Archive七月 2010

常用氣體密度的計算

 

常用氣體密度的計算
1.幹空氣密度
    密度是指单位体积空氣所具有的质量, 国际单位为千克/米3(kg/m3 ),一般用符號ρ表示。其定義式爲:                                          
式中  M——空氣的质量,kg;
      V——空氣的體積,m3
空氣密度隨空氣壓力、溫度及濕度而變化。上式只是定義式,通風工程中通常由氣態方程求得幹、濕空氣密度的計算式。由氣態方程有:
                                     
 
式中 :ρ——其它状态下干空氣的密度,kg/m3
 ρ0——標准狀態下幹空氣的密度,kg/m3
 P、P0——分別爲其它狀態及標准狀態下空氣的壓力,千帕(kpa);
 T、T0——分別爲其它狀態及標准狀態下空氣的熱力學溫度,K。
标准状态下,T0=273K,P0=101.3kPa时,组成成分正常的干空氣的密度ρ0=1.293 kg/m3。將這些數值代入式(2-1-2),即可得幹空氣密度計算式爲:
                                     
 
使用上式计算干空氣密度时,要注意压力、温度的取值。式中P为空氣的絕對壓力,单位为kPa;T为空氣的热力学温度(K),T=273+t,  t为空氣的摄氏温度(℃)。
2.濕空氣密度
對于濕空氣,相當于壓力爲P的幹空氣被一部分壓力爲Ps的水蒸汽所占據,被占據後的濕空氣就由壓力爲Pd的幹空氣和壓力爲Ps的水蒸汽組成(如圖2-1-1所示)。根據道爾頓分壓定律,濕空氣壓力等于幹空氣分壓Pd與水蒸汽分壓Ps之和,即:P=Pd+Ps。
 
     根據相對濕度計算式,水蒸汽分壓Ps=ψPb,根據氣態方程及道爾頓的分壓定律,即可推導出濕空氣密度計算式爲:
                             
                                          
式中 ρw ——湿空氣密度, kg/m3
     ψ——空氣相對濕度,%;
     Pb——飽和水蒸汽壓力,kPa(由表2-1-1確定)。
其它符號意義同上。
表2-1-1   不同温度下饱和水蒸汽压力
空氣溫度(℃)
飽和水蒸汽壓力(Pa)
空氣溫度(℃)
飽和水蒸汽壓力(Pa)
空氣溫度(℃)
飽和水蒸汽壓力(Pa)
-20
128
8
1069.24
20
2333.1
-15
193.32
9
1143.9
21
2493.1
-10
287.98
10
1127.9
22
2639.8
-5
422.63
11
1311.89
23
2813.1
0
610.6
12
1402.55
24
2986.4
1
655.94
13
1497.21
25
3173.5
2
705.27
14
1598.9
26
3359.7
3
757.27
15
1706.2
27
3563.7
4
811.93
16
1818.5
28
3766.8
5
870.59
17
1933.2
29
4013
 3濕燃氣密度
 

 
參數說明:ρw——濕燃氣密度(kg/Nm3;
 ρ——幹燃氣密度(kg/ Nm3;
 d——水蒸氣含量(kg/ Nm3幹燃氣);
 0.833——水蒸氣密度(kg/ Nm3)。
 
气体的密度 (单位:103千克/米3
名稱
密度
 
 
氫氣
0. 00009
煤氣
0. 00060
氦氣
0. 00018
一氧化碳
0. 00125
氮氣
0. 00125
二氧化碳
0. 00198
氧氣
0. 00143
氯化氫
0. 00164
氟氣
0. 001696
甲烷
0. 00078
氖氣
0. 00090
氧化氮
0. 00134
氯氣
0. 00321
硫化氫
0. 00154
氩氣
0. 00178
乙炔
0. 00117
0. 00714
乙烷
0. 00136
臭氧(O3)
0. 00214
 
 
氨氣
0. 00077
空氣
0. 00129
氙氣
0. 00589
 
 
氡氣
0. 00973
 
 
 
来源:《燃气输配》 中国建筑工业出版社
2003-6-30

飽和蒸汽與過熱蒸汽

        当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体,其蒸汽称为干饱和蒸汽(也称饱和蒸汽)。

        水在一定的压力下加热,水的温度随着不断加热而上升,当水温升高到某一温度时,水就开始沸腾,这时候水的温度称为沸腾温度。如在继续加热,水温保持不变,水即开始气化,而逐步变为蒸汽。水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。这个温度与其所受压力大小有关,压力愈大,则沸腾温度也就越高;反之,压力小,则沸腾温度也低。

        例如压力为0.10MPa(1atm)时,其饱和温度为99.09°C;压力为4.05MPa(40atm)时,其饱和温度为249.18°C;压力为10.13MPa(100atm)时,其饱和温度为309.53°C.
        以上可知,水在一定压力下,加热至沸腾,水就开始气化,也就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。这种状态的蒸汽就称为饱和蒸汽。
        如果把饱和蒸汽继续进行加热,其温度将会升高,并超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽就称为过热蒸汽。
        简单点说,飽和蒸汽溫度和压力成一一对应关系,知道温度就知道压力,倆者知道其一就可以了。过热蒸汽没这种关系。

        如果用户是为了达到更精确的计量监控,建议都视为过热蒸汽,对温度和压力补偿,但考虑成本问题,客户也可以只对温度进行补偿。理想的饱和蒸汽状态,指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系,知道其中一个,其他二个值就是定数。存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽,否则都可以视为过热蒸汽进行计量。实际使用过程中过热蒸汽的温度可以较高,压力一般都相对较低(较饱和蒸汽)。0.7MPa200℃蒸汽就是這樣,屬過熱蒸汽!

               
        蒸汽的流量计量是流量计量行业里难度比较大的一种。对于300度以下的飽和蒸汽的計量,業內一般公認爲使用金牛娱乐比較合適。當然對于振動很大的場合或者溫度高于300度,管徑也較大的場合,金牛娱乐就不太適合了。這是因爲,第一,金牛娱乐的感應原件----壓電陶瓷收到其物理性能的限制無法長期承受高溫。第二,金牛娱乐的工作原理決定了它無法再較強的振動環境中工作。在這種情況下孔板之類傳統的差壓流量計是個很好的選擇。不可否認孔板確實存在著壓損較大的缺點,但是對于高溫、大管徑這樣的場合,他還是一個可以考慮的對象。
        现在,大连中隆仪表公司有一种国际专利产品-----MPA流量计,即克服了孔板流量计压损大,流量测量范围窄的缺点;又具有孔板流量计抗振性强的优点。非常适合在高温、高压和振动环境下长期稳定工作。现已在热电热力等行业的高温过热蒸汽的计量实践中得到很好的应用。
 

威海三星重工LPG計量

                                                      威海三星重工LPG計量
 

      威海三星重工液化气(LPG)计量采用中隆仪表公司生产的LK-10金牛娱乐,在极小流量(90kg/h)
情況下工作穩定,計量准確。
      威海三星重工公司是韓國獨資企業,三星重工是世界三大造船廠之一,現有職工2萬人,年造大型船舶
40艘,銷售收入約40億美元。2005年落戶于威海市榮成。三星重工5億美元造船項目落戶威海,不僅壯大
了威海造船業的産業“集群效應”,而且將有力帶動相關産業發展,進一步延伸當地優勢産業鏈。
      該公司建廠以來一直使用龍口市華東氣體有限公司生産的液化石油氣(LPG),爲更好的進行企業內部
成本管理,在輸出管道上安裝了一台金牛娱乐。但是,由于流量太小流速太低(原流量計流速最低時僅有
0.2米/每分鍾),其流量計一直無法工作。2008年6月改用大連中隆儀表有限公司生産的LK-10金牛娱乐以
後,工作穩定、計量准確,爲用戶解決了企業內部核算計量的難題,受到用戶的好評。
 
LK-10金牛娱乐安裝現場
LK-10金牛娱乐安裝現場
 

 

各種氣體的標准密度

 

各種氣體的標准密度
气体名稱
密度(g/L
相對密度
空氣
1.30
1
0.09
0.0695
1.26
0.963
1.46
1.105
二氧化碳
1.97
1.529
一氧化碳
1
0.967
5.88
 
9.78
7.526
干氯氣
3.17
 
空氣密度表:
絕對壓力
空氣温度
空氣密度
絕對壓力
空氣温度
空氣密度
Mpa
攝氏度
Kg/m3
Mpa
攝氏度
Kg/m3
0.1
25
1.1691
1.4
25
16.367
0.2
25
2.3381
1.5
25
17.537
0.3
25
3.5073
1.6
25
18.706
0.4
25
4.6764
1.7
25
19.875
0.5
25
5.8455
1.8
25
21.044
0.6
25
7.0146
1.9
25
22.213
0.7
25
8.1837
2.0
25
23.382
0.8
25
9.3528
2.1
25
24.551
0.9
25
10.522
2.2
25
25.720
1.0
25
11.691
2.3
25
26.889
1.1
25
12.860
2.4
25
28.058
1.2
25
14.029
2.5
25
29.228
1.3
25
15.198
 
 
 
飽和蒸汽密度表
絕對壓力
飽和蒸汽溫度
飽和蒸汽密度
絕對壓力
飽和蒸汽溫度
飽和蒸汽密度
Mpa
攝氏度
Kg/m3
Mpa
Kg/m3
攝氏度
0.1
99.7
0.5883
1.4
195
7.1038
0.2
120.1
1.1288
1.5
198.3
7.5928
0.3
133.4
1.6507
1.6
201.4
8.082
0.4
143.5
2.1628
1.7
204.3
8.5718
0.5
151.8
2.6683
1.8
207.1
9.0616
0.6
158.8
3.1692
1.9
209.8
9.552
0.7
164.9
3.6665
2.0
212.4
10.043
0.8
170.4
4.1616
2.1
214.8
10.535
0.9
174.3
4.6544
2.2
217.2
11.028
1.0
179.9
5.1451
2.3
219.5
11.521
1.1
184.1
5.6367
2.4
221.8
12.016
1.2
187.9
6.125
2.5
223.9
12.511
1.3
191.6
6.6143
 
 
 

金牛娱乐防腐-哈氏合金

哈氏合金是一種耐腐蝕材料,廣泛應用于金牛娱乐工業制造。

1、哈氏合金來自Hastelloy,始于哈氏B合金,應用于航空器的火箭噴嘴;隨後的哈氏C合金在化工工業,石油化工,核能源工業及制藥行業得到應用與推廣;緊接著的哈氏X合金表現出了極好的耐高溫性能,伴隨著噴氣式飛機工業的急速增長。

2、由于早期的哈氏合金B,哈氏合金C,以及哈氏合金X合金需要焊接後固溶處理,否則,焊接熱影響區的耐腐蝕性能會大大降低;所以上述合金已經逐漸被改進或不再使用;

3、影響上述材料焊接性能的關鍵原因在于C,Si含量,由于精煉技術的出現與提高,哈氏合金焊接方面的問題得以改善,于是出現很多現在正在推廣使用的改進型的哈氏B系列,哈氏C系列合金等,非常遺憾的是很多哈氏合金的生産與推廣單位反而將前期的哈氏合金取代後來改進的哈氏合金,不僅不降低C,Si含量,反而回到以前高Si,高C含量上;特殊鋼事業的推廣任重道遠。

4、耐還原性介質的哈氏B系列合金在哈氏B牌號的基礎上進行改進,改進的側重點包括極低的C,Si含量改善焊接區域的性能,進一步合金化思路,純淨化鋼水思路的應用等,這樣哈氏合金B系列出現哈氏B-2,哈氏B-3,哈氏B-4合金;其中哈氏B-2合金一定程度上解決了焊接區域性能問題;哈氏B-3解決了哈氏B-2容易析出Ni-Mo沈澱硬化的缺點,極大的改善了熱加工與冷加工性能。

5、還原性環境應用材料哈氏B系列改進過程中;在氧化還原複合環境中的哈氏C系列合金也在持續改進,其中哈氏C276合金由于更低的C,Si含量而一定程度上改進了焊接區域性能問題,但是仍舊不太滿意,加上加工性能沒能加大改善;而哈氏C22材料較徹底解決了焊接區域的耐腐蝕問題,加工性能問題,更主要是在材料成本不提高的基礎上解決的,所以哈氏C22材料是哈氏C系列中性價比最高的材料,以後必將更大批量的應用;而新近開發的哈氏C2000材料在合金中加入了Cu,這拓展了哈氏C合金在還原性環境中的腐蝕能力,爲更安全的使用,爲更高的設備壽命要求,新工藝試制場合提供了可能。