《过程参数检测和仪表》课程设计报告

.../课程设计报告<2015--2016年度第一学期>名称：《过程参数检测及仪表》课程设计题目：标准节流装置的计算院系：班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：成绩：日期：年月日课程设计的目的与要求本课程设计为自动化专业《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、设计正文第一类命题1.已知：流体为水,工作压力〔表压力,工作温度℃；管道,材料为20号钢旧无缝管；节流装置采用角接取压标准孔板,材料为1Cr18Ni9Ti,；差压,求给定差压值下的水流量。解题过程：辅助计算。工作压力〔绝对压力：查表可得：水密度,其动力粘度,管道线膨胀系数℃,节流件线膨胀系数℃,将水视为不可压缩流体则其可膨胀性系数。题目未对管道直管段长度做出要求,故无需考虑此项检查；由于没有查出20号钢旧无缝管的管壁等效绝对粗糙度,无法检查管道粗糙度是否满足要求。迭代计算。对角接取压标准孔板：令,得初值。在MATLAB中编写迭代程序：A=316681.1485;beta=0.50383;C<1>=0.60253;i=1;deta=1;while<deta>0.000001>Re=A*C<i>;i=i+1;C<i>=0.5959+0.0312*<beta^2.1>-0.184*<beta^8>+0.0029*<beta^2.5>*<<1000000/Re>^0.75>;deta=abs<<C<i>-C<i-1>>/C<i>>;end迭代的中间结果如下：则最终可得<4>最终结果。第二类命题9.流体为过热蒸汽,最大流量,常用流量,最小流量；工作压力〔表压力,工作温度℃；管道,材料为20号钢新无缝管,允许压力损失；管道阻力件：上游第一阻力件为球形阀全开,上游第二阻力件为渐扩管。要求：<1>确定标准节流件形式；<2>选定差压计；<3>计算；<4>确定最小直管段长度；<5>计算压力损失并进行核算；<6>计算基本误差。解题过程：由题目要求建立下表：项目符号单位数值被测介质过热蒸汽流量测量范围：正常最大最小kg/hkg/hkg/h250030001500介质工作表压力MPa1工作温度℃310管道内径mm76.2管道材料20号钢新无缝管正常流量下允许压力损失kPa30阻力件：上游第一上游第二球形阀全开渐扩管确定标准节流件形式。考虑到对压力损失的要求较为严格,选取的节流件为标准喷嘴〔ISA1932喷嘴.考虑到角接取压的沿程压力损失变化对差压测量影响较小,采用角接取压方式；由于管道直径不大,故采用环室取压方式。选择材料为1Cr18Ni9Ti。选定差压计。满刻度流量值确定。规定的流量计满刻度系列值为

最大流量,选取最近的流量系列值。对应的确定。<a>从对压力损失的要求出发,标准喷嘴差压上限,但实际上若取,选择最近的差压系列值,最终验算出的压力损失,远不满足题目要求。<b>为减小压力损失,选择较小的差压上限,选取最为靠近的差压系列值。<c>工作压力〔绝对压力：验算,符合规定。验算,查表得所有值对应的最小雷诺数推荐值,保证了流出系数变化的要求。<d>常用流量对应的差压。3>型号选定。可选用1151DP电容式差压变送器,其量程范围,仪表基本误差,再根据调整量程为。计算。辅助计算。查表可得：过热蒸汽密度,其动力粘度,管道线膨胀系数℃,节流装置线膨胀系数℃,过热蒸汽等熵指数。迭代计算。假设。根据以下公式进行迭代：从n=3起用快速弦截法公式：精度判别公式：假设判别条件：在MATLAB中编写迭代程序：A=0.255323;Re=560000;k=1.3;tau=0.999958;j=1;C<1>=1;epsilon<1>=1;e<1>=1;while<e<j>>5*10^<-10>>j=j+1;ifj<=3;X<j>=A/<C<j-1>*epsilon<j-1>>;elseX<j>=X<j-1>-<delta<j-1>*<X<j-1>-X<j-2>>/<delta<j-1>-delta<j-2>>>;endbeta<j>=<X<j>^<2>/<X<j>^<2>+1>>^<1/4>;C<j>=0.99-0.2262*<beta<j>^4.1>-<0.00175*<beta<j>^2>-0.0033*<beta<j>^4.15>>*<<10^6/Re>^1.15>;epsilon<j>=sqrt<<<k*tau^<2/k>>/<k-1>>*<<1-beta<j>^<4>>/<1-beta<j>^<4>*tau^<2/k>>>*<<1-tau^<<k-1>/k>>/<1-tau>>>;delta<j>=A-X<j>*C<j>*epsilon<j>;e<j>=abs<delta<j>/A>;end迭代的中间结果如下：则最终可得确定最小直管段长度。向上估计,查表得：计算压力损失并进行核算。1>验算压力损失：对ISA1932喷嘴,正常流量下压损为压力损失验算合格。核算正常流量：计算基本误差。9对于ISA1932喷嘴：由于,2>设3>1151DP电容式差压变送器为0.2级：假设温度、压力的测量不确定度为,则总不确定度：基本误差：三、课程设计总结或结论所得：本次课程设计,虽只有短暂的五天,我却得到巨大的锻炼。当面对一个灵活且没有固定答案的问题,考虑的东西比平时面对理论知识要多,进而会从思考中发现,处理这个问题需要而自己欠缺的的东西,促动自己努力探索尚未涉足的领域！所悟：首先对于第一类校验问题的计算多了点熟练,相关计算并不是很难,重点在于对题目中各个参数概念的把握及对应单位的留心,特别是对于工作压力与绝对压力的区别。迭代部分利用计算机实现,既加快运算速度,同时又提高精确度。第二类设计问题是比较难的,主要