孔板流量计算公式.doc

孔板流量计的测定与计算

在孔板流量计的前后端测出压差后可按以下两种方法进行计算；
（一）、可按公式计算出瓦斯流量。
计算公式：
Q混=Kb(Δh)1/2δpδT （1）
Q纯= Q混X
式中：
Q混——抽放的瓦斯混合量，m3/min；
Q纯——抽放的瓦斯纯量，m3/min；
K——实际孔板流量特性系数，计算见（2）式；
b——瓦斯浓度校正系数，计算见（3）式；
δp——气压校正系数，计算见（4）式；
δT——温度校正系数，计算见（5）式；
Δh——在孔板前后端所测之压差，mmH2O；
X——混合气体中瓦斯浓度，%。

K=189.76a0mD2 （2）
式中：
a0——标准孔板流量系数；
m=（d1/D）2
m——截面比；
D——管道直径，米；
d1——孔板直径，米；
b=[1/（1－0.00446X）]1/2 （3）
δp=（PT/760）1/2 （4）
式中：
PT——孔板上风端测得的绝对压力，mmHg；
PT=测定当地压力（mmHg）+[该点管内正压（正）或负压（负）（mmH2O）]/13.6
760——标准大气压，mmHg；
δT=293°/（273°+t°）1/2 （5）
式中：
t°——瓦斯管内测点温度，℃；
293°——标准绝对温度，℃；

四寸管路 d1=49.50mm
D=98.28mm
则：m=0.2536查（表一）得 a0=0.6327
K=0.3001
六寸管路 d1=74.68mm
D=151.20mm
则：m=0.2439查（表一）得a0=0.6294
K=0.6718
（二）、在计算过程中为加快计算速度，可把公式中的各项数值表格化，查表得出b、δp、δT。
瓦斯浓度校正系数b值表二；
瓦斯浓度(%)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1.000
1.024
1.048
1.074
1.103
1.134
1.168
1.206
1.247
1.292
1.344
1.002
1.026
1.050
1.077
1.106
1.137
1.172
1.210
1.251
1.297
1.004
1.028
1.053
1.080
1.109
1.141
1.176
1.214
1.256
1.302
1.007
1.031
1.056
1.082
1.113
1.144
1.179
1.220
1.260
1.308
1.009
1.032
1.058
1.085
1.116
1.148
1.182
1.222
1.263
1.313
1.011
1.035
1.060
1.088
1.119
1.151
1.186
1.225
1.269
1.318
1.014
1.038
1.063
1.091
1.122
1.154
1.190
1.229
1.274
1.324
1.0016
1.040
1.066
1.095
1.125
1.158
1.194
1.234
1.278
1.328
1.019
1.043
1.068
1.097
1.128
1.162
1.198
1.238
1.283
1.334
1.021
1.045
1.071
1.100
1.131
1.164
1.202
1.243
1.287
1.339

气压校正系数δp值表三；
压力
(mmHg)
δp
压力
(mmHg)
δp
压力
(mmHg)
δp
压力
(mmHg)
δp
压力
(mmHg)
δp
150
155
160
165
170
175
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
240
245
250
255
260
265
270
275
280
285
0.444
0.452
0.458
0.466
0.472
0.480
0.488
0.493
0.500
0.506
0.513
0.519
0.525
0.532
0.538
0.544
0.550
0.556
0.562
0.568
0.574
0.579
0.585
0.590
0.596
0.601
0.607
0.612
290
295
300
305
310
315
320
325
330
335
340
345
350
355
360
365
370
375
380
385
390
395
400
405
410
415
420
425
0.617
0.623
0.629
0.633
0.639
0.643
0.649
0.654
0.659
0.663
0.669
0.674
0.678
0.683
0.689
0.693
0.698
0.702
0.707
0.712
0.716
0.720
0.725
0.729
0.734
0.739
0.743
0.748
430
435
440
445
450
455
460
465
470
475
480
485
490
495
500
505
510
515
520
525
530
535
540
545
550
555
560
565
0.752
0.756
0.761
0.765
0.769
0.774
0.778
0.782
0.786
0.791
0.794
0.799
0.803
0.807
0.811
0.815
0.819
0.823
0.827
0.831
0.835
0.839
0.843
0.847
0.850
0.854
0,858
0.862
570
575
580
585
590
595
600
605
610
615
620
625
630
635
640
645
650
655
660
665
670
675
680
685
690
695
700
705
0.866
0.870
0.874
0.878
0.881
0.886
0.889
0.892
0.896
0.900
0.903
0.907
0.910
0.914
0.918
0.922
0.925
0.928
0.932
0.935
0.939
0.942
0.946
0.949
0.953
0.956
0.960
0.963
710
715
720
725
730
735
740
745
750
755
760
765
770
775
780
785
790
795
800
805
810
815
820
825
830
835
840
845
0.967
0.970
0.973
0.977
0.980
0.984
0.987
0.990
0.993
0.997
1.000
1.003
1.006
1.009
1.013
1.016
1.019
1.023
1.026
1.029
1.031
1.034
1.037
1.040
1.043
1.047
1.050
1.053

温度校正系数δT值表四；
温度
℃
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
40
30
20
10
0
-0
-10
-20
-30
-40
0．968
0．983
1．000
1．017
1．035
1．035
1．056
1．076
1．098
1．122
0．966
0．982
0．998
1．016
1．034
1．037
1．058
1．078
1．099
1．123
0．964
0．980
0．997
1．014
1．033
1．039
1．059
1．080
1．103
1．126
0．963
0．979
0．995
1．012
1．032
1．041
1．061
1．083
1．105
1．129
0．961
0．977
0．993
1．010
1．029
1．043
1．063
1．085
1．108
1．131
0．960
0．975
0．992
1．008
1．027
1．045
1．066
1．086
1．109
1．133
0．958
0．974
0．990
1．007
1．025
1．047
1．068
1．089
1．115
1．139
0．957
0．972
0．988
1．005
1．023
1．049
1．070
1．091
1．115
1．139
0．955
0．971
0．987
1．003
1．021
1．052
1．072
1．094
1．117
1．141
0．954
0．969
0．985
1．001
1．019
1．054
1．074
1．095
1．119
1．143

例题：某钻场瓦斯支管路D=25.4mm，孔板直径d1=12.7mm，在井下实测，测得压差为30mmH2O，瓦斯浓度30%，测得大气压力1.01×105pa，管内负压0.07Mpa,瓦斯管内温度为20℃，求瓦斯流量？
解：由公式Q混=K*b*(Δh)1/2* δp*δT
求K值 m=(d1/D)1/2=(12.7/25.4) 1/2=0.25
查表一得： a0=0.6417 K=0.0190
b值查表二得：b=1.074
求δp值 PT=1.01*105/(9.8*13.6)-0.07*106/(9.8*13.6)=232.6mmHg
求δp查表三得：δp=0.556
求δT查表四得：δT=0.983
则Q混=0.019*1.074*301/2*0.556*0.983
=0.061m3/min
Q纯= Q混*X=0.061*30%=0.0183 m3/min

（举例）YD-2型孔板流量计的应用与计算

孔板流量计用以测定瓦斯管路中的瓦斯流量（如下图）。

一、 抽放瓦斯管路中孔板流量计的安装与使用：
（1）、在抽放瓦斯管路中安装孔板时，孔板的孔口必须与管道同心，其端面与管路轴线垂直，偏心度<1～２％；
（2）、安装孔板的管道内壁，在孔板前后距离2D的范围内，不应有凸凹不平，焊缝和垫片等。
（3）、孔板流量计的上游（前端），管道直线长度》20D，下游（后端）长度》10D；
（4）、要经常清理孔板前后的积水和污物，孔板锈蚀要更换；
（5）、抽放瓦斯量有较大变化时，应根据流量大小更换相应的孔板。

二、 应用孔板流量计与计算管道内的瓦斯流量时，必须同时测量的参数：
（1）、孔板前后端的压差值（△h）；
（2）、测量地点的大气压力（PD）；
（3）、管道内的气体压力（PG），正压或负压；
（4）、管道内的气体温度（t）;
（5）、管道内的瓦斯浓度（x）。

三、 抽放的混合瓦斯量计算：
QH=9.81-1/2·K·b·(△h)1/2·δT·δP
式中：QH--------抽放的混合瓦斯量，m3/min;
K-------孔板系数，取实际校正值；0.3072
b--------瓦斯浓度校正常数；
b=｛1/(1-0.00446x) ｝1/2
x-------混合瓦斯中的瓦斯浓度，%；
△ h---------孔板前后端压差；
δT--------------温度校正系数；
δT=｛293/(273+t) ｝1/2
t--------管道内的气体温度，℃；
δP------压力校正系数；
δP=(Pt/101.325)1/2
Pt----孔板前端管道内的绝对压力，Kpa;
Pt=PD±PG;
PD---------测量地点的大气压力；
PG---------观测点管道内的压力，正压取(+),负压取(-),Kpa;
101.325----------标准大气压，Kpa。

四、 抽放的纯瓦斯量计算
Qc=QHX/100
式中Qc-----抽放的纯瓦斯量，m3/min;
QH-------抽放的混合瓦斯量，m3/min
X-----管道内的瓦斯浓度，%。

______采面______钻场孔板测定数据记录表
____年____月
时间
钻场
(＃)
孔板前后端的压差△h
(KPa)
管道内的气体压力PG
(KPa)
测量地点的大气压力PD
(Kpa)
管道内的气体温度
(t)
管道内的瓦斯浓度x(%)
备 注
日
班
测定时间

计算公式：QH=9.81-1/2·K·b·(△h)1/2·δT·δP
=9.81-1/2*0.3072*(1-0.00446)-1/2*(△h)1/2*｛293/(273+t) ｝1/2* ｛(PD±PG)/101.325｝1/2
管道内的气体压力PG负压取负值；

（表一）实际孔板流量特性系数K值表
管径D
( mm )
m
a 0
K
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
15
a 0
K
0.6155
0.0013
0.6192
0.0026
0.6257
0.0040
0.6335
0.0054
0.6426
0.0069
0.6532
0.0070
0.6654
0.0099
0.6815
0.0118
0.6992
0.0134
0.7192
0.0154
0.7406
0.0174
0.7673
0.0197
0.7961
0.0221
0.8223
0.0246
20
a 0
K
0.6151
0.0023
0.6188
0.0047
0.6252
0.0071
0.6330
0.0096
0.6423
0.0122
0.6528
0.0125
0.6647
0.0177
0.6808
0.0207
0.6984
0.0239
0.7184
0.0273
0.7398
0.0309
0.7664
0.0349
0.7953
0.0393
0.8218
0.0437
25
a 0
K
0.6137
0.0037
0.6184
0.0073
0.6247
0.0111
0.6325
0.0150
0.6417
0.0190
0.6524
0.0232
0.6640
0.0275
0.6801
0.0322
0.6976
0.0371
0.7176
0.0425
0.7390
0.0481
0.7655
0.0544
0.7945
0.0612
0.8215
0.0681
38
a 0
K
0.6137
0.0084
0.6173
0.0169
0.6234
0.0256
0.6313
0.0236
0.6402
0.0329
0.6512
0.0425
0.6624
0.0525
0.6783
0.0634
0.6954
0.0748
0.7154
0.0870
0.7371
0.1001
0.7633
0.1145
0.7923
0.1301
0.8208
0.1464
50
a 0
K
0.6128
0.0145
0.6162
0.0292
0.6221
0.0333
0.6293
0.0487
0.6387
0.0633
0.6492
0.0799
0.6607
0.0972
0.6764
0.1159
0.6934
0.1355
0.7134
0.1567
0.7350
0.1793
0.7610
0.2041
0.7900
0.2311
0.8200
0.2598
75
a 0
K
0.6109
0.0306
0.6140
0.0655
0.6196
0.0992
0.6261
0.1337
0.6357
0.1696
0.6460
0.20622
0.6574
0.2456
0.6727
0.2872
0.6892
0.3310
0.7092
0.3785
0.7310
0.4292
0.7565
0.4845
0.7858
0.5452
0.8185
0.6116
100
a 0
K
0.6090
0.0578
0.6117
0.1161
0.6170
0.1755
0.6238
0.2366
0.6327
0.3001
0.6428
0.3547
0.6541
0.4231
0.6690
0.4965
0.6850
0.5736
0.7050
0.6576
0.7270
0.7461
0.7520
0.8436
0.7815
0.9513
0.8170
0.0726
125
a 0
K
0.6078
0.0901
0.6105
0.1810
0.6160
0.2740
0.6223
0.3690
0.6310
0.4677
0.6411
0.5703
0.6524
0.6770
0.6675
0.7917
0.6835
0.9120
0.7032
1.0245
0.7252
1.1826
0.7500
1.3343
0.7794
1.5021
0.8145
1.6905
150
a 0
K
0.6067
0.1293
0.6093
0.2602
0.6150
0.3939
0.6209
0.5302
0.6294
0.6718
0.6394
0.8190
0.6506
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