闆流(liu)量計(ji) 是目(mu)前計(ji)量氣(qi)體流(liu)量最(zui)爲正(zheng)确的(de)計量(liang)器具(ju),針對(dui)目前(qian)計算(suan)标準(zhun)孔闆(pan)流量(liang)計流(liu)量的(de)三種(zhong)方法(fa),按照(zhao)煤礦(kuang)瓦斯(si)抽放(fang)管道(dao)内混(hun)合氣(qi)體狀(zhuang)态,對(dui)三種(zhong)計算(suan)方法(fa)的計(ji)算誤(wu)差進(jin)行了(le)探讨(tao),得出(chu)使用(yong)“流量(liang)系數(shu)法“計(ji)算孔(kong)闆流(liu)量計(ji)流量(liang),計算(suan)精度(du)完全(quan)能夠(gou)滿足(zu)礦井(jing)瓦斯(si)抽放(fang)工程(cheng)需要(yao)的結(jie)論。
1孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的适(shi)用條(tiao)件與(yu)參數(shu)測定(ding).
　　餘吾(wu)煤業(ye)公司(si)是一(yi)座高(gao)瓦斯(si)礦井(jing),瓦斯(si)是制(zhi)約礦(kuang)井安(an)全生(sheng)産的(de)主要(yao)因素(su)，瓦斯(si)抽放(fang)是解(jie)決生(sheng)産過(guo)程中(zhong)礦井(jing)絕對(dui)瓦斯(si)湧出(chu)量大(da)的最(zui)有效(xiao)的方(fang)法。正(zheng)确測(ce)量礦(kuang)井及(ji)井下(xia)各地(di)點瓦(wa)斯抽(chou)放量(liang)對礦(kuang)井組(zu)織生(sheng)産有(you)重要(yao)意義(yi)。在煤(mei)礦瓦(wa)斯抽(chou)放流(liu)量測(ce)量中(zhong)使用(yong)最廣(guang)泛的(de)流量(liang)計是(shi)徑距(ju)取壓(ya)的标(biao)準孔(kong)闆，其(qi)适用(yong)條件(jian)如表(biao)1所示(shi)。

　　應用(yong)孔闆(pan)流量(liang)計來(lai)測定(ding)并計(ji)算管(guan)道内(nei)的瓦(wa)斯流(liu)量時(shi),必須(xu)同時(shi)測量(liang)以下(xia)參數(shu):孔闆(pan)前後(hou)的壓(ya)差值(zhi)、測量(liang)地點(dian)的大(da)氣壓(ya)力值(zhi)、管道(dao)内的(de)氣體(ti)壓力(li)值(正(zheng)壓或(huo)負壓(ya))、管道(dao)内的(de)氣體(ti)溫度(du)、管道(dao)内氣(qi)體的(de)瓦斯(si)濃度(du)。
2流量(liang)計算(suan)方法(fa)
2.1用“流(liu)量系(xi)數法(fa)”計算(suan)混合(he)氣體(ti)流量(liang)
對于(yu)D和D/2的(de)取壓(ya)孔闆(pan),采用(yong)下列(lie)公式(shi)計算(suan):

　　式中(zhong):Q爲用(yong)标準(zhun)孔闆(pan)測定(ding)的混(hun)合瓦(wa)斯流(liu)量，m3/min;K,爲(wei)孔闆(pan)流量(liang)計實(shi)際流(liu)量特(te)性系(xi)數(孔(kong)闆系(xi)數),K=0.0002085aqβ'eD';ax爲(wei)流量(liang)系數(shu),流量(liang)系數(shu)a與孔(kong)闆直(zhi)徑比(bi)及雷(lei)諾數(shu)R.,(與D有(you)關的(de)雷諾(nuo)數)有(you)關,可(ke)查表(biao)求得(de)";β爲孔(kong)闆直(zhi)徑比(bi),β=d/D;D爲管(guan)道内(nei)徑,mm;h2爲(wei)20C時的(de)壓差(cha)，x9.8Pa;pi爲工(gong)作狀(zhuang)态下(xia)孔闆(pan)上遊(you)取壓(ya)孔處(chu)的混(hun).合氣(qi)體密(mi)度,工(gong)作狀(zhuang)态下(xia)，瓦斯(si)密度(du)可按(an)下式(shi)計算(suan):爲标(biao)準狀(zhuang)态下(xia)瓦斯(si)的密(mi)度,kg/m3Pi爲(wei)工作(zuo)狀态(tai)下瓦(wa)斯的(de)密度(du),kg/m';p,爲工(gong)作狀(zhuang)态下(xia)瓦斯(si)的壓(ya)力,Pa;T爲(wei)工作(zuo)狀态(tai)下瓦(wa)斯的(de)溫度(du),℃C;T。爲标(biao)準狀(zhuang)态下(xia)的絕(jue)對溫(wen)度(T。=273.15K);Z爲(wei)瓦斯(si)壓縮(suo)系數(shu)(在标(biao)準狀(zhuang)态下(xia)，對于(yu)空氣(qi),Z=1,對于(yu)CH,Z=0.998);ε爲流(liu)束膨(peng)脹系(xi)數,對(dui)于D和(he)D/2取壓(ya)的标(biao)準孔(kong)闆的(de)膨脹(zhang)系數(shu)ε,當ΔP/P1≤0.25時(shi)，流束(shu)膨脹(zhang)系數(shu)按以(yi)下經(jing)驗公(gong)式計(ji)算：爲(wei)孔闆(pan)上遊(you)取壓(ya)孔的(de)瓦斯(si)絕對(dui)靜壓(ya)力,Pa;h爲(wei)等熵(shang)指數(shu),對于(yu)空氣(qi),k=1.4,對于(yu)CH,k=1.32。
2.2伴有(you)溫度(du)壓力(li)校正(zheng)的流(liu)量校(xiao)正系(xi)數法(fa)
使用(yong)“伴有(you)溫度(du)壓力(li)校正(zheng)的流(liu)景校(xiao)正系(xi)數法(fa)計算(suan)标準(zhun)孔闆(pan)瓦斯(si)混合(he)流量(liang)的--般(ban)公式(shi)爲:

　　标(biao)準孔(kong)闆流(liu)量系(xi)數;m爲(wei)截面(mian)比;D爲(wei)管道(dao)直徑(jing),m;T爲同(tong)點的(de)溫度(du);293爲标(biao)準絕(jue)對溫(wen)度,℃;Pr爲(wei)孔闆(pan)上風(feng)端測(ce)得的(de)絕對(dui)壓力(li),KPa;X爲混(hun)合氣(qi)體中(zhong)的瓦(wa)斯濃(nong)度,%。
2.3按(an)節流(liu)型流(liu)量計(ji)的流(liu)量計(ji)算
2.3.1.計(ji)算公(gong)式
節(jie)流式(shi)流量(liang)計的(de)流量(liang)計算(suan)公式(shi)的普(pu)遍形(xing)式:

　　式(shi)中:K3爲(wei)一常(chang)數項(xiang),由公(gong)式中(zhong)各量(liang)的計(ji)算确(que)定K3值(zhi)的大(da)小，在(zai)國際(ji)單位(wei)制中(zhong),K=/2π/4=1.11072,若按(an)工程(cheng)上的(de)習慣(guan),孔徑(jing)D的單(dan)位用(yong)毫米(mi),流量(liang)Q的單(dan)位用(yong)m3/min,則K3=/2π/4x60x10-6=0.00006664;C爲(wei)流出(chu)系數(shu),标準(zhun)孔闆(pan)的流(liu)出系(xi)數C由(you)Stolz方程(cheng)确定(ding):C=0.5959+100.75+0.0312β-1-0.1840β°+0.0029p2S(一)ReD0.0900L,β*(1-β')-1-0.0337L2β',當(dang)L≥0.0390/0.0900(=0.4333)時,β*(1-β°)-的(de)系數(shu)用0.0390;L爲(wei)孔闆(pan)上遊(you)端面(mian)到上(shang)遊取(qu)壓口(kou)的距(ju)離除(chu)以管(guan)道直(zhi)徑得(de)出的(de)商,L=l,/D;L2爲(wei)孔闆(pan)下遊(you)端面(mian)到下(xia)遊取(qu)壓口(kou)的距(ju)離除(chu)以管(guan)道直(zhi)徑得(de)出的(de)商,L2=l1/D。
對(dui)于D和(he)D/2的取(qu)壓孔(kong)闆,由(you)于L1總(zong)大于(yu)0.4333,因此(ci),β4(1–β4)-'的系(xi)數爲(wei)0.0390,L2=0.47,所以(yi)β的系(xi)數爲(wei)-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(shi)用範(fan)圍
　　對(dui)于D-D/2取(qu)壓的(de)标準(zhun)孔闆(pan):孔徑(jing)d≥12.5mm;管徑(jing)50mm≤D≤1000mm;直徑(jing)比0.2≤β≤0.75;雷(lei)諾數(shu)R≥1260βD。
3各流(liu)量計(ji)算方(fang)法的(de)對比(bi)
　　在實(shi)際礦(kuang)井瓦(wa)斯抽(chou)放系(xi)統中(zhong),對流(liu)量影(ying)響最(zui)大的(de)參數(shu)爲孔(kong)闆流(liu)量計(ji)壓差(cha),根據(ju)屯留(liu)煤礦(kuang)井下(xia)瓦斯(si)抽放(fang)主幹(gan)管道(dao)上孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的直(zhi)徑比(bi)β=0.5、管道(dao)内徑(jing)D=800mm,給出(chu)管道(dao)内混(hun)合氣(qi)體溫(wen)度爲(wei)17℃、孔闆(pan)流量(liang)計上(shang)遊取(qu)壓孔(kong)絕對(dui)靜壓(ya)p,=75kPa,管道(dao)中甲(jia)烷濃(nong)度爲(wei)19%時,不(bu)同壓(ya)差下(xia)三種(zhong)方法(fa)計算(suan)出的(de)體積(ji)流量(liang)(标準(zhun)狀态(tai)下)，如(ru)表2所(suo)示。

4結(jie)論
　　由(you)表2的(de)計算(suan)結果(guo)可知(zhi)，三種(zhong)計算(suan)方法(fa)的偏(pian)差在(zai)0.82%~2.57%之間(jian),其中(zhong)“流量(liang)系數(shu)法”與(yu)“節流(liu)型流(liu)量計(ji)計算(suan)法”的(de)計算(suan)結果(guo)最爲(wei)接近(jin),其相(xiang)對偏(pian)差在(zai)0.358%~0.364%之間(jian),因此(ci)在礦(kuang)井瓦(wa)斯抽(chou)放系(xi)統中(zhong)，使用(yong)“流量(liang)系數(shu)法"計(ji)算孔(kong)闆流(liu)量計(ji)流量(liang),計算(suan)精度(du)完全(quan)能夠(gou)滿足(zu)礦井(jing)瓦斯(si)抽放(fang)工程(cheng)中礦(kuang)井掌(zhang)握抽(chou)放瓦(wa)斯量(liang)的要(yao)求,給(gei)礦井(jing)安全(quan)生産(chan)及瓦(wa)斯抽(chou)放工(gong)程合(he)理組(zu)織提(ti)供可(ke)靠數(shu)據。

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