標(biāo)況和工況之間的不同是什么呢？如何計(jì)算氣體狀態(tài)？標(biāo)況流量與工況流量又該如何轉(zhuǎn)換呢？今天，昌暉儀表就來幫你輕松搞定標(biāo)況和工況的相關(guān)知識。
1、標(biāo)況和工況的區(qū)別
工況：實(shí)際工作狀態(tài)下的流量，單位：m3/h
標(biāo)況：溫度20℃、一個(gè)大氣壓(101.325kpa)下的流量，單位：nm3/h
注意：通常所指的標(biāo)況是溫度為0℃(273.15開爾文)和壓強(qiáng)為101.325千帕(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，760毫米汞柱)的情況，區(qū)別于我國工業(yè)氣體標(biāo)況的規(guī)定。兩種狀態(tài)下的單位都是一樣的，只是對應(yīng)的流量不同而已。另外不同國家所指的標(biāo)態(tài)也不一樣。
2、計(jì)算方程
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：p×v=n×r×t。
這個(gè)方程有4個(gè)變量：p是指理想氣體的壓強(qiáng)，v為理想氣體的體積，n表示氣體物質(zhì)的量，而t則表示理想氣體的熱力學(xué)溫度；還有一個(gè)常量：r為理想氣體常數(shù)。
p×v/t=n×r為常數(shù)，所以p1×v1/t1=p2×v2/t2
設(shè)標(biāo)況下體積流量為v0，溫度t0=273+20=293k，壓力p0=101.325kpa=0.101325mpa；工況下體積流量為v，溫度t(攝氏度)，壓力p(表壓力，mpa)，忽略壓縮因子的變化有v×(p+0.101325)/(t+273)=v0×p0/t0
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。對于氣體來說不同的壓力，其體積會差很大(氣體很易壓縮)，當(dāng)然體積流量會差很大，同徑條件下不同工況下的流速自然也會差很大，比方同直徑蒸汽管線對于10bar和3.5bar時(shí)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)。
3、氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)分三種：
①1954年第十屆國際計(jì)量大會(cgpm)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是：溫度273.15k(0℃)，壓力101.325kpa。世界各國科技領(lǐng)域廣泛采用這一標(biāo)態(tài)。
②國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和美國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以溫度288.15k(15℃)，壓力101.325kpa作為計(jì)量氣體體積流量的標(biāo)態(tài)。
③我國《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)算方法》規(guī)定以溫度293.15k(20℃)，壓力101.325kpa作為計(jì)量氣體體積流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。
天然氣標(biāo)況體積換算公式和普通氣體的不一樣，必須符合中國石油天然氣總公司發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。
氣體的氣態(tài)方程式：qn＝zn/zg×(pg+pa)/pn×tn/tg×qg
式中：qn為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(nm3/h)；zn為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；zg為工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；pg為表壓(kpa)；pa為當(dāng)?shù)卮髿鈮?kpa)；pg+pa為工況下的壓力；pn為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.325kpa)；tn為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(天然氣國標(biāo)20℃)的溫度(293.15k)；tg為介質(zhì)的溫度(273.15+t)k；t為被測介質(zhì)的攝氏溫度(℃)；qg為未經(jīng)修正的體積流量(m3/h)
注：帶n的是標(biāo)況參數(shù)，帶g的是工況參數(shù)。
4、標(biāo)況與工況之間的換算實(shí)例
通常我們所說的流量為了便于統(tǒng)一的單位，都是述說的標(biāo)況狀態(tài)的流量；而工廠運(yùn)行記錄的實(shí)際流量基本都是工況狀態(tài)下的流量。
①標(biāo)況流量到工況流量換算的實(shí)例：
問題：空壓機(jī)額定產(chǎn)氣量2立方/分鐘，管道壓力8公斤，實(shí)際管道的工況流量是多少？
解答：粗略計(jì)算，假設(shè)壓縮空氣溫度20度。
工況流量=2/(0.8+0.101325)×0.101325=0.2248立方/分鐘
式中：0.101325是大氣的壓力；0.8為管道壓力，單位是mpa。
②工況流量到標(biāo)況流量換算的實(shí)例：
問題：氧氣管道壓力12公斤，工況流量10立方/小時(shí)，標(biāo)況流量是多少？
解答：假設(shè)溫度為20度，不參與運(yùn)算。
標(biāo)況流量=10/0.101325×(1.2+0.101325)=128.43立方/小時(shí)
式中：0.101325是大氣的壓力；1.2為管道壓力，單位是mpa。
5、流量計(jì)選型計(jì)算實(shí)例
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。
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，溫度時(shí)，應(yīng)具有標(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，溫度時(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。