过程参数课程设计-标准节流装置的设计与计算.doc

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1、课程设计报告( 20212021 年度第 一 学期)课 程： 过程参数检测及仪表 题 目： 标准节流装置的设计与计算 院 系： 自动化系 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 一周 成 绩： 日期：年月日?过程参数检测及仪表?课程设计任 务 书一、 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根本概念的理解，掌握仪表的根本设计方法和设计步骤。二、 主要内容通过本门课程设计，使学生了解流量测量的根本原理，流量仪表的根本结构，掌握节流式流量计的设计方法和一般设计步骤。三、 进度方案序号设计(实验

2、)内容完成时间备注1选定所设计的节流式流量计的设计题目，查阅相关技术资料2021年1月18日2分析计算，确定设计方案2021年1月19日3绘制节流件的机械设计图纸2021年1月20日4撰写设计说明书2021年1月21日5提交设计图纸和设计说明书，并辩论2021年1月22日四、 设计实验成果要求提交设计图纸及设计说明书五、 考核方式辩论 学生姓名： 指导教师： 2021年 1 月 22 日一、课程设计(综合实验)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根本概念的理解，掌握仪表的根本设计方法和设计步骤。二、

3、设计正文第一类命题2：条件:流体为过热蒸汽，工作压力，工作温度；管道，材料为X20CrMoV121合金钢新扎无缝钢管；节流件为角接取压标准喷嘴，材料为1Cr18Ni9Ti；差压，求1给定差压值下的蒸汽流量；2计算测量时的压力损失。解：1：辅助计算工作压力绝对：查表得到过热蒸汽密度，过热蒸汽动力粘度，管道线膨胀系数，节流件线膨胀系数，过热蒸汽等熵指数。计算：根据题意可知，直管段长度和粗糙度符合要求迭代计算流量对于角接取压标准喷嘴，其流出系数为 1.1令式中，此时流出系数的初始值为那么将的值带入式1.1得同理可得 根据再利用1.1计算得这时迭代计算结束，所以得2对于角接取压标准喷嘴，其压力损失可近

4、似计算为此题计算完成第二类命题1：1. 条件：流体为过热蒸汽，最大流量，常用流量，最小流量；工作压力，工作温度；管道，材料为X20CrMoV121，新无缝管，允许压力损失；管道阻力件：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。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计算根本误差。此题设计任务书为：序号项 目符号单位数 值1被测介质名称过热蒸汽2流量测量范围：正常最大最小qqqkg/hkg/hkg/h2300002400001000003介质温度tC5504介质绝对压力pMPa13.25管道内径实测值Dmm2216管道材料X20

5、CrMoV121新无缝管7节流件取压形式标准喷嘴角接取压8管道阻力件上游第一阻力件为90平面弯头，第二阻力件为全开闸阀9正常流量下允许的压力损失Pa601010管道简图：解：求工作状态下各介质参数。由介质的工作温度和工作压力查表可得介质密度,介质动力粘度，过热蒸汽的等熵指数。由管道材料X20CrMoV121和工作温度，查得管道材料线膨胀系数。求工作状态下管道直径计算正常流量和最小流量下雷诺数：11.7187710可见，在最小流量下的雷诺数R已超过各种形式标准节流件雷诺数使用范围的下限。1确定节流件形式由于该题目所测流体为过热蒸汽，且压力损失的限制较为严格，应选用角接取压标准喷嘴。(2)选定差压

6、计从用户对压力损失的要求出发，取P=3=360 =18010Pa选取最靠近的压差系列值，取，可选用1151DP电容式差压变送器，其量程范围为31.1186.8kPa，耐静压为14MPa,变送器差压量程调整在0160*10Pa。本例最大流量为250t/h,所以流量计流量刻度上限q定为250t/h。验算：,符合规定3计算、C、d、压力损失计算常用流量下的差压值 P 求不变量A迭代计算先确定C的初始值然后按以下各式求取X、C、设初始假定值C=0.95；=0.99， 对迭代法用C语言编程有#include #includevoid main()double c=0.95,e=0.99,a=0.4644

7、1,b,x,t=1,w;while(t0.00005)x=a/(c*e);b=pow(1+1/(x*x),-0.25);c=0.9900-0.2262*pow(b,4.1)-(0.00175*pow(b,2.0)-0.0033*pow(b,4.15)*pow(1/11.71877),1.15);e=sqrt(pow(1-165.3125/13200),(2/1.3)*(1.3/0.3)*(1-pow(1-165.3125/13200),0.3/1.3)*(13200/165.3125)*(1-b*b*b*b)/(1-b*b*b*b*pow(1-165.3125/13200),2/1.3);t=

8、(a-x*e*c)/a;w=(sqrt(1-b*b*b*b)-c*b*b)*165.3125*1000/(sqrt(1-b*b*b*b)+c*b*b);printf(%f,%f,%f,%f,%f,x,c,e,b,w); 运行此程序得到迭代计算后的结果为X=0.495007C=0.947245=0.990425=0.666056=59771.968834验算压力损失：上一步求得正常流量下的压力损失为：=59771.9688340.6 设/d=0.05%,/D=0.2%,选定的差压变送器为0.2级，那么差压测量值的不确定度：/p=假设温度，压力的测量值不确定度为 ，那么/=0.5%所以，总不确定度

9、为 1.02%此题计算完成。三、作图D=221mmd=149.742mm由于且0.5那么喷嘴总长度为0.6041d=90.459mmR1=0.2d0.006d=29.9480.898mm,R2=保护槽直径C1.06d=158.73mm,轴向长度0.03d=4.99mm四、课程设计总结本次设计结果根本上符合实验要求。在本次课程设计中，通过对实验过程和实验数据的处理，加深了对第一、第二类计算命题的步骤的理解和应用。自己不仅在理论水平上有所提高，更重要的是在实际工程应用方面自己也有了很大的进步。本次设计中的公式较多，计算量较大，通过对数据的处理，不仅锻炼了自己处理数据的耐心，而且提高了处理数据的准确性。在迭代运算中用C+程序进行运算，简化运算。总之，这次课程设计对自己以后的学习和工作都有很大的帮助。通过这次课程设计自己在各个方面都得到了很大的提高。同时，感谢老师的耐心指导周围同学的无私帮助。五、参考文献1常太华 苏杰,过程参数检测及仪表,中国电力出版社,第一版,2021年6月