Формула расхода по перепаду давления

[CDrom 0]

Приветствую метрологов.

Не могу разобраться с формулой расчета расхода воды, с учетом температуры и давления в трубе.

Исходная задача: в программный блок вычислений заходят переменные величины:

-dP, перепад давления, кПа полученный с прибора Сапфир. В этом приборе уже настроенны параметры СУ и прочие.

-t, температура воды, град

-P, давление в трубе, кПа

Перепад давления, кПа-токовый сигнал, нормируется 0...6.3 кПа

В качестве констант определены такие данные:

-Qmax=10.1, я предполагаю, что это максимальный расход

-tpac=10 Это температура мне не понятна, и не 0 и не 20 (не НУ и не СУ)

-dPmax=6.3, я предполагаю, максимальный перепад давления

-Ppac=300, не понятно???

-Puni=101, похоже это 760 мм р ст=101 кПа

Все данные входят в блок обработки, исходник которого утерян.

Расчет происходит по такой формуле во вложении.

Пытаюсь найти теорию, по которой получена эта формула, пока не могу.

[AGL 47]

Для этой оригинальной формулы теорию мы не найдём, т.к. формула не имеет отношения к измерению расхода с применением РППД.

Правильная формула - на прищепке. Для неё теория изложена в ГОСТ 8.586.1...5-2005.

[CDrom 0]

Для этой оригинальной формулы теорию мы не найдём, т.к. формула не имеет отношения к измерению расхода с применением РППД.

Правильная формула - на прищепке. Для неё теория изложена в ГОСТ 8.586.1...5-2005.

Насколько я понимаю, в правильной формуле учитываются параметры СУ. Но в моем случае, все расчеты проводятся в приборе Сапфир, он выдает уже готовый результат, в виде перепада давления.

Может существует формула расчета расхода по перепаду давления с учетом температуры и давления?

В формуле, которую я разобрал явно видны коэффициент температурной коррекции и коэффициент коррекции по давлению.

[AGL 47]

В правильной формуле учитываются не только параметры СУ, но и всё необходимое для правильного расчёта расхода. В том числе и давление, и температура измеряемой среды.

В приборе типа "Сапфир" измеряется только перепад давления на СУ; этот перепад преобразуется в выходной токовый сигнал (0 - 5 мА, 4 - 20 мА). И всё. Никакого "готового результата" Сапфир рассчитать не может.

Формула расчета расхода по перепаду давления с учетом температуры и давления существует - она показана в предыдущем сообщении.

В формуле, которую я разобрал явно видны коэффициент температурной коррекции и коэффициент коррекции по давлению.

Коэффициенты, конечно, видны. Только они лишены физического смысла, поскольку у РППД таких зависимостей расхода от Р и Т не существует. Ровно с таким же успехом можно поделить яблоки на груши, умножить этот компот на высоту Пизанской башни и считать, что в итоге получен расход.

В общем, так: эту самодельную формулу применять для расчётов расхода категорически недопустимо. Расход надо рассчитывать по правильной формуле.

[jballa 69]

Приветствую метрологов.

Не могу разобраться с формулой расчета расхода воды, с учетом температуры и давления в трубе.

Исходная задача: в программный блок вычислений заходят переменные величины:

-dP, перепад давления, кПа полученный с прибора Сапфир. В этом приборе уже настроенны параметры СУ и прочие.

-t, температура воды, град

-P, давление в трубе, кПа

Перепад давления, кПа-токовый сигнал, нормируется 0...6.3 кПа

В качестве констант определены такие данные:

-Qmax=10.1, я предполагаю, что это максимальный расход

-tpac=10 Это температура мне не понятна, и не 0 и не 20 (не НУ и не СУ)

-dPmax=6.3, я предполагаю, максимальный перепад давления

-Ppac=300, не понятно???

-Puni=101, похоже это 760 мм р ст=101 кПа

Все данные входят в блок обработки, исходник которого утерян.

Расчет происходит по такой формуле во вложении.

Пытаюсь найти теорию, по которой получена эта формула, пока не могу.

Pрас и tрас это расчетное значение давления и температуры. При этих давлении и температуры было рассчитано Qmax.

Для расчета расхода воды ваша формула не годится. Формула служит для расчета расхода газа. Причем с упрощением, потому что фактор сжимаемости упущен. Наверно из-за низкого давления, всего 3 бара.

Для воды используйте формулу:

Q = Qmax * корень (dP / dPmax)

[CDrom 0]

Спасибо всем, после продолжительного поиска был найден исходник с комментариями. Действительно, формула используется при расчете расхода газа. Вот такой комментарий разработчика:

Вычисление расхода газа

Сначала (только при необходимости) рассчитывается масштабный коэффициент K по

формуле:

K = Qm * SQR((tp + 273)/((Pp - dPm + Puni) * dPm))

Где:

Qm - максимальный расход

tp - расчётная температура, грд.C

dPm - максимальный перепад давления (может быть где-то 0.1 - 30 КПа)

Pp - расчётное давление

Puni- количество единиц давления в одной атмосфере (1атм,98КПа...)

Затем производится расчёт собственно расхода Q по формуле:

Q = K * SQR(((P - dP + Puni) * dP)/(t + 273))

Где:

Q - расход (в тех же единицах, что и Qm)

dP - текущий перепад давления, КПа

P - текущее давление перед сужающим устройством, КПа

t - текущая температура, грд.C

Изменено 2 Декабря 2015 пользователем CDrom

[AGL 47]

Всё это народное творчество - в корзину, как не имеющее отношения к измерению расхода газа. И безо всякого сожаления.

Правильная формула расчёта расхода газа - на прищепке. Программист должен реализовать именно эту формулу в своей программе. Иначе вместо расхода газа получится не-пойми-что типа "тарабарщина".

[jballa 69]

Всё это народное творчество - в корзину, как не имеющее отношения к измерению расхода газа. И безо всякого сожаления.

Правильная формула расчёта расхода газа - на прищепке. Программист должен реализовать именно эту формулу в своей программе. Иначе вместо расхода газа получится не-пойми-что типа "тарабарщина".

Я бы все-таки не выбрасывал эту методику в корзину. Она технически полностью обоснованно. Конечно, погрешность рассчитанного расхода будет больше, чем погрешность расхода рассчитанного по уравнению ГОСТа, но если это погрешность приемлемо для пользователя, почему бы не использовать. Тем белее, что осуществление этого алгоритма намного проще, значит и дешевле.

К тому же CDrom хочет использовать методику для расчета расхода воды. Та упрощенная формула которую я давал (Q = Qmax * корень (dP / dPmax)) будет иметь погрешность не на много больше, чем расчет строго по стандарту, если диапазон изменения давления, температуры и расхода умеренное.

[CDrom 0]

Я бы все-таки не выбрасывал эту методику в корзину.

Попробую вытрясти из метролога все необходимые данные для расчета по правильной формуле,напишу новый блок вычисления и включу его параллельно старому. Результатами поделюсь.

[su215 657]

Если Вам нужен точный учёт, коммерческий или технологический, то однозначно, нужно учитывать параметры СУ и вводить формулу расхода по ГОСТ 8.586-2005.

Если особая точность не требуется, а в большинстве случаев при технологическом учёте вполне оправдана точность порядка 5 - 10 %, то можете считать по упрощённой формуле Q=К*sqr(2*dP). Это для учёта воды. Здесь К - коэффициент, в который входит площадь сечения измерительного участка трубопровода (пи эр квадрат) и коэффициент скорости входа (посмотрите в ГОСТе - обозначается буквой Е, в него входят диаметр СУ и диаметр ИТ). Остальными составляющими для воды можно пренебречь. То есть Вам нужно в программу вбить расчётный коэффициент и учитывать перепад давления dP.

Можно использовать для прикидочных расчётов и формулу, которую дал ув. jballa.

В любом случае, нужно понимать, что в основе уравнения расхода лежит не ГОСТ, а уравнение Бернулли, вот от него и нужно плясать. А то сразу - в корзину...

[CDrom 0]

Водой заниматься мне не дали, но на моем участке так же есть узел учета с дифманометром, здесь так же используется формула, которую я приводил с комментариями.

От службы кип получены такие данные по моему узлу:

Измеряемая среда АРГОН

Температура изм. среды 0.0 град. Цельс

Абсолютное давление 1.6013 МПа

Плотность при норм. условиях 1.6620 кг/м3

Внутренний диаметр трубопровода при t 20град.Цельс 25.00 мм

Материал трубопровода сталь марки 20

Абсолютная эквивалентная шероховатость стенок трубопровода - 0.2 мм

Поправочный множитель на тепловое расширение трубопровода 0.0000139

Поправочный множитель на тепловое расширение материала диафрагмы 0.0000165

Диаметр отверстия диафрагмы при t 20град.Цельс 8.933 мм.

Материал диафрагмы сталь марки 12Х18Н10Т

Коэффициент расхода 0.6147

Верхний предел измеряемого расхода 50 м3/ч

Задача: считать объемный расход при рабочих условиях.

Подскажите, в каком справочнике поискать коэффициенты для моего случая?

Судя по формуле мне нужны:

С-коэф истечения

d-диаметр СУ при рабочей температуре, вероятно связан поправочным множителем на тепловое расширение материала диафрагмы

Е-коэф скорости входа

Кш-как то связан с шероховатостью

Кп-притупление кромки, похоже связан с материалом СУ

з-коэф расширения, это коэффициент объемного расширения аргона 3,676 ?

К-коэф сжимаемости, я нашел 0,4216551?

Т-абсолютная термодинамическая температура среды, 273

Ксу

Изменено 9 Декабря 2015 пользователем CDrom

[Инна 3]

Водой заниматься мне не дали, но на моем участке так же есть узел учета с дифманометром, здесь так же используется формула, которую я приводил с комментариями.

От службы кип получены такие данные по моему узлу:

Измеряемая среда АРГОН

Температура изм. среды 0.0 град. Цельс

Абсолютное давление 1.6013 МПа

Плотность при норм. условиях 1.6620 кг/м3

Внутренний диаметр трубопровода при t 20град.Цельс 25.00 мм

Материал трубопровода сталь марки 20

Абсолютная эквивалентная шероховатость стенок трубопровода - 0.2 мм

Поправочный множитель на тепловое расширение трубопровода 0.0000139

Поправочный множитель на тепловое расширение материала диафрагмы 0.0000165

Диаметр отверстия диафрагмы при t 20град.Цельс 8.933 мм.

Материал диафрагмы сталь марки 12Х18Н10Т

Коэффициент расхода 0.6147

Верхний предел измеряемого расхода 50 м3/ч

Задача: считать объемный расход при рабочих условиях.

Подскажите, в каком справочнике поискать коэффициенты для моего случая?

Судя по формуле мне нужны:

С-коэф истечения

d-диаметр СУ при рабочей температуре, вероятно связан поправочным множителем на тепловое расширение материала диафрагмы

Е-коэф скорости входа

Кш-как то связан с шероховатостью

Кп-притупление кромки, похоже связан с материалом СУ

з-коэф расширения, это коэффициент объемного расширения аргона 3,676 ?

К-коэф сжимаемости, я нашел 0,4216551?

Т-абсолютная термодинамическая температура среды, 273

Ксу

Насколько мне известно диафрагмы применяются в трубопроводах диаметром от 50 до 1000 мм (ГОСТ 8.586.1 Приложение Б) И диаметр отверстия диафрагмы должен быть не менее 12,5 мм (ГОСТ 8.586.2-2005 п.5.1.8.1)

[CDrom 0]

Хм, чем дальше в метрологию, тем страшнее и страшнее на нашем предприятии.

Узел учета аргона проектировался нам под ключ, странно, что разработчики могли допустить такой ляп?

Воду мы уже сами ваяли.

[AGL 47]

Совершенно верно. Для данного случая (D20 = 25 мм) ГОСТ 8.586 не подходит. Тут понадобится РД 50.411-83, в котором даны формулы расчета коэффициента расхода стандартной диафрагмы, устанавливаемой в трубопровод диаметром менее 50 мм. Важно, чтобы фактическое число Рейнольдса (Re) при минимальном измеряемом расходе было больше минимально допустимого. Минимально допустимые Re в зависимости от относительной площади СУ (m) приведены в этом РД в табл. 3.

[Инна 3]

Совершенно верно. Для данного случая (D20 = 25 мм) ГОСТ 8.586 не подходит. Тут понадобится РД 50.411-83, в котором даны формулы расчета коэффициента расхода стандартной диафрагмы, устанавливаемой в трубопровод диаметром менее 50 мм. Важно, чтобы фактическое число Рейнольдса (Re) при минимальном измеряемом расходе было больше минимально допустимого. Минимально допустимые Re в зависимости от относительной площади СУ (m) приведены в этом РД в табл. 3.

Век живи - век учись! Не знала обэтом РД, спасибо.

[AGL 47]

А у нас РД 50-411 - настольная книга. Этот РД помогает нам рассчитывать сопла "четверть круга" для расходомеров мазута.

[su215 657]

ВНИИР обещает к концу этого года выпустить новый ГОСТ взамен этих РД, так что не пропустите.

[Lyuba 137]

Задача: считать объемный расход при рабочих условиях.

Это зачем же расход газа считать в рабочих условиях? В таких условиях диафрагма работать не будет.

Если всё-таки приведём расход к стандартным условиям, то пределу измерения 50 м3/ч будет соответствовать перепад 0,063 бар (6,3 кПа). Но с ограничением: расход не должен быть меньше 33 м3/ч, из-за числа Рейнольдса.

[su215 657]

Это зачем же расход газа считать в рабочих условиях? В таких условиях диафрагма работать не будет.

Это почему же? Диафрагме-то всё равно. Она создаёт перепад давления. Зависимость межде расходом (скоростью в сечении) и перепадом однозначная. Не приводите к стандартным условиям и всё. Может, им нужен расход именно в рабочих условиях?

[taec 1]

Прошу подсказать ответ по родственной проблеме, связанной с использованием упрощенной формулы для учета расхода газа.

Ниже приведена формула для расчета расхода газа, приведенного к стандартным условиям - Compensed Flow:

Compensed Flow - FQIR (Nm3/h) = SQRT {((PT + 1,013)/PD)*((TD + 273)/(TT + 273))}*SQRT {MW/MWD}*FT

при этом последний множитель FT - это FLOW (Nkg/h)= Flow rate = Qmax * SQRT {(Delta P/DeltaPmax)}

Как писалось в сообщениях выше, данный вариант формулы используется при готовом расчете при котором получилось максимальное значение расхода для данного узла - Qmax.

При этом:

Максимальный расход - Qmax

Текущий перепад давления - Delta P

Максимальный перепад давления - DeltaPmax

Текущее давление - PT

Текущая температура - TT

Текущая молекулярная масса газа - MW

Давление при котором выполнялся изначальный расчет максимального расхода - PD

Температура при которой выполнялся изначальный расчет максимального расхода - TD

Молекулярная масса газа при которой выполнялся изначальный расчет максимального расхода - MWD

SQRT - корень квадратный.

Данная формула отрабатывает нормально учет газа, если текущие значения давления и температуры не сильно отличаются от тех, что использовались в изначальном расчете для определения Qmax.

Но возникло недопонимание: с какой зависимостью надо использовать датчик перепада - с "линейной" или с "функцией корнеизвлечения"?

Я ранее предполагал, что если мы хотим получить расход, то надо использовать датчик с "функцией корнеизвлечения", тогда расход будет пропорционален корню квадратному из перепада давлений, вроде как это и используется в формуле Flow rate = Qmax * SQRT {(Delta P/DeltaPmax)}

Но сейчас возникло сомнение, а прав ли я.

Изменено 17 Декабря 2015 пользователем taec

[jballa 69]

Данная формула отрабатывает нормально учет газа, если текущие значения давления и температуры не сильно отличаются от тех, что использовались в изначальном расчете для определения Qmax.

Совершенно верно.

... с какой зависимостью надо использовать датчик перепада - с "линейной" или с "функцией корнеизвлечения"?

Ваша формула производит корне извлечение. Датчик перепада надо настроить на линейный выход. Иначе вы извлекайте корень дважды.

[taec 1]

... с какой зависимостью надо использовать датчик перепада - с "линейной" или с "функцией корнеизвлечения"?

Ваша формула производит корне извлечение. Датчик перепада надо настроить на линейный выход. Иначе вы извлекайте корень дважды

Вы имеете ввиду эту часть формулы? - Flow rate = Qmax * SQRT {(Delta P/DeltaPmax)}

Ниже я вставил более понятное описание формулы.

И небольшие пояснения, расчет расхода происходит на PLC контроллере, данный узел технологический и не требует высокой точности.

И вы хотите сказать, что если бы формула была вида:

то необходимо использовать датчик перепада давления с "функцией корнеизвлечения"?

Изменено 18 Декабря 2015 пользователем taec

[Lyuba 137]

Это зачем же расход газа считать в рабочих условиях? В таких условиях диафрагма работать не будет.

Это почему же? Диафрагме-то всё равно. Она создаёт перепад давления. Зависимость межде расходом (скоростью в сечении) и перепадом однозначная. Не приводите к стандартным условиям и всё. Может, им нужен расход именно в рабочих условиях?

Тогда значение расхода будет не 50 м3/ч.

[su215 657]

... с какой зависимостью надо использовать датчик перепада - с "линейной" или с "функцией корнеизвлечения"?

Ваша формула производит корне извлечение. Датчик перепада надо настроить на линейный выход. Иначе вы извлекайте корень дважды

Вы имеете ввиду эту часть формулы? - Flow rate = Qmax * SQRT {(Delta P/DeltaPmax)}

Ниже я вставил более понятное описание формулы.

И небольшие пояснения, расчет расхода происходит на PLC контроллере, данный узел технологический и не требует высокой точности.

И вы хотите сказать, что если бы формула была вида:

то необходимо использовать датчик перепада давления с "функцией корнеизвлечения"?

Совершенно верно. Поскольку в Ваш контроллер зашита формула, у которой перепад под корнем, то у перепадника должна быть линейная функция.

[su215 657]

Это зачем же расход газа считать в рабочих условиях? В таких условиях диафрагма работать не будет.

Это почему же? Диафрагме-то всё равно. Она создаёт перепад давления. Зависимость межде расходом (скоростью в сечении) и перепадом однозначная. Не приводите к стандартным условиям и всё. Может, им нужен расход именно в рабочих условиях?

Тогда значение расхода будет не 50 м3/ч.

При чём тут числовые значения? Диафрагма работать всё равно будет. Вид результата измерения, - рабочий расход или приведённый к стандартным условиям, - не является условием работоспособности диафрагмы.