[发明专利]一种在已知工况和压降要求下限流孔板内径的计算方法

权利要求书

1.一种在已知工况和压降要求下限流孔板内径的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)用20℃下的管道内径D₂₀、管道材质的线膨胀系数λ_D和工作温度t计算工作温度下的管道内径D；

(2)用质量流量q_m、工作状态下介质的动力粘度μ和工作温度下的管道内径D计算管道雷诺数Re_D；

(3)分别设直径比β的上限和下限初值：β_max＝1、β_min＝0；若介质为液体，则设可膨胀系数∈₁＝1；

(4)取β_max和β_min的算术平均值作为当前β值；

(5)用直径比β和管道雷诺数Re_D通过孔板流出系数公式计算流出系数C；

(6)用直径比β、流出系数C和要求的压降值Δω通过孔板压损公式反算差压Δp；

(7)用差压Δp和孔板上游绝对工作压力p计算孔板下游和上游端面压力比τ；

(8)若介质为气体或蒸汽，用直径比β、压力比τ和等熵指数κ通过可膨胀系数公式计算可膨胀系数∈₁；

(9)用工作温度下的管道内径D和直径比β计算工作温度下的孔板内径d；

(10)用质量流量q_m、工作温度下的孔板内径d、流出系数C、直径比β、工作状态下介质的密度ρ和差压Δp通过质量流量计算公式反算计算可膨胀系数∈₂；

工作温度下管道内径的计算公式为：

D＝D₂₀[1+λ_Dt-20℃]

其中，D₂₀为20℃下的管道内径，λ_D为管道材质线膨胀系数，t为工作温度；

管道雷诺数的计算公式为：

其中，q_m为质量流量，μ为工作状态下介质的动力粘度，D为工作温度下的管道内径；

用二分法循环求解β值：

直径比的计算公式为：

其中，β_min为直径比β值下限的初值，β_max为直径比β值上限的初值；

流出系数的计算公式为：

其中，β为直径比值，Re_D为管道雷诺数，D为工作温度下的管道内径；

函数If作用是：当D71.12mm时，函数返回0.011(0.75-β)(2.8-D/25.4mm)，否则返回0；

差压的计算公式为：

其中，β为直径比值，C为流出系数，Δω为要求达到的压降值；

压力比公式的计算公式为：

τ＝1-Δp/p

其中，Δp为压差，p为孔板上游绝对工作压力；

可膨胀系数公式∈₁的计算公式为：

∈₁＝1-(0.351+0.256β⁴+0.93β⁸)(1-τ^1/κ)

其中，β为直径比值，τ为压力比，κ为等熵指数；

工作温度下的孔板内径的计算公式为：

d＝Dβ

其中，D为工作温度下的管道内径，β为直径比值；

可膨胀系数公式∈₂的计算公式为：

其中，q_m为质量流量，d为工作温度下的孔板内径，C为流出系数，β为直径比值，ρ为工作状态下介质的密度，Δp为压差；

限流孔板内径的计算公式为：

其中，d为工作温度下的孔板内径，λ_d为孔板材质的线膨胀系数。