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标题: 标况流量与工况流量间的换算 [打印本页]

作者: 按时到岗 时间: 2017-8-11 10:45
标题: 标况流量与工况流量间的换算

标况和工况之间的不同是什么呢？如何计算气体状态？标况流量与工况流量又该如何转换呢？今天，仪控君就来帮你轻松搞定标况和工况的相关知识。

标况和工况的区别

工况：实际工作状态下的流量，单位：m³/h

标况：温度20℃、一个大气压（101.325kPa）下的流量，单位：Nm³/h

注意：通常所指的标况是温度为0℃（273.15开尔文）和压强为101.325千帕（1标准大气压，760毫米汞柱）的情况，区别于我国工业气体标况的规定。

两种状态下的单位都是一样的，只是对应的流量不同而已。另外不同国家所指的标态也不一样。

计算方程

根据理想气体状态方程

其方程为pV = nRT。

这个方程有4个变量：p是指理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的热力学温度；还有一个常量：R为理想气体常数。

PV/T=nR为常数，
所以P1×V1/T1 = P2×V2/T2

设标况下体积流量为V0，

温度T0=273+20=293k，压力P0=101.325Kpa=0.101325Mpa，
工况下体积流量为V，温度T(摄氏度)，压力P(表压力，Mpa)，
忽略压缩因子的变化有V*(P+0.101325)/(T+273)=V0*P0/T0

注意：一般天然气都是中低压输送，低压入户，都是带有压力的，属于工况。
天然气的计量按标准状态（严格的说是准标准状态，我们叫它常态）来计量的，一般贸易计量按20℃，1个大气压力（0.1013MPa）状态下的体积计量，比标准状态下的体积稍大一些，对卖方有利（因为本来是乘以273，按照20℃的话就是乘以273+20，所以变大了）。
在国际标准中的标准状态是0℃，1个标准大气压力。

对于气体来说不同的压力，其体积会差很大（气体很易压缩），当然体积流量会差很大，同径条件下不同工况下的流速自然也会差很大，比方同直径蒸汽管线对于10bar和3.5bar时最大流量是不同的。
工艺计算时用工况或用标况取决于你查的图表、用的常数，两种状态的计算都是可能出现的。

比方在定义压缩机参数时，我们常用标况下的参数来给厂家提条件，同时我们也提供温度大气压力等参数供做工况下的校正，这么做的好处是我们可以用同一个状态来表明参数，就如同泵的性能曲线都是用清水来说的，没人会说汽油的性能曲线是什么，原油的性能曲线又是什么。

在很多计算中用的都是工况，比方计算流速时。

气体的标准状态

气体的标准状态分三种：

1、1954年第十届国际计量大会(CGPM)协议的标准状态是：温度273.15K（0℃），压力101.325KPa。世界各国科技领域广泛采用这一标态。

2、国际标准化组织和美国国家标准规定以温度288.15K（15℃），压力101.325KPa作为计量气体体积流量的标态。

3、我国《天然气流量的标准孔板计算方法》规定以温度293.15K（20℃），压力101.325KPa作为计量气体体积流量的标准状态。

天然气标况体积换算公式和普通气体的不一样，必须符合中国石油天然气总公司发布的标准。

气体的气态方程式：

Qn＝Zn/Zg * (Pg+Pa)/Pn * Tn/Tg * Qg
式中：

Qn——标准状态下的体积流量（Nm³/h）
Zn——标准状态下的压缩系数
Zg——工作状态下的压缩系数
Pg——表压（KPa）
Pa——当地大气压（KPa）
Pg+Pa——工况下的绝对压力
Pn——标准大气压（101.325KPa）
Tn——标准状态下（天然气国标20℃）的绝对温度（293.15K）
Tg——介质的绝对温度（273.15+t）K
t ——被测介质的摄氏温度（℃）
Qg——未经修正的体积流量（m³/h）
注：带n的是标况参数，带g的是工况参数。

标况与工况之间的换算实例

通常我们所说的流量为了便于统一的单位，都是述说的标况状态的流量；而工厂运行记录的实际流量基本都是工况状态下的流量。

1.标况流量到工况流量换算的实例：

空压机额定产气量2立方/分钟，管道压力8公斤，实际管道的工况流量是多少？

粗略计算，假设压缩空气温度20度。

工况流量=2/(0.8+0.101325)*0.101325

=0.2248立方/分钟

式中：0.101325是大气的绝对压力；0.8为管道压力，单位是MPa 。

2.工况流量到标况流量换算的实例：

氧气管道压力12公斤，工况流量10立方/小时，标况流量是多少？

假设温度为20度，不参与运算。

标况流量=10/0.101325*(1.2+0.101325)

=128.43立方/小时

式中：0.101325是大气的绝对压力；1.2为管道压力，单位是MPa。

流量计选型计算实例

已知某一供气管线的实际工作压力为（表压）0.8MPa~1.2MPa，介质温度范围为-5℃~40℃，供气量为3000~10000Nm³/h(标况流量)，在不考虑天然气组分情况下，要求确定流量计的规格型号。

答：根据气态方程先将标况流量换算成工况流量，然后再选择合适的口径。

气体方程式如下：

Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2

式中：C为换算系数；F为气体压缩因子

计算：

①当介质压力最低，温度最高时，应具有最大标况体积流量，

即 Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2=1200.87 m³/h

②当介质压力最高，温度最低时，应具有最小标况体积流量，

即 Qmin=213.51 m³/h

从以上计算结果得知，要选择的流量计其工况流量范围为(214-1200) m³/h。

根据计算的流量范围，选择满足工况要求的流量计。

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