过参课程设计-标准节流装置设计与计算

课程设计报告名称：过程参数检测及仪表题目：标准节流装置设计与计算院系：控制与计算机工程学院成绩：一、课程设计的目的与要求本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。二、设计正文：（一）、课程设计题目：被测流为减温水；管道材料为钢；选用法兰取压标准孔板配1151DP电容式差压变送器工作压力=13.0MPa；常用流量=70t/h；工作温度=285；最大流量=80t/h；管道内径=79mm；最小流量=20t/h；允许压力损失MPa不限；上游第一阻力件为90°平面弯头，上游第二阻力件为全开闸阀。求：⑴选定节流件的形式（类型、取压方式）选定差压计；⑵计算、、、；⑶确定所需最小直管段、、，并验算；⑷计算最大压力损失，并验算；⑸计算所设计的节流装置的测量不确定度。（二）、课程设计过程：1.准备计算：根据介质工作状态下的压力=13.0MPa和温度=285，从课本附录表Ⅱ-2中通过内插法求得介质密度=751.18kg/m；从附录表Ⅱ-1中用内插法求得介质动力粘度为=93.56×10Pa*s。根据管道材料45号钢和工作温度=285℃，从附录表Ⅱ-3中查得管道材料线性膨胀系数=13.09×10。计算。=[1＋(t－20)]=79×[1＋13.09×10×(285－20)]=79.274mm2.计算正常流量和最小流量下雷诺数：====3.338×10===0.954103.选择差压计类型和量程由于采用标准孔板，法兰取压，最大差压的计算为：≤（2—2.5）因为允许压力损失不限，此处取=40kPa=2=2×40=80kPa选取最靠近的差压系列值，取=100kPa。参考附录表=2\*ROMANII，故选用1151DP电容式差压变送器，其量程范围为()kPa，耐静压为14MPa，仪表基本误差为±0.2%。变送器差压量程调整在0～100×10Pa。计算常用流量下的差压值，=100×10×（）Pa=76.56kPa其中，流量指示仪表的刻度上限流量是有规定的，即为1，1.2，1.6，2，2.5，3，4，5，6，8×10其中n为正或负整数。题中最大流量为80t/h，流量计流量刻度上限为=80t/h。5.迭代计算值和值：因为：=εβD，其中q、、D已知，所以A=得迭代方程为：=A令X=得：X=。精密度判据为：<110β=，d=βD=Dq=70×10kg／h；D=79.274mm；ρ=751.18kg/m；Δp=76.56kPa计算A值：==0.3673298（1）第一步：设初始假定值=1；=1（减温水为不可压缩流体），因此有：===0.3673298则：===0.5871995根据计算：=0.5959+0.0312-0.184+0.0029×+2.2860-0.8560=0.6055143精密度检查：＝=0.3944857＞1×10，继续迭代。（2）第二步：===0.6066410则===0.7201837根据β，计算：=0.5959+0.0312-0.184+0.0029×+2.2860-0.8560=0.6053398精密度检查：＝=0.0002881761＞1×10，继续迭代。（3）第三步：===0.6068159则===0.7202596根据，计算：=0.5959+0.0312-0.184+0.0029×+2.2860-0.8560=0.6053370精密度检查：＝||=4.593603×10>1×10，迭代结束。最后得：=0.7202596；=0.6053370；=1。⒋确定：选用1Cr18Ni9Ti不锈钢作为孔板材料，从附录表Ⅱ-3中查得=17.2×101/℃==0.720259679.274=57.09786mm===56.838791mm5.验算压力损失==（1-）×76.56=35.51775KPa＜40kPa即＜，压力损失验算合格。验证流量==70024.297.确定直管段长度和对管道粗糙度的要求：按β=0.75，上游第一阻力件为90°平面弯头，上游第二阻力件为全开闸阀，从表10—2中可查得：=10D=10×79mm=790mm=36D=36×79mm=2844mm=8D=8×79mm=632mm8.管道布置孔板对管道相对粗糙度的限值从表7—3中查得,对于β=0.75，管道相对粗糙度限值为4.0×10，所以要求节流件上游侧10D以内管道的绝对粗糙度，为<79.274×4.0×10=0.0317(mm)新涂复沥青钢管的绝对粗糙度=0.03~0.05mm。选择内壁光滑的涂复沥青钢管即能符合粗糙度要求。⒏标准节流装置流量测量结果的不确定度：因为β=0.7202596，所以有QUOTE=+0.7202596%；减温水为不可压缩流体，则ε=1，；与是与量器的误差，λ、λ值误差和工作温度t值有关。在节流件工作在设计工作温度时，主要取决于量器的误差，在标准情况下，=±0.05％，=±0.1％；=±0.03％；由上选择差压变送器为0.2级，选择显示仪表为1级，则==0.1741553％。则：=0.8975557%⒐结论：（1）差压计为1151HP电容式差压变送器；（2）=0.7202596，=0.6053370，ε=1，=56.83879mm；（3）最小直管段=790mm，=2844mm，=632mm；（4）压力损失=35.51775KPa＜40kPa，压力损失验算合格；（5）不确定度=0.8975557%。三、课程设计总结或结论：经过了一周的课程设计，我完成了一道标准节流装置的第二类命题的设计计算。整个设计过程中，帮助我对节流件的各参数的选取，以及计算过程做了一次回顾巩固，并且通过对节流件和差压计的选取，让我对各种节流件和差压计有了更形象的认识，相信这些都将对自己有很大的帮助。不过这次的课程设计也遇到了一些麻烦。在设计过程中遇到的迭代运算，非常的繁琐，计算量也比较大。我灵活的运用了Excel软件简化了计算过程，减轻了自己的负担。通过本