摘要(yao):标準孔(kong)闆流量(liàng)計 是目(mù)前計量(liàng)氣體流(liu)量最爲(wei)正确的(de)計量器(qi)具,針對(duì)目前計(jì)算标準(zhǔn)孔闆流(liu)量計流(liú)量的三(sān)種方法(fa),按照煤(mei)礦瓦斯(si)抽放管(guan)道内混(hùn)合氣體(ti)狀态,對(duì)三種計(jì)算方法(fa)的計算(suan)誤差進(jìn)行了探(tan)讨,得出(chu)使用“流(liu)量系數(shu)法“計算(suàn)孔闆流(liu)量計流(liu)量,計算(suàn)精度完(wan)全能夠(gòu)滿足礦(kuàng)井瓦斯(si)抽放工(gōng)程需要(yào)的結論(lun)。
1孔闆流(liú)量計的(de)适用條(tiao)件與參(cān)數測定(dìng).
　　餘吾煤(méi)業公司(si)是一座(zuo)高瓦斯(sī)礦井,瓦(wǎ)斯是制(zhi)約礦井(jǐng)安全生(shēng)産的主(zhu)要因素(su)，瓦斯抽(chou)放是解(jiě)決生産(chan)過程中(zhong)礦井絕(jué)對瓦斯(sī)湧出量(liàng)大的最(zui)有效的(de)方法。正(zheng)确測量(liang)礦井及(jí)井下各(gè)地點瓦(wa)斯抽放(fàng)量對礦(kuang)井組織(zhi)生産有(you)重要意(yì)義。在煤(méi)礦瓦斯(si)抽放流(liú)量測量(liàng)中使用(yòng)最廣泛(fan)的流量(liang)計是徑(jing)距取壓(yā)的标準(zhun)孔闆，其(qi)适用條(tiáo)件如表(biǎo)1所示。

　　應(yīng)用孔闆(pǎn)流量計(jì)來測定(ding)并計算(suan)管道内(nei)的瓦斯(si)流量時(shí),必須同(tóng)時測量(liang)以下參(can)數:孔闆(pǎn)前後的(de)壓差值(zhi)、測量地(dì)點的大(da)氣壓力(li)值、管道(dào)内的氣(qi)體壓力(li)值(正壓(ya)或負壓(yā))、管道内(nèi)的氣體(tǐ)溫度、管(guan)道内氣(qi)體的瓦(wa)斯濃度(du)。
2流量計(ji)算方法(fǎ)
2.1用“流量(liàng)系數法(fǎ)”計算混(hun)合氣體(tǐ)流量
對(dui)于D和D/2的(de)取壓孔(kǒng)闆,采用(yong)下列公(gong)式計算(suan):

　　式中:Q爲(wèi)用标準(zhun)孔闆測(ce)定的混(hùn)合瓦斯(si)流量，m3/min;K,爲(wei)孔闆流(liú)量計實(shí)際流量(liang)特性系(xì)數(孔闆(pǎn)系數),K=0.0002085aqβ'eD';ax爲(wei)流量系(xì)數,流量(liàng)系數a與(yu)孔闆直(zhí)徑比及(ji)雷諾數(shù)R.,(與D有關(guān)的雷諾(nuo)數)有關(guan),可查表(biao)求得";β爲(wei)孔闆直(zhí)徑比,β=d/D;D爲(wèi)管道内(nei)徑,mm;h2爲20C時(shí)的壓差(chà)，x9.8Pa;pi爲工作(zuò)狀态下(xià)孔闆上(shang)遊取壓(yā)孔處的(de)混.合氣(qì)體密度(du),工作狀(zhuàng)态下，瓦(wǎ)斯密度(du)可按下(xia)式計算(suàn):爲标準(zhǔn)狀态下(xià)瓦斯的(de)密度,kg/m3Pi爲(wèi)工作狀(zhuàng)态下瓦(wa)斯的密(mì)度,kg/m';p,爲工(gōng)作狀态(tài)下瓦斯(sī)的壓力(lì),Pa;T爲工作(zuò)狀态下(xià)瓦斯的(de)溫度,℃C;T。爲(wèi)标準狀(zhuang)态下的(de)絕對溫(wēn)度(T。=273.15K);Z爲瓦(wa)斯壓縮(suo)系數(在(zài)标準狀(zhuàng)态下，對(duì)于空氣(qì),Z=1,對于CH,Z=0.998);ε爲(wei)流束膨(peng)脹系數(shu),對于D和(hé)D/2取壓的(de)标準孔(kǒng)闆的膨(peng)脹系數(shù)ε,當ΔP/P1≤0.25時，流(liu)束膨脹(zhàng)系數按(an)以下經(jīng)驗公式(shì)計算：爲(wei)孔闆上(shàng)遊取壓(ya)孔的瓦(wa)斯絕對(duì)靜壓力(lì),Pa;h爲等熵(shāng)指數,對(duì)于空氣(qì),k=1.4,對于CH,k=1.32。
2.2伴(bàn)有溫度(du)壓力校(xiao)正的流(liu)量校正(zheng)系數法(fǎ)
使用“伴(bàn)有溫度(du)壓力校(xiao)正的流(liu)景校正(zheng)系數法(fa)計算标(biao)準孔闆(pan)瓦斯混(hùn)合流量(liàng)的--般公(gōng)式爲:

　　标(biāo)準孔闆(pan)流量系(xì)數;m爲截(jie)面比;D爲(wei)管道直(zhi)徑,m;T爲同(tóng)點的溫(wēn)度;293爲标(biao)準絕對(dui)溫度,℃;Pr爲(wei)孔闆上(shang)風端測(cè)得的絕(jue)對壓力(li),KPa;X爲混合(hé)氣體中(zhōng)的瓦斯(si)濃度,%。
2.3按(àn)節流型(xíng)流量計(ji)的流量(liang)計算
2.3.1.計(ji)算公式(shì)
節流式(shì)流量計(jì)的流量(liàng)計算公(gōng)式的普(pu)遍形式(shì):

　　式中:K3爲(wèi)一常數(shu)項,由公(gong)式中各(ge)量的計(jì)算确定(ding)K3值的大(dà)小，在國(guo)際單位(wei)制中,K=/2π/4=1.11072,若(ruo)按工程(cheng)上的習(xí)慣,孔徑(jìng)D的單位(wei)用毫米(mǐ),流量Q的(de)單位用(yòng)m3/min,則K3=/2π/4x60x10-6=0.00006664;C爲流(liu)出系數(shù),标準孔(kǒng)闆的流(liú)出系數(shu)C由Stolz方程(chéng)确定:C=0.5959+100.75+0.0312β-1-0.1840β°+0.0029p2S(一(yi))ReD0.0900L,β*(1-β')-1-0.0337L2β',當L≥0.0390/0.0900(=0.4333)時,β*(1-β°)-的(de)系數用(yòng)0.0390;L爲孔闆(pan)上遊端(duān)面到上(shang)遊取壓(yā)口的距(jù)離除以(yi)管道直(zhi)徑得出(chu)的商,L=l,/D;L2爲(wèi)孔闆下(xia)遊端面(mian)到下遊(you)取壓口(kǒu)的距離(li)除以管(guǎn)道直徑(jing)得出的(de)商,L2=l1/D。
對于(yu)D和D/2的取(qǔ)壓孔闆(pǎn),由于L1總(zǒng)大于0.4333,因(yin)此,β4(1–β4)-'的系(xì)數爲0.0390,L2=0.47,所(suo)以β的系(xì)數爲-0.01584。故(gu):C=0.5959+0.03123'-0.1840β°+0.0029β^'(j)1060.75+Ren0.0390β°(1-β*)-1-0.01584β。
2.3.2适用範(fàn)圍
　　對于(yu)D-D/2取壓的(de)标準孔(kong)闆:孔徑(jìng)d≥12.5mm;管徑50mm≤D≤1000mm;直(zhí)徑比0.2≤β≤0.75;雷(lei)諾數R≥1260βD。
3各(gè)流量計(ji)算方法(fǎ)的對比(bǐ)
　　在實際(jì)礦井瓦(wǎ)斯抽放(fang)系統中(zhōng),對流量(liàng)影響最(zui)大的參(cān)數爲孔(kong)闆流量(liang)計壓差(cha),根據屯(tun)留煤礦(kuang)井下瓦(wǎ)斯抽放(fang)主幹管(guan)道上孔(kǒng)闆流量(liang)計的直(zhi)徑比β=0.5、管(guan)道内徑(jing)D=800mm,給出管(guǎn)道内混(hun)合氣體(tǐ)溫度爲(wèi)17℃、孔闆流(liú)量計上(shang)遊取壓(yā)孔絕對(duì)靜壓p,=75kPa,管(guǎn)道中甲(jiǎ)烷濃度(dù)爲19%時,不(bu)同壓差(cha)下三種(zhong)方法計(jì)算出的(de)體積流(liú)量(标準(zhun)狀态下(xià))，如表2所(suo)示。

4結論(lun)
　　由表2的(de)計算結(jie)果可知(zhī)，三種計(ji)算方法(fa)的偏差(cha)在0.82%~2.57%之間(jian),其中“流(liú)量系數(shu)法”與“節(jiē)流型流(liú)量計計(ji)算法”的(de)計算結(jie)果最爲(wei)接近,其(qi)相對偏(piān)差在0.358%~0.364%之(zhī)間,因此(ci)在礦井(jǐng)瓦斯抽(chōu)放系統(tong)中，使用(yong)“流量系(xì)數法"計(ji)算孔闆(pan)流量計(ji)流量,計(jì)算精度(du)完全能(neng)夠滿足(zú)礦井瓦(wa)斯抽放(fàng)工程中(zhong)礦井掌(zhang)握抽放(fàng)瓦斯量(liàng)的要求(qiú),給礦井(jǐng)安全生(shēng)産及瓦(wǎ)斯抽放(fang)工程合(he)理組織(zhi)提供可(ke)靠數據(ju)。

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