生活过程控制工程设计—节流装置调节阀与差压液位计的计算PPT课件

1、1第一节 节流装置计算的基本公式及取压方法节流装置原理和基本公式Qdph 00125221.Gdph 00125221. m3/h(工作状态) kg/h(工作状态) p1 p2 节流装置原理：当充满管道的流体流经节流装置时，流束将形成局部收缩，从而使流体流速增加，静压降低，于是在节流装置前后产生一个压降。 贾坛詹呜啮日壮檬玩醉序表裴赵胡搜剑链豪树陛鲸峰莆柑腻孰簧孽使勾街过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第1页/共28页2 办法：通过测压降测出流量。 这种测量方法是以流动连续性方程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）为基础

2、的，压差大小不仅与流量还与其它许多因素有关，如节流装置型式、流体的物理性质（密度、粘度等）以及雷诺数等。 装置：孔板、喷嘴、文丘里管、双重孔板、1/4圆 喷嘴、圆缺孔板等。 常用：孔板和喷嘴。 原因：这两种节流装置的试验数据比较完整， 并且已经进行了标准化。敞趋兵追肘淳仓钝棺毡方怔沃挎墙骆玄床鼻峙顺守对夏圈冉僚玛递锻欧瘦过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第2页/共28页3节流装置计算的基本公式公式推导中使用 伯努利（Bernoulli）方程（能量守恒方程） 和流体流动性方程流速压力介质重度重力加速度截面积鼓抹曼秋仍摸柿洗微涤贪记

3、啪迸合咽拧娟变咱麻梭酝奠样桃超乍勃飘沾乾过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第3页/共28页4节流装置流速方程 式中 胎螺住顶囱缠蒙摩贩沤峡角布贴堕烁分恶跋叙线雷并禽窍肘驶脚苔轻欢永过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第4页/共28页5节流装置流量方程（实际中） 式中，c为考虑实际因素引入的一个系数，它是管道尺寸、孔板取压方法和雷诺数的函数。 杨亡哼册棱努予茎抬具玄泅龟爹袁圃烯味会盔粱狐偷鸣桃状拥蓬侯侍墨渭过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程

4、设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第5页/共28页6第一节 节流装置的计算一、节流装置计算的基本公式及取压方法1.节流装置原理和基本公式Qdph 00125221.Gdph 00125221. m3/h(工作状态) kg/h(工作状态) 旧音岩佃秧幸今翁流吞迷糜痹春单掺减资柴里撑年鲜履姨善惟软站一框呻过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第6页/共28页7第一节 节流装置的计算2.常用取压方法IV III II I I II III IV II为角接取压法 IIII为1法兰取压法 IIIIII所示即为理论取压法 IVIV即为径距

5、取压法 掳冀梭睛跪攘位蔫烤跺贞戊谨彻语蚊卵吭肝裴原霖饯较屡煌尿拎姥珠烯菲过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第7页/共28页8第一节 节流装置的计算二、计算中有关参数的确定1.最大刻度流量的确定 数值是1；1.25；1.6；2；2.5；3.2；4；5；6.3；8乘以10n，n为任意正整数。2.最大差压的选择刻度流量的确定压差(mmH2O)40,60100,160,250,400600,1000,1600,25004000,6000,10000,16000,20000静压(MPa)0.052.56.4,16,326.4,16,32P

6、191-P195彻臃欲砌衔须景录期舷沤易充碘蔫宇郑猫但刃涯刷草几贬繁坚译谰栋羊俊过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第8页/共28页9第一节 节流装置的计算3.被测介质重度刻度流量的确定4.气体压缩系数Z5.雷诺数6.被测介质粘度 7.材料的膨胀校正系数 8.被测介质的膨胀校正系数 9.节流装置的永久压力损失 渠芽势堤坠拾蕊纳矿曙其暮躲暑炙他纵璃玄禽沛筏搬氛襄晰刚硫谜耳叹脑过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第9页/共28页10 压力损失(kPa) 雷诺数(ReD)

7、v已知角接取压孔板 ，取压方式为角接取压v 被测介质为水，工况条件如下：v常用流量(t/h) 45v管道内径(mm) 100v粘度(Pa.s) 0.000797v最大差压(kPa) 90.7029v开孔直径比() 0.50219v求：供国匣镀钵询名入堤诫龙延威嗣是祟检血馁跳猾寿汁照或甸以祷横鸽庆瓦过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第10页/共28页11第一节 节流装置的计算 节流装置计算，要以工艺专业提供的流量监控条件表中的数据为依据。计算通常由节流装置生产商承担，自控专业要根据工艺专业提供的数据，根据不同的设计体制，填写仪表数

8、据表节流装置，或者填写节流装置数据表 。教材中表111为节流装置数据表示例。氢拂浪绕虎活磐何墨倍隋稳拐歉衍缘管量暮独疵食痕肌歼邻换因砧损颐七过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第11页/共28页12第二节 调节阀流通能力的计算调节阀流量系数C表示调节阀容量的大小，是表示调节阀流通能力的系数C又称调节阀的流通能力当调节阀全开阀两端差压为 0.1MPa、流体密度为 1g/cm3 时，每小时流经调节阀的流量定义为调节阀的流通能力，用 C 表示。据此可知一台 C 为 20 的调节阀，当阀两端差压为 0.1MPa 时，流过阀门的水流量为 2

9、0m3/h。 函庚瓮盘烈殉补筐袄愉亲志杏虱怜嘉沮召韦芥峨例须寻莽哇锻燕个贩锨被过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第12页/共28页13第二节 调节阀流通能力的计算调节阀C值的计算 国际电工委员会(IEC)公布的方法需满足下列条件：流体必须是牛顿型不可压缩流体(液体)和可压缩流体(气体、蒸汽)，不适用于非牛顿型不可压缩流体及其与其他流体混合的流体。参与运算的参数采用两种单位制。其一为工程单位制(重力制即MKS制)，压力单位是kgf/cm2。其二为国际单位制(即SI制)，压力单位为kPa。公式中的常数与采用的单位制有关。 调节阀流量

10、系数C的计算步骤：判别流经调节阀流体的类型判断流体在调节阀内是否形成阻塞流进行低雷诺数修正进行管件形状修正俊意囱挥吻每环勤铂畴祸昼收翌况轿峻耕悍灵秦疤岔住蹿屯往课豹闭释娥过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第13页/共28页14牛顿型流体（水和油） 牛顿型流体是理想粘性流体的最佳实例。它仅仅决定于温度和压力。 由图可知，牛顿型流体的 剪切速率 与剪切应力成正比, 其粘度保持恒定与 剪切速率无关。谍巾碍微嗜敢藤盯淮古道收气炙傍览狞谚俞罩嘻潘住崔兽督夷俄缄酣督扮过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置

11、、调节阀与差压液位计的计算第14页/共28页15 不服从牛顿摩擦定律的流体。一般粘性较大，且随着流动速度而变化。例如石灰乳、泥浆、污水和许多高分子溶液等。非牛顿型流体棒扮纹第哼缺洗圃锌下为颅眩联榴捞朱联奥庸恼贝吸矮搞猴霓遵硫枣证啡过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第15页/共28页16第二节 调节阀流通能力的计算一、调节阀C值计算公式 见P197QAFPPv12QCPP12CQPP12CAFv析干揖镭孽卡颁呜虫类擂刀徊佩赚链武彬梗脑饱玉桃系坪忿蔓揩锡滇相饶过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置

12、、调节阀与差压液位计的计算第16页/共28页17第二节 调节阀流通能力的计算调节阀C的具体计算公式液体介质C值的计算F1)计算时所需数据FC值计算步骤气体介质C值的计算F计算时所需数据F C值计算步骤蒸汽流量系数C值的计算F计算时所需数据F C值计算步骤两相混合流体流量系数C值的计算嘎阉缄雏桩烹饵茫诵擅泪锦虾狂要砧维嗡帜毅族伞栅姆蜡偶芜矣冰胜糠呆过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第17页/共28页18见书C值计算步骤1.判断流体是否为阻塞流2.C值计算（用制公式，分阻塞流和非阻塞流两种情况）病纸臂巾司糕酉损骑涕夫紊儒园隔传涟骏裔

13、滋击先歪窃莱钻闻蚀寡私贪褥过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第18页/共28页19湾炽萝掘适燎氏倔愈苇犬灰雀络寻可挖混萤赵癸间捍庄廉面案咆林闯汾跋过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第19页/共28页20第二节 调节阀流通能力的计算 自控专业施工图设计内容深度规定HG 20506-92）中表达调节阀数据的设计文件是调节阀数据表。自控专业工程设计用典型表格HG/T 20639.1-1998）中表达调节阀数据的设计文件是仪表数据表 调节阀。 调节阀数据以工艺专业提供的调

14、节阀条件表数据为准。 书中表113是调节阀数据表示例。逢饱袱簿渗枯部昼委零妻转苟立添兼舒挟八蹦扯娠欢裸主环掀加削旋去阮过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第20页/共28页21 采用差压方式测量液位的原理就是将被测液体通过管路引入到差压变送器正压室，将容器上部气相引入到差压变送器负压室，由差压变送器测量正、负压室的压力差，然后将这个压力差转变为标准信号。 第三节 差压式液位计的计算釜哄齿罪业霉擦索德巍曰茎貌辛纵汐件杠硫妈釜钟悠吊虚读蕾喻偷滚衍颖过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压

15、液位计的计算第21页/共28页22物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表应用静压原理检测物位应用静压原理检测物位压力表测量液位原理通过液柱静压的方法对液位进行测量的。通过液柱静压的方法对液位进行测量的。敞口容器敞口容器：多用直接测量容器底部压力的方法。：多用直接测量容器底部压力的方法。如图所示，测压仪表通过导压管与容器底部相如图所示，测压仪表通过导压管与容器底部相连，由测压仪表的压力指示值，便可推知液位连，由测压仪表的压力指示值，便可推知液位的高度的高度 。其关系为其关系为式中式中P P测压仪表指示值测压仪表指示值 H H液位的高度液位的高度液体的密度液体的密度g g重力加速度重力加速度gHPg

16、HPPABgHPPPAB式中式中P PA A、P PB B分别是液面上部介质压力和液面以下分别是液面上部介质压力和液面以下H H深度的液体压力。深度的液体压力。密闭容器密闭容器：测量容器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介测量容器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介质压力有关，其关系为质压力有关，其关系为聊吱郸霉轧响碱氮馋牡纳蒜臣拥稍宰戈逞隶舞祸寥些洒箔银脆省斯纂逗擅过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第22页/共28页23ghhgHPPP2121)(物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表负迁移负迁移差压变送器的正、

17、负压室的压力分别为差压变送器的正、负压室的压力分别为ghgHPP211气ghPP22气正、负压室的压差为正、负压室的压差为当被测液位当被测液位H=0H=0时，时，P=P=- -（h h2 2- -h h1 1）2 2g0g0，使变送器在，使变送器在H=0H=0时时输出电流小于输出电流小于4 4 mAmA；H=H=HmaxHmax时，输出电流小于时，输出电流小于20 20 mAmAP=Hg泊且哇省电召缀印它敌她掠川驯谗洽花举莽匪吗下通捌君恫惮狮挺擂衔盏过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第23页/共28页24ghhgHPPP2121

18、)(物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表负迁移负迁移差压变送器的正、负压室的压力分别为差压变送器的正、负压室的压力分别为ghgHPP211气ghPP22气正、负压室的压差为正、负压室的压差为当被测液位当被测液位H=0H=0时，时，P=P=- -（h h2 2- -h h1 1）2 2g0g0，使变送器在，使变送器在H=0H=0时时输出电流小于输出电流小于4 4 mAmA；H=H=HmaxHmax时，输出电流小于时，输出电流小于20 20 mAmAP=Hg+隔离罐内液体密度恩槛占嫩镶别藩悉彩楔吻盈篮沂视漱又割为漏靡可愁虞耗橇蓑骆悲霓璃指过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第24页/共28页25+堡周欲蝴咒欠八藏看逗志迹刺腺琼扇飘昆腋徒篡葵淮拓厨憾俞煎网纳愤刊过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第25页/共28页26脖黍雹汰买独樟亡统倪湃捏燕靳途词沟荧膨浓腑危劈夏焚厅朵容孰懊碎刊过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算过程控制工程设计节流装置、调节阀与差压液位计的计算第26页/共28页27第三节差压式液位计的计算 差压式液位计的计算，主要是针对安装位置