Содержание

Обозначения и сокращения

Введение

1 Анализ технического задания

2 Выбор сужающего устройства

3 Разработка структурной схемы и математической модели

измерительного комплекса

4 Расчет сужающего устройства

5 Расчет погрешности измерения расхода пара

6 Выбор и описание технических и метрологических характеристик

структурных элементов измерительного комплекса

Заключение

Библиография

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

БИК – блок извлечения корня

ВП - вторичный прибор

КП - курсовой проект

КСП – вторичный прибор, компенсирующий самопищущий с потенциометрической схемой.

КСУ – вторичный прибор, компенсирующий самопишущий для измерения унифицированных сигналов

МХ – метрологические характеристики

ПЗ - пояснительная записка

ПП - первичный преобразователь

СУ - сужающие устройство

ТП – термопара

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы: получить знания по элементам проектирования комплекса для измерения заданного параметра; научиться проводить расчет основных параметров комплекса для измерения расхода; получить навыки в решении инженерных задач при проектировании измерительного комплекса и выполнении расчетов; закрепить теоретические знания по теме «Средства измерения расхода сред».

При измерениях, связанных с учетом количества жидкостей, газа или пара приходится определять наряду с другими величинами количество вещества, проходящее через данное сечение трубопровода в единицу времени или за какой-то промежуток времени.

Количество вещества, проходящее по трубопроводу в единицу времени, называют расходом. В зависимости от особенностей технологии производства и состояния вещества различают объемный и массовый расход. Для жидкостей и газов, как правило, измеряют объемный, а для паров - массовый расход. Когда жидкости смешиваются с сыпучими веществами, измерение их расхода выражают также в единицах массового расхода. Единицы объемного расхода: л/ч, м³/с, м³/ч. Единицы массового расхода: кг/с; кг/ч, т/ч.

Прибор, измеряющий количество вещества, протекающее через данное сечение трубопровода за некоторый промежуток времени, называют счетчиком количества. При этом количество вещества определяется как разность двух последовательных показаний счетчика в начале и в конце этого промежутка.

Прибор, измеряющий расход, т.е. количество вещества, проходящее через данное сечение трубопровода в единицу времени называют расходомером. Если прибор, снабженный интегрирующим устройством со счетчиком, служит для одновременного измерения расхода и количества вещества, то его называют расходомером со счетчиком.

1 Анализ технического задания

Одним из наиболее распространенных и изученных является способ измерения расхода жидкостей, газов и пара в трубопроводах по перепаду давления в сужающем устройстве. Сужающее устройство выполняет функции первичного преобразователя, устанавливается в трубопроводе и создает в нем местное сужение, вследствие чего при протекании вещества повышается скорость в суженном сечении по сравнению со скоростью потока до сужения.

В качестве сужающего устройства для измерения расхода жидкости, в данном КП применяется стандартная диафрагма.

Устройство диафрагмы с угловым отбором давления (верхняя часть рисунка) и кольцевыми камерами (нижняя часть рисунка) показано на рисунке 1.1.

Рис.1.1. Основные геометрические размеры стандартной диафрагмы

1 – измерительный трубопровод; 2 – диск диафрагмы; 3 – корпус кольцевой камеры

Стандартная диафрагма представляет собой тонкий диск с концентрическим цилиндрическим отверстием, переходящим в коническое. Угол между цилиндрической и конической частью отверстия должен быть в пределах 35-45°. Толщина диска диафрагмы Е не должна превышать 0,05·D_20. Длина цилиндрической части отверстия должна находиться в пределах 0,005·D₂₀  е  0,02·D₂₀. Диафрагма устанавливается между кольцевыми камерами, через которые измеряется перепад давления.

Стандартные диафрагмы могут применяться без индивидуальной градуировки на трубопроводах диаметром не менее 50мм при модулях диафрагмы в пределах m = 0,05  0,7.

Диафрагмы изготавливаются из стали 12Х18Н10Т, 12Х17 и из стали 20. Из этих же сталей изготавливаются корпуса камер.

Следовательно, необходимо спроектировать расходомер, предназначенный для измерения расхода жидкости, проходящей по трубопроводу.

Комплект расходомера состоит из сужающего устройства, дифференциального манометра, вторичного прибора дифференциального манометра, показывающего величину измеряемого расхода, соединительных трубок, запорных вентилей и других вспомогательных устройств.

Расчёт расходомеров переменного перепада давления производится в соответствии с РД 50 – 213 – 80 «Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными СУ».

В результате расчёта определяют диаметр СУ на заданный максимальный расход, выбирают дифференциальный манометр на перепад давления, обеспечивающий необходимую точность измерения расхода и минимальную потерю давления на СУ, выбирают вторичный прибор дифференциальный манометр со шкалой, соответствующей заданному максимальному расходу, определяют наименьшую длину прямого участка трубопровода, на котором устанавливается СУ.

На основание исходных данных необходимо спроектировать расходомерное устройство, которое предназначено для изменения расхода воды при температуре 510С⁰, малом расходе и внутреннем диаметре трубопровода равном 400мм.