管路的限流孔板

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限流孔板为一同心锐孔板,用于限制流体的流量或降低流体的压力。流体通过孔板就会产生压力降,通过孔板的流量则随压力降的增大而增大。但当压力降超过一定数值,即超过临界压力降时,不论出口压力如何降低,流量将维持一定的数值而不再增加。限流孔板就是根据这个原理用来限制流体的流量或降低流体的压力。
限流孔板按孔板上开孔数分为单孔板和多孔板;按板数可分为单板和多板
2 选型要点
2.1 气体、蒸汽
为了避免使用限流孔板的管路出现噎塞流,限流孔板后压力(P2)不能小于板前压力(P1)的55%,即P2≥0.55P1,因此当P2<0.55P1时,不能用单板,要选择多板,其板数要保证每板后压力大于板前压力的55%。
2.2液体
2.2.1当液体压降小于或等于2.5MPa时,选择单板孔板。
2.2.2当液体压降大于2.5MPa时,选择多板孔板,且使每块孔板的压降小于2.5MPa。
2.3 孔数的确定
2.3.1管道公称直径小于或等于150mm的管路,通常采用单孔孔板;大于150mm时,采用多孔孔板。
2.3.2多孔孔板的孔径(do),一般可选用12.5mm,20mm,25mm,40mm。
计算说明如下:
1 输入数据
介质相态:根据介质情况填写相应字母。
G—气体
L—气体
G/L—气体/液体
正常流量:根据物料和热量平衡数据表填写。
孔板前流体正常温度:根据物料和热量平衡数据表填写孔板前流体正常温度。
计算临界限流压力的公式选择说明:根据流体情况填写相应数字。
1—饱和蒸汽
2—过热蒸汽及多原子气体
3—空气及双原子气体
孔板流量系数:由本附录“限流孔板C-Re-d0/D关系图”查取。
孔板作用:根据孔板作用填写相应数字:1-降压作用2-限流作用
孔数:根据情况填写相应数字:1-单孔2-多孔
板数:根据情况填写相应数字:1-单板 2-多板
2 计算数据
2.1孔板前压力
孔板前压力(P1)根据管道压力降计算结果填写。
2.2 孔板后压力
a. 气体、蒸汽:根据管道压力降计算得出的孔板后压力(P2)、计算的临界限流压力(Pc),
取两者中的较大值。推荐的临界限流压力值计算如下:
饱和蒸汽c=0.58P1
过热蒸汽及多原子气体c=0.55P1
空气及双原子气体c=0.53P1
b.液体:根据压力降计算结果填写。
2.3 孔板压差
孔板压差为ΔP= P1-P2,式中:
ΔP—通过孔板的压降,MPa
P1—孔板前压力,MPa(A)
P2—孔板后压力,MPa(A)
2.4 计算孔径
a. 气体、蒸汽单板孔板
式中: W—流体流量,kg/h
C—孔板流量系数
d0—孔板孔径,m
D—管道内径,m
P1—孔板前压力,MPa(A)
P2—孔板后压力,MPa(A)
M—分子量
Z—压缩系数。
T—孔板前流体温度,K
k—绝热指数,k=Cp/Cv
Cp—流体定压热容,kJ/(kg?K)
Cv—流体定容热容,kJ/(kg?K)
b. 液体单板孔板
式中: Q—液体流量,m3/h
ΔP—通过孔板的压降,MPa
γ—液体密度,kg/m3
c.气-液两相流孔板
分别按气、液流量用各自公式计算气相和液相孔板孔径,然后按下式计算两相流孔板孔径:
式中: d—两相流孔板孔径,m
dL—液相孔板孔径,m
dV—气相孔板孔径,m
d.限流作用的孔板
按上述公式计算孔板的孔径,然后根据值和k值,查本附录“γc-k-d0/D关系表”求取临界流率压力比(γc),当每块孔板前后压力比P2/P1≤γc时,可使液体流量限制在一定数值,说明计算有d0有效,否则需调整压降或管径,重新计算。
2.5 选用孔径
将计算孔径圆整后填写。
2.6 孔数
一般情况下,管道公称直径小于或等于150mm的管路,选择单孔孔板,大于150mm时,选择多孔孔板。
多孔孔板的孔径一般可选用12.5mm、20mm、25mm、40mm。
在计算多孔孔板时,先按单孔孔板计算孔径,然后按下式求取选用的多孔孔板的孔数。
式中: N—多孔孔板的孔数,个
d1—多孔孔板的孔径,mm
2.7 板数
对于气体、蒸汽介质,当孔板后压力大于孔板前压力的55%时,选择单板孔板;当孔板后压力小于孔板前压力的55%时,选择多板孔板,其板数应保证每块孔板的板后压力大于板前压力的55%。
对于液体,当孔板压差小于或等于2.5MPa时,选择单板孔板;当孔板压差大于2.5MPa时,选择多板孔板,且使每块孔板的压降小于2.5MPa。
多板孔板的板数按下述公式计算,并将计算结果圆整为整数。
气体、蒸汽、液体。