管道流量（精选6篇）
管道流量 篇1
中国联通创办的“1024流量节”开启了运营商与互联网企业合作新模式, 促进了运营商互联网思维转型。
“双11”全民购物节来临之际, 北京、上海、广东、重庆等地的17个联通省公司在2015年10月24日, 巧妙结合“10·24”时间点与1024计数点, 联合开展了首届“1024流量节”活动。相比以往简单的流量打折促销形式, 本次优惠活动主要针对流量需求较大的手机购物、听音乐、看视频等业务。通过与互联网巨头的合作、整合资源, 为网民提供更经济的“流量+内容”上网服务模式。
中国联通开启互联网式营销模式
中国联通首届“1024流量节”活动期间, 联通2G/3G/4G用户均可以10元 (1折) 优惠价格抢购原价100元的“1G全国流量半年包”。与此同时, 联通17个省公司还联合腾讯视频、优酷视频、PPTV、凤凰卫视、QQ音乐、酷狗、酷我、音悦台8个音乐、视频网站, 开展了“流量包0元限时抢购”活动。
近年来, 互联网电商频频“造节”开展营销, “双11”、“双12”、“618”、“818”等原本与消费毫无关联的日子, 被阿里、京东、苏宁等电商利用互联网式营销打造成“全民购物节”。事实证明:电商平台“造节式”营销一定程度上带动了我国电子商务行业以及快递等产业链的飞速发展。
而中国联通此次开展的首届“1024流量节”无疑开创了基础运营商“造节式”营销的先河。据中国联通首届“1024流量节”的初步统计数据:参与本次活动的用户进行了多达1070万次的限时抢购, 成功购得的流量产品超过500万宗。可以说, 在短短10天的时间里, 联通在17省市成功举办了一场堪称经典的全国性流量营销活动。
显然, 基础运营商借鉴这种“造节式”规模营销开展流量促销, 能在短期内吸引众多用户参与, 起到了很好的宣传作用。与此同时, 赶在“双11”网购节之前推出流量优惠活动也被视为其点睛之笔。因此, 联通“1024流量节”可谓恰逢良机, 为用户提供了足够多的流量, 消除用户流量不够用的顾虑。
此外, 中国联通瞄准用户流量消耗占比较大的视频与音乐部分, 不仅成就了其创新式互联网营销模式, 而且培养了用户使用音乐、视频应用的习惯。此次“1024流量节”是中国联通又一次具有典型互联网营销特征的整合营销, 受到广泛欢迎。
创新流量营销破管道危机
作为流量营销模式的创新, 中国联通“1024流量节”也顺应了4G网络时代的发展。作为中国运营商先进技术的领跑者, 中国联通目前正全力推进4G网络的建设速度。目前, 为满足用户需求, 中国联通充分发挥“TDD+FDD双4G牌照”优势, 直接采用现阶段已经非常成熟的“4G+”技术, 即通过载波聚合技术增加LTE信道, 实现网络速度的成倍提升。
移动互联网的飞速发展带动了数据流量的爆发式增长, 而运营商转型流量经营也早已提上日程。工信部公布的《2015年9月份通信业经济运行情况》显示, 在4G用户爆发式增长、流量资费持续下降的带动下, 使用手机上网的用户数再创历史新高。截至今年9月, 手机上网用户总数达到9.01亿户, 对移动电话用户的渗透率达到69.4%, 比上年同期提升3.9个百分点。1~9月, 月户均移动互联网接入流量突破350M, 手机上网流量连续9个月翻倍增长。
从全球范围看, 数据流量消费在未来相当长的一段时间内都将会保持较快的增速。一项全球市场调研报告显示, 2014~2020年, 所有移动设备的数据流量 (智能手机、移动PC、平板电脑等) 将保持在45%以上的增速, 预计到2020年增长幅度将会达到9倍。因此, 如何开展行之有效的流量经营将成为基础运营商未来摆脱沦为单纯管道的关键。
流量营销创“双赢”局面
从中国联通此次开展的“1024流量节”活动来看, 互联网公司提供内容资源, 运营商提供流量资源, 由此形成了运营商和互联网公司的双赢。对互联网公司公司而言, 借助流量获得了更多软件安装量和使用量, 带动了产品的活跃度。对中国联通而言, 不但通过丰富的内容和服务吸引了用户, 而且促进了用户的流量消费, 形成了用户的归属感和黏性。
事实上, 近年来基础运营商围绕流量经营进行了诸多层面的探索, 运营商创新流量经营商业模式、精细化营销、推动互联网化转型的发展路径已经逐渐清晰。在面向消费者的前向流量经营方面, 运营商还需在精准营销上提供个性化服务, 培养用户的数据使用习惯。而在面向企业的后向流量经营方面, 运营商则应重在培育收入新增点和产业生态圈。
有投资机构分析认为, 流量正在从一种“服务套餐”逐步转变为运营商向用户售卖的一种“虚拟商品”。预计在不远的未来, 流量将可以在运营商提供的共享平台上直接交换、交易、兑换, 或者还可以使用流量单位消费通信产品, 甚至进行网络业务开发上的投资, 实现流量的可自由流通兑换。而在这一点上, 国内虚拟运营商中麦通信便已经率先尝试, 并且成效显著。
综上所述, 中国联通在此次“1024流量节”活动中, 巧借最佳时点, 瞄准用户诉求, 联合互联网公司实现了“三方共赢”。这不仅成为运营商流量经营的一次教科书式成功典范, 而且还揭开了中国联通转型“互联网+”的宏伟蓝图。相信在不久的将来, 运营商借助互联网思维将会开展更多的流量营销, 而如何在旺盛的市场需求与迫切的营收压力下找到最佳平衡点, 将成为运营商的一大考验。
煤矿管道瓦斯流量计量技术研究 篇2
《2012年煤矿安全工作要点》第三条强调:强力推进先抽后采、综合治理的治本措施,深化煤矿瓦斯防治。在该条中又特别强调“强力推进瓦斯抽采达标”的实施措施。该文件督促煤矿企业严格执行《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》,建立瓦斯抽采达标自评估制度,把瓦斯抽采达标能力作为矿井生产能力核定的重要约束性指标,组织开展瓦斯抽采达标监督检查,切实做到先抽后采、抽采达标,实现抽、掘、采平衡[1]。作为保证瓦斯抽采达标的重要手段——管道瓦斯流量计量将在整个考核过程中起到重要作用。本文重点研究如何保证管道瓦斯计量结果既准确又适合煤矿现场工况条件。
1 管道瓦斯流量计量技术发展现状
到目前为止,煤矿管道瓦斯流量计量技术经历了从无到有、从人工计量到仪器自动计量、从简易粗放计量到精确结算计量的过程。由于管道瓦斯气体的特殊性,目前在瓦斯抽放计量领域使用较为广泛的仍然是孔板流量计、涡街流量计、皮托管流量计、旋进漩涡流量计、V锥流量计等。
孔板流量计起源早,历史悠久,国际通用,机构简单,成本低且无可转动部件,取压孔不易被脏污介质堵塞,能够保持取压的长期稳定可靠,故孔板流量计在管道瓦斯抽放现场的适应性较好。在前期抽放计量仪器较少的时候,孔板流量计几乎占据了整个应用领域,可以说其市场占有率是最大的。
涡街流量计产生于20世纪50年代,其相对孔板流量计来说具有量程比宽、压损小等优点。在只有孔板流量计的时代,涡街流量计的出现体现了其应有的价值,并在瓦斯抽放计量市场上占有一定的份额。
皮托管流量计由一个直径较细的圆管构成,主要采用人工测量方式。在输气管道上开一个小孔,将皮托管插入管道内,皮托管即可测量出管道内测量点气体的动压,进而可以推算出该点的流速及流量。该种流量计主要用于管道气体流量摸底与现场流量比对,在煤矿管道瓦斯流量计量领域的使用较为普遍。
旋进漩涡流量计是缩小了内径的涡街流量计,其与涡街流量计都属于流体振动型流量计。因旋进漩涡流量计内部流通面类似标准节流装置——文丘利管,也有人称其为“文丘利涡街”。该仪表解决了涡街流量计直管段要求高和下限流速高的问题。
V锥流量计出现于20世纪80年代,其在保持孔板流量计测量精度高、稳定性高、可测量多相流等优点的基础上,针对孔板流量计的主要缺点进行了改进,因此还具有测量量程比宽、自整流、自清洁、压损小、稳定性高等孔板流量计所没有的优点。V锥流量计最早在石化、热能、供水等领域得到广泛应用,2007年被用于瓦斯抽放流量计量领域,并迅速表现出其在管道瓦斯流量计量方面的优势:可测量多相流,能够适应管道瓦斯这种高湿、高脏的气体环境,现场适应性较好;测量量程比宽,测量下限更低,能够适应抽放管道瓦斯气体流速低的特点;具有自整流特点,使得现场所需的直管段长度大大缩短,能够适应煤矿现场安装空间狭窄的实际情况;具有自清洁功能,节流件不会被气体中的污垢腐蚀、磨损,能够保持节流装置流量系数的长期稳定性,增大校准周期;压损小,适用于低负压抽放管道的流量计量而不影响其抽放效果;稳定性高,使得现场维护成本下降。该流量计已在多个CDM(Clean Develop-ment Mechanism,清洁发展机制)项目和抽气系统中使用,具有代表性的有山西阳城民生燃气公司CDM项目(国内瓦斯发电项目中较早通过联合国CDM项目组第三方机构验收的项目)、山西寺河瓦斯发电CDM项目(全球最大的瓦斯发电项目)以及淮北瓦斯抽放流量计量系统等。
2 管道瓦斯流量计量技术存在的问题及解决方案
2.1 管道瓦斯流量计量技术存在的问题
管道瓦斯气体存在湿度大、杂质多、气液固混合、压力低、流量变化范围宽、流速下限低、现场安装环境局限性大等特点,这就要求测量其流量的流量计具有如下特征:无可转动部件,测量量程比宽,可测量多项流,不易堵塞磨损,永久性压损小,测量下限低,直管段要求短。虽然气体流量计种类很多,但适用于管道瓦斯流量测量的流量计并不是很多。当前应用最为广泛的孔板流量计、涡街流量计、皮托管流量计、V锥流量计等在测量管道瓦斯时也存在相应的问题。
孔板流量计存在的问题:(1) 测量量程比窄,约为1∶3,相对煤矿流量变化范围来说,测量范围较窄;(2) 采用边缘截止、中间流通的锐角节流方式,使管道瓦斯气体中的液体或固体杂质无法顺利流过,造成孔板前方液体和固体杂质堆积的现象,需要经常清洗管道;(3) 对流场的分布要求较高,直管段要求长,现场安装局限性大;(4) 对管道介质造成的永久性压损较大,特别是负压端会影响井下抽放压力,同一条管道上不适宜串联使用多台孔板。
涡街流量计存在的问题:(1) 对环境振动较为敏感,现场长期运行稳定性较差;(2) 测量下限较高,特别是对于低密度介质,如气体介质,特别是负压状态下的气体介质,测量下限一般不低于5 m/s;(3) 采用插入式点测量方式,插入的深度不同,测量的流量结果也不相同,无法保证现场与实验室的测量精度一致;(4) 直管段要求更长,现场安装局限性更大。
皮托管流量计由于插入杆较细,取压孔较小,容易堵塞,不适宜长期在线测量瓦斯流量。
旋进漩涡流量计存在的问题:(1) 适用管径范围小,一般最大只能测量300 mm管径,适用面较窄;(2) 给管道带来的永久性压力损失较大,影响瓦斯抽放效果,主要应用于油田井口平台高中压油、气的流量测量;(3) 现场适应性差,同一管径的每一台仪表都具有相同的流速测量范围,且不可更改,只能通过现场管道的扩管或缩管来滿足流量计的流速测量要求,即以现场工况条件来适应并满足流量计的需要;(4) 易受被测介质影响,特别在介质脏污的情况下,其导流器(旋转导流槽、在入口处的螺旋浆形叶片)容易结垢,严重时可能封闭叶片面积,需要经常清理。
V锥流量计主要是为了解决孔板流量计和涡街流量计存在的问题而引入的,具有测量量程比宽、自整流等优点,但它整体结构较为复杂,运输、安装较为不便。
2.2 提高管道瓦斯流量计量准确度的方法
瓦斯流量的测量准确度是管道瓦斯流量测量过程中存在的一个主要问题。瓦斯气体里含有大量的液态水以及固体杂质,并且瓦斯体积分数会实时变化,这些因素会严重影响气体的物理性质,如密度、黏度等,特别是对气体密度影响较大。
解决该问题可采用以下办法:(1) 对瓦斯体积分数进行实时检测并最终转换为对瓦斯气体密度的实时修正,从而解决瓦斯体积分数变化带来的密度误差;(2) 在管道上多加放水器,使气体中的液态水和固体杂质能够在经过一段距离的输送之后,最终排除到管道之外,从而尽可能保证到达流量计的气体为较为洁净和干燥的瓦斯气体,减小液态水和固体杂质对气体密度的影响;(3) 注意现场的输气管道布置,应保证靠近水源端的管道处于最低处,使得液态水不能够流入后端管道内,同时流量计应远离水源端;(4) 采取措施使输气管道的温度变化保持在一定范围内,从而减少瓦斯气体中的水分在流量计处冷凝的情况;(5) 在有条件的地方增加气体预处理装置,直接滤除气体中的液态水和固体杂质。
3 管道瓦斯流量计量技术发展方向
《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第十四条规定:煤与瓦斯突出矿井和高瓦斯矿井必须建立地面固定抽采瓦斯系统,其他应当抽采瓦斯的矿井可以建立井下临时抽采瓦斯系统;同时具有煤层瓦斯预抽和采空区瓦斯抽采方式的矿井,根据需要分别建立高、低负压抽采瓦斯系统[2]。从这些信息可以看出,瓦斯抽放流量计量将是未来国家相关部门考核煤矿瓦斯抽放达标的一个重要手段,如何保证抽放效果良好并达到要求将是煤矿瓦斯抽放领域必须考虑的问题。
《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第十六条规定:瓦斯抽采矿井应当配备瓦斯抽采监控系统,实时监控管网瓦斯浓度、压力或压差、流量、温度参数及设备的开停状态等;抽采瓦斯计量仪器应当符合相关计量标准要求;计量测点布置应当满足瓦斯抽采达标评价的需要,在泵站、主管、干管、支管及需要单独评价的区域分支、钻场等布置测点[2]。从上述规定可以看出,在瓦斯抽放管网系统中的各阶段均要设置监测点,作为考察抽采达标的一个重要指标,各阶段的瓦斯流量监测也将是重点考察对象。
煤矿瓦斯抽放管网一般由总管、干管、支管、汇流管以及钻孔等构成,如图1所示。
考虑到主管、干管、支管不经常移动,且要求测量仪器稳定性高、测量精度高,建议采用V锥流量计。汇流管以及各评价单元建议采用插入式流量计,但当前插入式流量计多采用点式测量方式,以测量一点的流量来代替整个管道截面的流量,而一个管道界面上每一点的流速是不相同的。理想状态(紊流状态)下的流速分布为一个抛物面形式,即越靠近管壁位置流速越低,而越靠近管道中央位置流速越高,因此以点带面的插入式测量方式的测量精度相对较低。这种情况宜在一个界面下采用多点测量的方式来改善,但这样做无疑又会增加成本和安装维护复杂度,故推荐采用多点采样的插入式流量计作为在线式流量测量设备,如匀速管流量计。
不同阶段的输气管可能有不同的现场状况,如管径不同、是否经常移动、周围空间大小不同、直管段长度不同等。不同阶段的瓦斯气体也可能有不同的工况条件,如含水量大小不同、脏污介质多少不同、气体压力大小不同等。考察不同阶段管道瓦斯流量的目的不同,对每个阶段管道瓦斯流量测量的准确度要求也不相同。故煤矿管道瓦斯流量计量应根据不同的现场状况、工况条件及测量需求选择相应的流量计。
4 结语
阐述了煤矿管道瓦斯流量计量技术的发展现状,分析了各种技术存在的问题并提出了解决办法;建议煤矿瓦斯抽放管网中的主管、干管、支管采用V锥流量计,汇流管以及各评价单元采用多点采样的插入式流量计;指出煤矿管道瓦斯流量计量应根据不同的现场状况、工况条件及测量需求选择相应的流量计。
参考文献
[1]国家煤矿安全监察局.2012年煤矿安全工作要点[EB/OL].(2012-02-03)[2012-07-10].http://www.gov.cn/gzdt/2012-02/07/content_2060697.htm.
[2]国家安全生产监督管理总局,国家发展和改革委员会,国家能源局,等.煤矿瓦斯抽采达标暂行规定[S].北京,2011.
[3]于洪仕.瓦斯抽放管路流量测量的多孔孔板流量计性能[J].黑龙江科技学院学报,2011,21(3):237-239.
[4]于洪仕.测定瓦斯抽放管路流量的涡街气体流量计设计[J].煤炭科学技术,2010,21(4):72-74.
管道流量 篇3
式中:t-每一个用水设备一次使用持续的时间 (S)
T-每一个用水设备上一次使用和下一次使用的时间间隔 (S)
由此可知, 用水设备的使用概率P是t与T的函数。
参照俄罗斯的设计秒流量的公式, 我们可以发现每一个用水设备一次使用持续的时间与该用水设备上一次使用和下一次使用的时间间隔实际上受很多因素的影响。
1 影响我国建筑内部给水设计流量的常见因素
1.1 设备的用水概率与设计的用水量标准或用水定额有关。设计中选用的用水量标准越高, 同样的卫生器具在某段时间内使用的次数或一次使用的时间将会增加, 然而卫生器具在某段时间内使用次数的增加导致T的减小。因此无论t的增加或者是T的减小, 都将直接导致设备的用水概率P的增加。
1.2 设备的用水概率与设计管段负担的卫生器具数量 (或当量总数) 有关。有关同时使用概率的调查后表明, 随着管段负担的当量总数的增加, 设备的用水概率P呈下降趋势。
1.3 卫生设备的用水概率与单位 (当量) 卫生器具的服务人数有关。单位 (当量) 卫生器具的服务人数越多, 卫生器具的使用时间间隔就会变小, 从而设备的用水概率将会增加。
1.4 卫生设备的用水概率与卫生器具的类型、规格有关。例如不同类型的冲洗水箱大便器的冲洗水量不同, 在冲洗水箱大便器额定流量一定的情况下, 水箱的补水时间就会不同。对于冲洗水量为2L和SL大便器, 在额定流量为0.1L/s的情况下, 水箱的进水时间分别为20s和SOs, 相应地卫生器具的用水概率相差2.5倍。我们还知道相对于冲洗水箱大便器, 自闭式冲洗阀大便器冲洗水量大, 作用时间短, 使用次数频繁, 用水概率P取值偏大。
1.5 卫生设备的用水概率与使用者的生活卫生习惯有关。人们的用水习惯存在一定的差异, 南方城市和北方城市不一样, 甚至同一家庭成员用水习惯也不同。一天中用水时间比较集中的地区, 卫生器具同时使用的机会多, 用水概率值在这段时间较其它时间要偏大。
1.6 卫生设备的用水概率与建筑物类型有关。我国建筑给水设计中住宅的用水时间一般选取24, 而实际上居民的用水高峰一般在上午6.00-10.00, 下午6.00-10.00之间, 总计8小时。因此在建筑给水设计中应该按照高峰用水时间来确定管段的设计秒流量。
1.7 此外, 我国地域辽阔, 南北温差大, 东西部经济发展也不相同, 气温和经济因素的影响对管段的使用概率也产生很大的影响, 具体表现为南方用水概率大, 北方用水概率小;东部城市用水概率大, 西部城市用水概率小。
由此可以看出, 卫生器具的使用概率P是一个依赖于多个自变量的函数, 其数学表达式为:
其中x1, x2, ……, xn分别代表上述各种影响卫生器具使用概率的因素。由于在实际设计计算中往往要使设计符合客观的规律, 因此对一些主观性较强的因素忽略不计。最后得出关于住宅给水的设计秒流量计算中卫生器具的用水概率P按下计算:
式中:U-每户用水人数, 其中I类和II类住宅取3.5人, III类住宅取4人, 高级住宅和别墅取7人;q0-每个当量卫生器具的额定流量, 取0.2L/s;N-每户卫生器具量;qh-最大时流量L/S。不难看出, 上面的卫生器具的用水概率计算方法并不仅适用于住宅类建筑, 也可适用于其它非住宅类建筑。
2 影响我国建筑内部给水设计秒流量计算的的区域因素
2.1 气候差异的影响。
我国土地面积广阔, 地形复杂, 海陆影响相差悬殊, 使我国既有寒温带气候, 又有四季长青的亚热带、热带气候。东西干湿变化明显, 从东到西可划分湿润、半湿润、半干旱、干旱等地区。南方地区气温炎热, 北方地区则四季温差较大。
2.2 城市的规模、经济发展情况, 包括城市给水设施的完善程度对用水量的影响。
我国《城市规划法》规定将城市规模分成特大城市、大城市、中等城市和小城市。规模大的城市, 经济发展迅速, 城市给水设施的比较完善, 城市居民在日常生活中的用水量必然会随着增加。此外对于经济比较富裕的地方, 价格因素对提高人们节约用水的影响作用不大。
2.3 区域性水资源的充沛程度。
我国水资源总量为2.8×1012m3 (居世界第六位) , 但人均水量只有2300m3左右, 约为世界人均水量的四分之一 (居世界第八十几位) , 许多地区已出现因水资源短缺影响人民生活、制约经济发展的局面。
就我国而言, 在所有影响计算卫生器具用水概率的众多因素中, 气候差异无疑是重要的影响因素之一。可见现行规范没有考虑气候变化的影响是不完整的。近年来, 受全球气候变暖的影响, 我国大部分城市夏季气温升高, 居民用水量也势必会呈上升的趋势。随着我国南水北调工程的影响, 部分城市夏季严重缺水的情况已经得到很大的缓解, 尤其是干旱缺水的西部地区所在的山区, 用水量会有增加。另一方面目前国家正大力推广城市居民节水工程, 并通过调节水价来提高居民的节水意识。就卫生器具方面, 节水型卫生器具给水配件得到应用普及, 满足使用要求, 即人体或物品在使用后达到洗净的目的, 又能保持给水排水系统的正常进行, 且节水效果明显。随着这些方面的发展, 部分地区的用水量在远期发展会有所下降。
3 给水保证率的研究
由于影响建筑内部给水设计流量的因素比较多, 因此研究给水保证率就变得更加重要。人们在哪个时间适用那种卫生器具都是随机的, 卫生器具在使用中互不影响, 在每个卫生器具提供服务人数相同的情况下, 卫生器具在所观察时段正在使用的概率是相等的。设p即为某个卫生器具在所观察时段正在使用的概率, 同样该卫生器具没有被使用的概率为1-p。根据亨特概率法, 某一时刻同时使用的卫生器具数X服从二项分布即X-β (n;k) 。n个卫生器具在所观察时刻有k个同时在使用的概率是:
式中:P-k个卫生器具同时使用的概率;k-n个卫生器具在所观察时段同时使用的个数;n-卫生器具总数;P-所观察时刻, 一个卫生器具使用的概率。工程中, 如果我们把卫生器具所有可能的使用情况都考虑进来显然是不经济的。因为那些k=n, n-1, …, m+1个卫生器具同时使用情况出现的概率极小。所以可把该情况略去。当计算管段上至多有m个卫生器具同时使用的概率为Pm, 即要以Pm的概率保证使用高峰时n个卫生器具中可以有不超过m个卫生器具同时使用, 也就是:
从式中可以看出, 在n个卫生器具中, 任意m个在同时使用的概率, 它应该是累计数即m个卫生器具同时使用的概率是从0到n的一个积分值。由上式可解出在保证率pm下, 允许卫生器具同时使用的最大个数为m, 取卫生器具的给水额定流量为q0 (L/s) , 则mq0即为m个卫生器具在用水高峰时同时使用的流量累加值, 也即m个卫生器具最不利组合出流的瞬间高峰流量值, 取其为设计秒流量。管道给水设计秒流量可表示为式:
4 结论
通过概率方法计算设计秒流量充分的考虑了影响用水量的多种因素, 如:单位当量卫生器具的负荷人数、不同类型器具不同组合、用水定额、用水习惯等, 概率法能够更准确地反映客观实际用水情况, 计算结果也比较客观实际情况, 反映了概率法理论是我国建筑内部给水设计秒流量计算的发展方向。
住宅类建筑用水设备的使用概率除了受到最高日用水量、时变化系数、卫生器具设置等因素的影响外, 还受到气候、城市规模、水资源情况等因素的影响。如果将这几个因素综合成分区影响系数, 那么住宅类建筑用水设备使用概率计算公式应加入区域影响系数。从分析结果来看, 在考虑用水定额区域影响系数后, 住宅类建筑用水设备使用概率的计算进一步接近实际用水状况, 既能保障用水, 又有利于节水。
摘要：室内给水管道的设计是建筑内部给水排水设计工作的一个重要问题, 它直接影响着室内排水管网的设置和居民的日常生活, 因此研究给水管道设计流量计算的影响因素有着重要的意义, 从影响设计流量计算的一般因素、区域因素以及如何保证给水率等三个方面进行了详细分析, 为民用建筑内部给水管道设计流量提供了重要的参考依据。
关键词：室内给水管道,设计流量,影响因素
参考文献
[1]高羽飞.建筑给水排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.
[2]李永华.概率法计算住宅小区给水管网的设计秒流量[J].化工矿物与加工, 2003.
管道流量 篇4
利用管道顺序输送各类成品油, 不仅取得了显著的经济效益, 同时也收到了很大的社会效益。在成品油顺序输送过程中, 由于液流截面流速不均等原因, 不同油品之间必然会发生混合而形成混油段, 混油段随着输送距离和时间的增加而增长。在混油段内, 两种油品的浓度以界面为中心呈衰减分布, 油品物性 (如密度和粘度) 也会发生相应的变化。在深入研究和分析混油段的混油特性和水力特性 (例如水力摩阻) 时, 需要力求准确地计算油品混油的流量, 以便于油品的分离切割。
传统的测量混油流量的方法主要是利用标准孔板为节流元件的标准孔板计量法, 但标准孔板在流体中心的突然收缩使得孔板计量法存在以下固有缺陷[1]:①孔板入口锐角容易磨损, 导致流出系数发生变化, 测量精度下降;②流体中脏污物质易在孔板前沉积;③压损较大;④量程比小, 一般为3:1, 最大为4:1;⑤为了得到较高测量精度需要很长的直管段。因此, 基于混油油品的特性, 标准孔板流量计受到了很大的局限, 我们需要引进更为适用的V形锥流量计。
本文介绍了V形锥流量计的优点, 分析了V形锥流量计在成品油管道中混油段的流场分布, 管道内壁表面摩擦力的系数变化规律, 为V形锥流量计在成品油管道顺序输送中的应用提供理论基础。
2 理论基础
V形锥流量计包括一个在测量管中同轴安装的尖圆锥体和相应的取压口。该测量管是预先精密加工好的, 在尖圆锥体的两端产生差压[2]。此差压的高压 (正压) 是在上游流体收缩前的管壁取压口处测得的静压力p1, 如图1所示, 而低压力 (负压) 则是在圆锥体朝向下游端面锥中心轴处所开取压孔处的压力p2。该圆锥体的顶尖朝向来流, 该圆锥体与其尾随面之间是一个尖锐的锐角。此交合面的边缘使得流体在进入下游的低压区之前有一个平滑的过渡区, 如图1所示。由于流体不是被迫收缩到管道中心轴线附近, 并且也不再是一个阻挡物 (节流件) 令流体突然改变流动方向, 而是利用这种结构新颖的V形锥节流装置实现了对流体的逐渐朝向管内边壁的收缩 (节流) , 使V形锥流量计具有了一系列独特的优点:①具有自整流作用, 基本不需要直管段;②良好的抗脏污能力;③由于边界层效应, 保护V形锥最大外径处dv的尺寸面能很长时间不被磨损, 从而使流出系数C长期稳定在原标定的数值上。
本文利用仿真实验的手段测量了V形锥流量计的流出系数与流体雷诺数的关系, 流出系数的计算公式为
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式中 qv——工况下流体的体积流量, m3/s;
C——流出系数, 无量纲;
ε——被测介质的可膨胀性系数, 对于不可压缩流体ε=1, 气体和蒸气等可压缩流体ε<1, 本文中, 取ε=1;
Δp——差压, Δp=p1-p2, Pa;
ρ——工况下节流件 (前) 上游处流体的密度, kg/m3;
S——测量管内径的截面积, undefined;
βv——等效直径比, 无量纲, 对于V形锥流量计来说, 其计算公式[4]为
undefined
式中 D——工况下测量管内径, m;
dv——工况下V形锥体最大横截面直径, m。
3 模型建立和边界条件
3.1 几何模型和湍流模型的建立
建立长L=4 m, 内径D=0.36 m的管道模型, 模拟了等效直径比βv分别为0.45, 0.55, 0.65, 0.75, 0.85, 前锥角为45°, 后锥角为120°, 共计5种V形锥体的流场分布情况。
由于锥体为旋转体, 具有轴对称特性, 在进行数值模拟实验时, 所建立的模型为二维结构, 并进行了简化处理 (计算域选取一半) , 如图2所示 (仅给出模型计算域的一部分) 。
在网格的剖分方面, 采用了结构化网格[5][6], 如大比率四边形网格计算长管形状流场, 网格数量明显减少, 在靠近锥体部分的网格进行加密设置, 越靠近管道两端, 网格越稀疏。这样做的目的是为了保持网格的光滑度, 从而加速迭代收敛速度, 避免因临近单元体积或面积的快速变化而导致大的截断误差, 节省计算时间。另外, 在相同网格数量下, 为更好保证计算精度, 对流场影响最重要的部分进行了更精密的网格剖分。图2即是采用此方法进行的网格剖分。
利用RNGk-ε[7]模型进行计算, 经物理实验验证显示出了较好的预测性。另外, 在近壁面区域采用标准壁面函数法进行处理。利用有限体积法实现控制方程的离散化, 在求解离散方程过程中, 采用以压力为基本求解变量的求解方法, 即SIMPLE算法进行求解。差分格式采用二阶迎风格式。
3.2 边界条件和混油物性的计算
边界条件包括壁面、对称轴、速度入口和压力出口。流体从入口进入, 流经节流装置, 最后由出口流出。图3为内部的速度分布图, 混油经由V形锥顶部后, 速度开始逐渐增大, 到流通区域最窄处, 速度达到最大, 形成了一个速度尖峰, 然后速度逐渐减小, 到V形锥底部达到最小。图4为湍流动能的分布图, 湍流动能在流通区域最窄处达到最大, 然后逐渐减小。
混油段截面密度变化遵循简单的比例相加规律[8], 即为每种油品所占体积分数与其密度乘积之和:
ρM=K2ρ2+ (1-K2) ρ1 (4)
式中 ρ1——油品1的密度, kg/m3;
ρ2——油品2的密度, kg/m3;
ρM——混油的密度, kg/m3;
K2——油品2的体积分数, 无量纲。
对混油段混油粘度的计算, 运用经验公式-兹达诺夫斯基公式[9]:
νM=K2ν2-1+ (1-K2) ν1-1 (5)
式中 ν1——油品1的运动粘度, m2/s;
ν2——油品2的运动粘度, m2/s;
νM——混油的运动粘度, m2/s。
V形锥流量计的数值模拟实验介质为柴油与汽油的混合物, 根据公式 (4) 、 (5) , 计算出的物理性质见表1所示。
4 仿真实验结果分析
根据等效直径比βv的不同, 将数值模拟实验分为5组。经过建模、求解、数据分析以及图表处理后, 绘制出图5～图9。
(1) 流出系数与雷诺数的关系分析
从图5中我们可以得到不同等效直径比时的流出系数随雷诺数的变化规律, 见表2。
(2) 混油流体流经V形锥顶部与底部的压力差与流出系数的关系分析
以qv=100 m3/h、200 m3/h、250 m3/h为例, 绘制了混油流体流经V形锥顶部与底部的压力差与流出系数的关系曲线图6～图8, 从图6中我们可以得到:
①当等效直径比βv一定时, 压力差随着流出系数的增大而缓慢减小。
②当流出系数一定时, 压力差随着等效直径比的增大而逐渐减小, 等效直径比开始增大时, 压力差下降的幅度较大。
综合图6～图8我们可以得到:随着流量的增大, 混油流体流经V形锥顶部与底部的压力差也逐渐变大。
(3) 管道壁面的表面摩擦力系数的变化规律分析
图9显示了管道壁面的表面摩擦力系数与其位置的关系曲线。表面摩擦力系数在分离角点处迅速达到峰值, 大大高于其它位置, 这说明V锥体分离角点的管道壁面因承受很大的剪应力而容易磨损, 要对其进行适当的加固措施。
5 结论与展望
数值模拟结果表明:①当雷诺数一定时, 等效直径比越大, 流出系数越小, 且随着等效直径比的增大, 流出系数更易受雷诺数的影响;②当等效直径比一定时, 流出系数随雷诺数的增大而趋于某一定值。
采用数值模拟可以有效获取成品油管道内部的流场分布规律, 并可根据具体应用场合计算出相应的流出系数, 因此能够弥补因受各种局限而不能进行流出系数实测标定的缺憾和不足。
成品油管道顺序输送中的混油问题是制约其发展的一个很重要的的因素, 利用V形锥流量计来测量混油流量可以弥补传统流量计的不足, 提高混油切割的精度, 因此具有很高的应用价值。
摘要：针对顺序输送的成品油管道, 阐述了V形锥流量计在管道混油流量计算中的应用, 分析管道内部的速度分布, 得到了V形锥流量计的流出系数与混油雷诺数的关系及管道壁面表面摩擦力系数的变化规律。结果表明, V形锥流量计能够克服传统流量计的不足, 能更准确地测量混油段的流量。
关键词：长输管道,混油流量,V形锥流量计,数值模拟
参考文献
(1) 孙淮清, 王建中.流量测量节流装置设计手册 (M) .北京:化学工业出版社, 2005.
(2) 孙延祚.“V”型内锥式流量计 (J) .天然气工业, 2004, 24 (3) :105-110.
(3) 徐英, 郑建生, 杨会峰, 吴经纬, 李刚, 李巧真.基于RNG模型的内锥流量计气体流出系数预测 (J) .天津大学学报, 2007, 40 (10) :1227-1234.
(4) 徐英, 杨会峰, 吴经纬, 李刚, 王化祥.差压式流量传感器的数值模拟与优化设计 (J) .微纳电子技术, 2007, 7:3-6.
(5) 韩占忠, 王敬, 兰小平.FLUENT流体工程仿真计算实例与应用 (M) .北京:北京理工大学出版社, 2004.
(6) 江帆, 黄鹏.Fluent高级应用与实例分析 (M) .北京:清华大学出版社, 2008.
(7) 王福军.计算流体动力学分析-CFD软件原理与应用 (M) .北京:清华大学出版社, 2004.
(8) 蒲家宁.军用输油管线 (M) .北京:解放军出版社, 2001.
管道流量 篇5
2014 年3 月20 日,国家电网公司科技项目“电力信息通信网络流量预测和管道智能化关键技术研究及其应用” 项目启动会在南京召开,项目承担团队中国电力科学研究院、国网河南省电力公司、东南大学、北京邮电大学、南京邮电大学的专家出席本次会议。
项目牵头单位中国电科院信通所汇报了项目的工作大纲,包括项目概况、组织管理、经费安排等。课题牵头单位分别对课题研究思路、研究内容、分工与成果要求、进度安排等进行了专题汇报。项目组成员就项目的具体技术方案、执行过程中可能存在的问题、成果落地形式、成果推广等进行了深入的交流和讨论,为项目的顺利开展奠定了坚实的基础。项目的实施,对增强国家电网公司信息通信网的精益化管控能力、提升网络的智能化程度具有积极影响。
国家电网公司科技项目“下一代行政调度交换网技术体制及演进技术研究”启动会同期召开,该项目针对公司电路交换网面临的技术转型,研究下一代交换网技术路线、总体规划设计及其过渡演进方案,支撑公司下一代交换网平滑升级改造、全网互通、业务开发与应用。项目由国家电网公司信通部通信处组织,中国电科院牵头,国网江苏省电力公司及浙江省电力公司、工业和信息化部电信研究院、江苏省邮电规划设计院共同承担。
管道流量 篇6
关键词：选择,UF-911超声波流量计,安装方式
1 引言
绍兴市小舜江输水工程是国内首家运用抽水蓄能原理[1][2]供水,工程依次由取水口汤浦水库(正常蓄水位32m)、取水隧洞、提水泵站、出水隧洞、达郭调节水库(最高调节水位70m;最低调节水位65m)和输水隧洞等几部分组成。泵站共装有4台机组,离心泵型号:YJG48-20I、设计流量5.3m3/s、设计扬程57m、泵中心高程为10m、现供水规模达到50万t/d。其中引水系统采用一管四机的布置形式,即由1条取水隧洞在泵站前分成4条支管进入泵站,经过水泵后又合并成1条出水隧洞。进水总管径φ3 5 0 0 m m,进水支管径φ1800mm,出水总管径φ3500mm、出水分支钢管直径φ1600mm。对于这样的高压大口径管道的计量与低压中小管径流量的计量相比有许多特殊性,因此流量计选型不正确,就会造成测量不准,我公司多方面因素考虑选用了南瑞公司生产的UF-911型多路超声波流量计。
2 UF-911超声波流量计工作原理及特点[3]
UF-911超声波流量计主要采用时差法测流速,如图1所示,在上下游分别布置有2只换能器P1和P2。其间距为L,流体流速为V,C为室温下静水中声速。在水流的作用下,声波沿正向传播所经历时间(T2)比逆向传播所经历的时间要小(T1)。
正向传播时间分别可以表示为:
V=流体速度
L=声路长
θ=声波路径与流向的夹角
C=静水中的声速
由上述两式可以导出在1条声路上的流速表达式:
对于直径较大的圆管,流态复杂多变,为了提高测量精度一般采用多声路的布置方式,根据IEC规程,可采用2、4和8声路,将各声路上的流速对测量断面进行积分,得到通过测量断面的流量,并有:
n=测量断面上的声路数
Wi=第i路上的加权系数
Vi=第i声路上的线平均流速
UF911流量计性能特点:能测特大流量,最大管径可15米;测量精度高,对于有压管道其测量精度可达成±0.5%;对直管段长度要求低,在弯管附近也能进行高精度测量。自动化程度高;通用性强,并且可以根据管路条件及对测量精度要求,可采用2、4或8声道任意组合。
3 流量计的选择
面对从多类型的流量计,即使同一类型流量计也有许多种类,用户要根据实际情况和测量需要合理确定一款流量计。
⑴由于出水总管φ3500mm,管径较大,可排除涡流流量计及转子流量计,如选择电磁流量计或差压流量计可能对精度会有所影响,因管径已到的极限值。又由于4#泵出口分支管路直管短较短,长度(从检修阀到弯管之间)仅为3800mm,宜选用超声波流量计。
⑵在运行时要求计量累积流量值和工况点流量值,必须要求量程比无限大或超大,同时要时刻观察泵的工况点流量(瞬时)必须要求流量计具有在线功能,只能选择超声波流量计。
⑶汤浦水库水质符合于国家二类饮用水标准,水质干净,故不能选用多谱勒式超声波流量计,同时管径较大,如选择管道式超声波流量计,成本会成倍增大。
综合上述,同时考虑泵站的监控系采用南瑞集团EC2000,考虑实际维修性及性能特点,最终选项由南瑞集团公司生产的时差法多路超声波流量计。
4 系统配置及说明[3]
UF-911流量计由电子插箱,换能器和电缆组成,并含有打印机接口和串行通讯接口及模拟量输出接口。
换能器成对安装于被测流道上,每对换能器面对面地构成一个声路,通过其内部压电晶体的电声转换效应来测量声波在两个换能器之间流体中的传播时间,可根据不同的流道条件配置不同类型的换能器。
电子插箱由一台控制箱及一至数台扩展机箱组成。连接换能器的信号电缆接在扩展机箱上,控制机箱和扩展机箱之间用专用的信号电缆连接。控制箱由一台一体化工业控制PC机和内部的收发讯控制MCS196单片机模块等组成,主要完成流量的计算,显示及输入输出。扩展机箱实际上是一组多路转换器,它在控制箱控制下依次将各个声路的换能器切换到控制箱,进行各声路声波正向传播时间的测测。
UF-911流量计采模块化软件,预装在主机中,开机自动运行,退出时自动关机。
5 安装方式
根据小舜江流道条件选用插入式换能器,适用于暴露的钢管,彻底消除管衬、结垢及管壁对超声波信号衰减的影响,测量稳定性更高,同时由于有专门的换能器安装座,更换时不影响管道的正常工作。
为了保证测量的精度,要求精度不能低于1%,同时管路口径较大,换能器布置形式采用交叉8声路布置。
6 结束语
UF-911流量计实际使用表明具有许多优点:由于选用插入式换能器可做到非接触测量;为无流动阻扰测量,无压力损失;精确度和稳定高,特别适用其于大口径管路的液体测量,应该具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]沈荣根.抽水蓄能供水设计与实践[J].中国给水排水2003,(10):87-89.
[2]陈听杰,童秀华.利用抽水蓄能提高企业供水效益[J].电力需求侧管理2005,(5):44-45.