限流孔板的作用与计算

1. 管路的限流孔板应用于以下几个方面:

限流孔板为一同心锐孔板,用于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:Pc=0.58P1

过热蒸汽及多原子气体:Pc=0.55P1

空气及双原子气体:Pc=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。