摘(zhāi)要:标(biāo)準孔闆流(liú)量計(jì) 是目前計量氣(qì)體流量最爲正确的計量器具(jù),針對(duì)目前計算(suàn)标準(zhǔn)孔闆流量(liàng)計流量的(de)三種方法,按(àn)照煤礦瓦(wǎ)斯抽放管道(dào)内混合氣體狀(zhuàng)态,對三(sān)種(zhǒng)計算(suàn)方法(fǎ)的計算誤(wù)差進行了(le)探讨(tǎo),得出(chū)使用“流量(liàng)系數法“計算孔闆流量計(jì)流量(liàng),計算精(jīng)度完全能夠(gòu)滿足礦井(jǐng)瓦斯抽放工程(chéng)需要的結論。
1孔闆流(liú)量計的适(shì)用條件(jiàn)與(yǔ)參數(shù)測定.
　　餘吾煤業(yè)公司是一座高(gāo)瓦斯礦井,瓦斯(sī)是制(zhì)約(yuē)礦(kuàng)井安(ān)全生産(chǎn)的(de)主要(yào)因素，瓦斯(sī)抽放(fàng)是解決生産過(guò)程中(zhōng)礦井絕對(duì)瓦斯(sī)湧出量大(dà)的最(zuì)有效的方(fāng)法。正(zhèng)确測(cè)量礦井及井下(xià)各地(dì)點瓦斯抽(chōu)放(fàng)量(liàng)對礦井(jǐng)組織生(shēng)産有重要(yào)意義。在煤(méi)礦瓦斯抽放流量測量中(zhōng)使用最廣泛的(de)流量計(jì)是(shì)徑距(jù)取壓(yā)的(de)标準孔(kǒng)闆，其适用(yòng)條件(jiàn)如表(biǎo)1所示。

　　應用(yòng)孔闆流量計來(lái)測定并計算管(guǎn)道内的瓦斯流(liú)量時,必(bì)須(xū)同時(shí)測量(liàng)以下參數(shù):孔闆(pǎn)前後的壓(yā)差值、測量(liàng)地點的大氣(qì)壓力值(zhí)、管道内的(de)氣體壓(yā)力值(正壓或(huò)負壓(yā))、管(guǎn)道(dào)内的氣體(tǐ)溫度(dù)、管道(dào)内氣體的(de)瓦斯(sī)濃度(dù)。
2流(liú)量計算(suàn)方法
2.1用“流(liú)量系(xì)數法”計算混(hùn)合(hé)氣體流量(liàng)
對于(yú)d和d/2的(de)取壓孔闆(pǎn),采用下列公式計(jì)算(suàn):

　　式中:q爲用(yòng)标準孔闆(pǎn)測定(dìng)的混合瓦斯流(liú)量，m3/min;k,爲孔(kǒng)闆(pǎn)流量計實(shí)際流量特(tè)性系數(孔(kǒng)闆系(xì)數),k=0.0002085aqβ'ed';ax爲(wèi)流量系數(shù),流量(liàng)系(xì)數a與孔(kǒng)闆直(zhí)徑比及雷(léi)諾數(shù)r.,(與(yǔ)d有(yǒu)關的(de)雷諾數(shù))有關,可(kě)查表求得";β爲孔闆直(zhí)徑比(bǐ),β=d/d;d爲管(guǎn)道内徑(jìng),mm;h2爲20c時的(de)壓差，x9.8pa;pi爲工(gōng)作狀(zhuàng)态下孔闆上遊(yóu)取壓孔處的混(hùn).合氣體密(mì)度,工(gōng)作狀态(tài)下，瓦斯(sī)密度可按下式計算:爲标準狀(zhuàng)态下(xià)瓦斯的密度,kg/m3pi爲(wèi)工作狀态(tài)下瓦斯(sī)的密度(dù),kg/m';p,爲工作(zuò)狀(zhuàng)态下瓦斯的壓(yā)力,pa;t爲(wèi)工作狀态下(xià)瓦(wǎ)斯的溫度(dù),℃c;t。爲标(biāo)準狀(zhuàng)态下的絕(jué)對溫度(t。=273.15k);z爲(wèi)瓦斯壓縮系數(在标(biāo)準狀态(tài)下，對于(yú)空氣,z=1,對于ch,z=0.998);ε爲流束膨脹(zhàng)系(xì)數,對于d和(hé)d/2取壓(yā)的标(biāo)準(zhǔn)孔闆(pǎn)的(de)膨脹系數ε,當(dāng)Δp/p1≤0.25時(shí)，流束(shù)膨脹(zhàng)系(xì)數(shù)按以(yǐ)下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：爲(wèi)孔(kǒng)闆上遊取壓孔的瓦斯(sī)絕對靜壓力,pa;h爲等熵指數(shù),對于(yú)空氣,k=1.4,對于ch,k=1.32。
2.2伴有溫度(dù)壓力(lì)校正(zhèng)的流量校正系(xì)數法
使用“伴有(yǒu)溫度壓(yā)力(lì)校正(zhèng)的流景(jǐng)校正系(xì)數法(fǎ)計算标準孔闆瓦斯混合(hé)流量的--般公式爲:

　　标(biāo)準孔(kǒng)闆流(liú)量系數(shù);m爲(wèi)截面(miàn)比;d爲管道直徑,m;t爲同點的(de)溫度(dù);293爲标準絕對(duì)溫(wēn)度,℃;pr爲孔闆(pǎn)上風端測得(dé)的絕對(duì)壓力(lì),kpa;x爲混(hùn)合氣(qì)體中(zhōng)的瓦斯濃(nóng)度,%。
2.3按節流型流(liú)量計的(de)流量計(jì)算
2.3.1.計算公式
節(jiē)流式(shì)流(liú)量計的(de)流量計(jì)算(suàn)公式的普遍(biàn)形(xíng)式:

　　式(shì)中:k3爲一(yī)常數項(xiàng),由公(gōng)式中各量(liàng)的計算确定k3值的大(dà)小，在國際(jì)單位制中(zhōng),k=/2π/4=1.11072,若按(àn)工程上的習慣(guàn),孔徑d的單位用(yòng)毫米(mǐ),流量q的單位用m3/min,則k3=/2π/4x60x10-6=0.00006664;c爲(wèi)流出系數,标準孔闆(pǎn)的流出系(xì)數c由(yóu)stolz方程确定: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,β*(1-β°)-的系數(shù)用0.0390;l爲(wèi)孔(kǒng)闆上遊端面(miàn)到上遊取壓口(kǒu)的距(jù)離(lí)除以管(guǎn)道直徑(jìng)得出的商,l=l,/d;l2爲(wèi)孔闆下遊(yóu)端面到下遊取(qǔ)壓口的距離除(chú)以管(guǎn)道直徑得(dé)出的商(shāng),l2=l1/d。
對于d和(hé)d/2的取壓孔(kǒng)闆,由于l1總(zǒng)大于0.4333,因此(cǐ),β4(1–β4)-'的系數爲0.0390,l2=0.47,所以(yǐ)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(shì)用範圍
　　對于d-d/2取(qǔ)壓的(de)标準孔闆:孔(kǒng)徑(jìng)d≥12.5mm;管徑50mm≤d≤1000mm;直徑比0.2≤β≤0.75;雷(léi)諾數r≥1260βd。
3各(gè)流(liú)量計(jì)算方(fāng)法的(de)對比(bǐ)
　　在實際礦(kuàng)井瓦斯抽放系統中(zhōng),對流(liú)量影(yǐng)響最(zuì)大的參數爲孔闆流量計(jì)壓差,根據屯留(liú)煤礦井(jǐng)下瓦斯抽放主幹(gàn)管道(dào)上孔闆(pǎn)流量計(jì)的直徑比β=0.5、管道内徑d=800mm,給出管道(dào)内混合氣體溫度爲(wèi)17℃、孔闆流量(liàng)計上遊取壓(yā)孔(kǒng)絕對靜(jìng)壓p,=75kpa,管道(dào)中甲烷濃度爲19%時,不(bú)同壓差下(xià)三種(zhǒng)方(fāng)法計算(suàn)出的體積流量(liàng)(标準狀态(tài)下)，如(rú)表2所示。

4結論
　　由(yóu)表2的計(jì)算(suàn)結果可知(zhī)，三種計算(suàn)方法的偏差在0.82%~2.57%之間,其中“流量(liàng)系數法”與“節流(liú)型流(liú)量計計算法”的計算(suàn)結果(guǒ)最爲接近(jìn),其相(xiàng)對偏(piān)差(chà)在0.358%~0.364%之間(jiān),因此在礦井瓦(wǎ)斯抽放系(xì)統中，使用(yòng)“流(liú)量系數(shù)法"計算(suàn)孔闆(pǎn)流量計流量,計算(suàn)精度(dù)完全(quán)能夠滿足(zú)礦井瓦斯抽放工(gōng)程(chéng)中礦(kuàng)井掌握抽(chōu)放瓦(wǎ)斯量的要求,給(gěi)礦井安(ān)全生産(chǎn)及瓦斯抽(chōu)放工(gōng)程合(hé)理組(zǔ)織提(tí)供可靠數(shù)據(jù)。

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