在實(shí)際工業(yè)管道工程設(shè)計(jì)中，我們經(jīng)常會(huì)根據(jù)客戶所給的相關(guān)技術(shù)參數(shù)來設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)要求的合理的工程方案，所以，如何確定管道內(nèi)流速V、壓力P、流量Q三者之間的關(guān)系變得尤為重要。

現(xiàn)簡(jiǎn)單從理論上介紹一下三者之間的關(guān)系，

舉個(gè)例子：

例： 不銹鋼無縫管φ25.4x1.65 ，工作介質(zhì)為氮?dú)釴2，工作壓力P=0.8MPa，工作溫度t=20℃ 求工況流量Q？

解： 取不銹鋼管內(nèi)某一截面為參考面，那么介質(zhì)在1h內(nèi)留經(jīng)管道截面的流量有：

Q=VπR2 x 3600

式中， 

Q： 工況流量— m3

V： 介質(zhì)流速— m/s

R： 管道半徑 — m

所以我們得到以下流量計(jì)算公式 ：

在實(shí)際工程應(yīng)用中，管道內(nèi)流速（V）受很多因素影響（使用壓力、管道通徑、使用流量等等），所以合理的流速應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)權(quán)衡決定。

一般液體流速為0.5~3m/s，

氣體流速為10~30m/s。

現(xiàn)在0.8Mpa情況下我們?nèi)。?/span>

流速V=10m/s , 

管道內(nèi)徑22.1mm

則在工況下每小時(shí)流量：

那么，

怎么換算到標(biāo)況流量呢？

在實(shí)際生產(chǎn)中氣體的使用壓力往往不盡相同，所以一般把工況流量換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的流量，以方便計(jì)量使用。

氣體在實(shí)際使用過程中受各種因素影響，其相關(guān)參數(shù)往往在不斷變化，所以在工程實(shí)際計(jì)算中往往把氣體認(rèn)為理想氣體，從而大概計(jì)算出其實(shí)際流量。

理想氣體狀態(tài)方程：

PV=nRT

式中， 

P—?dú)怏w絕對(duì)壓力 KPa

V—?dú)怏w體積 m3

n—?dú)怏w的物質(zhì)的量 kmol

R—?dú)怏w摩爾常數(shù) 8.314kj/(kmol .K)

T—?dú)怏w的熱力學(xué)溫度 K

t —工作溫度 ℃

所以在工況和標(biāo)況下有：

P0V0=nRT0（標(biāo)況）

P1V1=nRT1（工況）

聯(lián)合兩式得：

V0=(P1/P0)x(T0/T1)

    = V1(P1/P0)x【273/（273+t)】

注：式中P1為絕對(duì)壓力，P0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力

所以例題中換算成標(biāo)況流量為：

標(biāo)況和工況流量換算公式與實(shí)例

注意：一般天然氣都是中低壓輸送，低壓入戶，都是帶有壓力的，屬于工況。天然氣的計(jì)量按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（嚴(yán)格的說是準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，我們叫它常態(tài)）來計(jì)量的，一般貿(mào)易計(jì)量按20℃，1個(gè)大氣壓力（0.1013MPa）狀態(tài)下的體積計(jì)量，比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積稍大一些，對(duì)賣方有利（因?yàn)楸緛硎浅艘?73，按照20℃的話就是乘以273+20，所以變大了）。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是0℃，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力。對(duì)于氣體來說不同的壓力，其體積會(huì)差很大（氣體很易壓縮），當(dāng)然體積流量會(huì)差很大，同徑條件下不同工況下的流速自然也會(huì)差很大，比方同直徑蒸汽管線對(duì)于10bar和3.5bar時(shí)最大流量是不同的。工藝計(jì)算時(shí)用工況或用標(biāo)況取決于你查的圖表、用的常數(shù)，兩種狀態(tài)的計(jì)算都是可能出現(xiàn)的。比方在定義壓縮機(jī)參數(shù)時(shí)，我們常用標(biāo)況下的參數(shù)來給廠家提條件，同時(shí)我們也提供溫度大氣壓力等參數(shù)供做工況下的校正，這么做的好處是我們可以用同一個(gè)狀態(tài)來表明參數(shù)，就如同泵的性能曲線都是用清水來說的，沒人會(huì)說汽油的性能曲線是什么，原油的性能曲線又是什么。在很多計(jì)算中用的都是工況，比方計(jì)算流速時(shí)。

問題：已知某一供氣管線的實(shí)際工作壓力為（表壓）0.8MPa~1.2MPa，介質(zhì)溫度范圍為-5℃~40℃，供氣量為3000~10000Nm3/h(標(biāo)況流量)，在不考慮天然氣組分情況下，要求確定流量計(jì)的規(guī)格型號(hào)。

解答：根據(jù)氣態(tài)方程先將標(biāo)況流量換算成工況流量，然后再選擇合適的口徑。氣體方程式如下：

Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2

 式中：C為換算系數(shù)；F為氣體壓縮因子

計(jì)算：

①當(dāng)介質(zhì)壓力最低，溫度最高時(shí)，應(yīng)具有最大標(biāo)況體積流量，

即Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2=1200.87m3/h

②當(dāng)介質(zhì)壓力最高，溫度最低時(shí)，應(yīng)具有最小標(biāo)況體積流量，

即Qmin=213.51m3/h

從以上計(jì)算結(jié)果得知，要選擇的流量計(jì)其工況流量范圍為(214-1200)m3/h。

根據(jù)計(jì)算的流量范圍，選擇滿足工況要求的流量計(jì)。