intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng: Công nghệ khí (ThS. Hoàng Trọng Quang) - Chương 5

Chia sẻ: Vang Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:66

Thêm vào BST
Báo xấu
176
lượt xem 27
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 5. Lưu lượng và đường ống - Đo lưu lượng: Đo lưu lượng bằng orifice; Đo lưu lượng kiểu Turbine. Lưu lượng - Đường ống: Chế độ dòng chảy; Tổn hao áp lực đối với chất lỏng/ chất khí; Lưu lượng vận chuyển; Tổn hao áp suất. Đường ống, mặt bích, đầu nối…: Mặt bích; Flanges Fittings.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng: Công nghệ khí (ThS. Hoàng Trọng Quang) - Chương 5

  1. Bài giảng CÔNG NGHỆ KHÍ Chương 5: LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG GVGD: ThS. Hoàng Trọng Quang GVTG: ThS. Hà Quốc Việt
  2. NỘI DUNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Đo lưu lượng Đo lưu lượng bằng orifice Đo lưu lượng kiểu Turbine Lưu lượng - Đường ống Chế độ dòng chảy Tổn hao áp lực đối với chất lỏng/ chất khí Lưu lượng vận chuyển Tổn hao áp suất Đường ống, mặt bích, đầu nối… Mặt bích – Flanges Fittings 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 2
  3. ĐO LƯU LƯỢNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí ĐO BẰNG ORIFICE Copyright 2008 Đây là phương pháp đo lưu lượng khí hay dùng nhất hiện nay. Orifice đặt vuông góc với hướng dòng chảy Các thiết bị đo kèm theo: đo áp suất trước orifice, đo chênh áp trước và sau, đo nhiệt đo. 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 3
  4. ĐO LƯU LƯỢNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí ĐO BẰNG ORIFICE Copyright 2008 Sau khi có các thông tin từ các thiết bị đo ta có công thức tính toán như sau: 101 .325 Q  C ' hw . P f F pb  Pb C '  Fb F pb Ftf F pv Fg Fr YFtb Fa 273  Tb Fa  1  [ 0 .0000333 (T f  Tmeas )] for 304 / 316 Stainless Steel Ftb  288 1 C pl  288 1  F .D p  Ftf  273  T f 1 .000 0 .3528 Gf Fg  Fgt  G Gt G1 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 4
  5. ĐO LƯU LƯỢNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí ĐO BẰNG ORIFICE – Bảng 1 Copyright 2008 Q m3/h Lưu lượng tính ở điều kiện chuẩn hw mm H2O Chênh áp qua orifice Pf kpa(abs) Áp suất trước orifice Fb Hệ số orifice Tra bảng 3-16, phụ thuộc vào kích cỡ orifice và đường kính ống thông số này để tra ra đường kính orifice Fpb Hệ số áp suất điều kiện chuẩn, Aùp suất điều kiện chuẩn Pb=101.325 kpa Fpb = 101.325/Pb = 1 Ftf Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ so với nhiệt độ điều kiện Nhiệt độ đk chuẩn = 15oC. chuẩn, Tf = nhiệt độ dòng khí Ftf = (288/(273 + TfoC))0.5 Fpv Hệ số phụ thuộc vào hệ số nén Z Fpv = (1/Z)0.5 Fg Hệ số phụ thuộc vào tỷ trọng   : tỷ trọng tương đối của khí ơû 15oC Fg = (1/)0.5 Fr Hệ số phụ thuộc vào hệ số Reynold (chế độ dòng b tra bảng chảy) = 1+ b/(hwPf)0,5 Y Hệ số giãn nở của ống và orifice phụ thuộc vào áp suất Y  1 Ftb Hệ số nhiệt độ điều kiện chuẩn, Ftb = 1 nối với nhiệt độ chuẩn bằng 15oC Fa Hệ số giãn nở nhiệt của orifice = 1 khi Tf
  6. ĐO LƯU LƯỢNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí ĐO BẰNG ORIFICE Copyright 2008 Tỉ số giữa đường kính trong của ống và đường kính orifice tốt nhất vào khoảng: Pipe taps Flange taps 0,20,67 0,150,7 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 6
  7. Orifice Plate ĐO LƯU LƯỢNG Differential Pressure Cover Khoa Kỹ Plate Địa chất – Dầu khí thuật ĐO BẰNG ORIFICE Jack Copyright 2008 Bolts Standard Orifice Flange (a) Simple Chamber (Junior) Orifice Fitting (b) Cover Plate Chamber Differential Pressure Valve Tabs Senior Orifice Fitting Flanged Senior (c) 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM Side Sectional View 7
  8. ĐO LƯU LƯỢNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí KIỂU TURBINE Copyright 2008 Đo lưu lượng kiểu turbine có ứng dụng rộng rãi, ngoại trừ cho chất lỏng có độ nhớt cao, khi làm việc turbine sẽ quay mà tốc độ quay phụ thuộc vào lưu lượng và tính chất của môi chất qua nó Xác định được tốc độ của turbine là sẽ xác định được lưu lượng. Do đó thiết bị đo lưu lượng bằng turbine là thiết bị đo tốc độ quay của turbine. Mỗi vòng quay sẽ tương ứng với một lưu lượng thể tích, được xác định bằng hệ số turbine. 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 8
  9. ĐO LƯU LƯỢNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí KIỂU TURBINE Copyright 2008 BỘ ĐO LƯU LƯỢNG KIỂU TURBINE 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 9
  10. ĐO LƯU LƯỢNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí KIỂU TURBINE Copyright 2008 Bảng tra hệ số Fb 11/14/2013 10
  11. ĐO LƯU LƯỢNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí KIỂU TURBINE Copyright 2008 Bảng tra hệ số b 11/14/2013 11
  12. LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG Chế độ dòng chảy Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Ở các tốc độ thấp, các phần tử của môi chất chuyển động theo dòng chảy tương đối ổn định và thẳng hàng. Tốc độ của dòng chảy đạt cực đại ở tâm đường ống và gần như bằng 0 tại thành ống. Chế độ dòng chảy này được gọi là dòng chảy tầng. Nếu tăng tốc độ dòng chảy tới một mức độ nào đó, các phần tử trong dòng chảy bắt đầu chuyển động hỗn loạn (không còn thẳng hàng so với phương dòng chảy). Chế độ dòng chảy này được gọi là dòng chảy rối. 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 12
  13. LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG Chế độ dòng chảy Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Để xác định chế độ dòng chảy, Reynold đã đưa ra một hệ số không đơn vị - hệ số Reynold Re: Đường kính trong của ống (m) Vận tốc dòng chảy (m/s) dv Re  Tỷ trọng môi chất tại điều kiện dòng chảy Hệ số REYNOLD  Độ nhớt môi chất 1kg/(m.s) =103cp Lưu lượng thể tích (m3/s) 4 q  d 4m Lưu lượng khối lượng (kg/s)  d 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 13
  14. LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Hệ số ma sát Copyright 2008 Nếu Re < 2000: Chế độ dòng chảy tầng f = 16/Re, (f là hệ số ma sát Fanning) Nếu Re > 4000: Chế độ dòng chảy rối Đường kính ống: d > 20cm (8in) f =0,042Re0,194 Đường kính ống: d
  15. LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG Tổn hao áp lực đv dòng chảy chất lỏng Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Tổn hao áp lực của dòng chảy được chia thành 3 thành phần sau: Tổn hao áp lực do ma sát Pf. Tổn hao áp lực do thay đổi thế năng: PX. PX  (X)g/gc Tổn hao áp lực do thay đổi động năng: Pv. Pv  (V2)/(2g) Tổng tổn hao: P = Pf + PX + Pv - Trong hệ thống đường ống đồng nhất, sự thay đổi tốc độ dòng chảy gần như bằng 0. Do đó phần tổn hao do động năng Pv ~ 0. Thực tế trong tính toán tổn hao áp lực, phần này thường không đáng kể và được bỏ qua. - Tổn hao do thay đổi thế năng chính là cột áp thuỷ tĩnh do thay đổi độ cao. Phần này được xác định dễ dàng, tỷ lệ với thay đổi độ cao và tỷ trọng. PX = (X)(g/gc). 11/14/2013 15
  16. LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Tổn hao áp lực đv dòng chảy chất lỏng Copyright 2008 Phần tổn hao áp lực do ma sát Pf là phần quan trọng nhất. Phương trình tổng quát để xác định tổn hao áp lực do ma sát có dạng như sau: Chiều dài ống (m) Tổn hao áp lực do ma sát  2. f . .L.v 2 Pf  g c .d Hệ số chuyển đổi khối lượng/ lực = 1 (kg.m/N.s2) Tóm lại: Sau khi bỏ qua phần tổn hao áp lực do thay đổi động năng ta có tổng tổn hao áp lực được rút gọn như sau: 2 fLv 2 Xg P  P2  P  Pf  PX   1  dg c gc 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 16
  17. LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Đường kính ống dẫn dầu khí Copyright 2008 Lưu lượng và mức độ tổn thất ma sát là hai thông số liên quan đến việc xác định đường kính d. Hệ số ma sát f và số Reynold NRe phụ thuộc vào đường kính ống và vận tốc dòng chảy. Vì vậy để xác định đường kính mong muốn người ta thường sử dụng phương pháp lặp dựa trên mối quan hệ đồ thị biểu diễn hệ số f theo số Reynold NRe Đường kính cho ống dẫn dầu khí được tính bởi công thức: 0, 2  f . L. p  d  1, 265 q 0 , 4      Pf g c   Nếu chưa biết f ta nên dùng công thức sau: Đối với ống nhỏ: 0 , 207  L 0 , 036   d  0 ,647 .q 0 , 397 . 0 ,172 .   P g   f c  Đối với ống lớn: 0 , 208  L  d  0 ,647 .q 0 , 376 . 0 ,168 . 0 , 041    P g   f c  11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 17
  18. LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG Ví dụ 1 Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Tính toán đường kính cho ống dẫn dầu 0,0416m3/s, ( = 0.79), tổn hao áp toàn tuyến là 500kpa, L = 20km, độ nhớt 10cp, dùng ống lớn. Giải: Đối với ống lớn, ta có công thức: 0 , 208  L  d  0,647 .q 0 , 376 . 0 ,168 . 0 , 041    P g   f c  0,208 0.041  20000   0,647.(0,0 416) 0,376 .(790) 0.168 .10. 0,001  .   500000.1   0,255m 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 18
  19. LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG Lưu lượng vận chuyển Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Với giá trị tổn thất áp suất cho trước, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp thử và sai để xác định lưu lượng qua ống theo hệ số ma sát f được tra từ đồ thị theo số Reynold NRe. Tuy nhiên chúng ta cũng có thể tính một cách trực tiếp từ các phương trình mà hệ số f được tính theo các công thức đã được nêu ở trên: Đối với ống nhỏ: 2 , 64 0 , 547  3,127 .d    Pf . g c  q   0 , 453 0 , 094      .  L  Đối với ống lớn: 2 , 661 0 , 554  3,180 .d    Pf . g c  q   0 , 446 0 ,107     .  L  11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 19
  20. LƯU LƯỢNG VÀ ĐƯỜNG ỐNG Tổn hao áp suất Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Đối với ống nhỏ:  Pf q 1,828 . 0 ,828 . 0 ,172  4 , 828 L 8,038 . g c .d Đối với ống lớn:  Pf q 1,806 . 0 ,806 . 0 ,194  4 , 806 L 8,081 . g c .d 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2