2. Задание II

Определить диаметр отверстия стандартного сопла для измерения массового расхода воды.

Наименование	Измеряемая среда			Примечание
	Вода	Пар
Задание
Внутренний диаметр трубопровода , мм	206	179	-
Наибольший измеряемый расход , кг/ч	216000	221000	-
Средний измеряемый расход , кг/час	179 000	87 500	-
Абсолютное давление среды , МПа	156	107,5	Перед соплом
Температура среды , ºС	220	510
Материал сопла	Сталь Х17	Сталь1Х18Н9Т	-
Материал трубопровода	Сталь 20	Сталь 12ХМФ	-
Состояние стенки трубопровода	Гладкая	Шероховатая	-
Внутренний диаметр трубопровода , мм	Сталь Х17	Сталь1Х18Н9Т	-
б) Тип датчика	Метран 1151	Метран 1151	-
Верхний предел измерения разности (перепада давления) , кПа	689,5	340	-

3.1 Расчет

1. Максимальный перепад давления в сопле, ∆p_max ,кПа:

• для воды ∆p_max =680 кПа;

• для пара , ∆p_max = 330 кПа;

2. Максимальный расход через сопло Q_m.max, кг/ч:

;

• для воды =214506.804 кг/ч;

• для пара =217725.7449 кг/ч;

3. Плотность среды ρ₁ (табл. 4 и 5), кг/м³:

• для воды ρ₁=849.55 кг/м³;

• для пара ρ₁=33.85 кг/м³;

4. Поправочный множитель на расширении трубопровода k^’₁ (рис.4) :

• для воды k^’₁=1.005 ;

• для стали k^’₁ =1.013 ;

5. Вспомогательная величина mα :

;

• для воды =0.052 ;

• для пара =0.501;

6. Приближенное значение модуля сопла m₁ (Рис. 6);

• для воды m₁=0.05 ;

• для пара m₁=0.46 ;

7. Средний перепад давления в сопле ∆P_ср , кПа:

;

• для пара =53.29794 кПа;

8. Средний относительный перепад давления :

• для пара 53297.94/107.5·10⁶=4.9579·10⁶;

9. Средний поправочный множитель на расширение среды ε_ср(рис.3):

• для пара ε_ср=0.99;

10. Вспомогательная величина ( )_ср:

;

• для пара =0.506 ;

11. Действительное значение модуля числа сопла m (рис.5):

• для воды m=0.05;

• для пара m=0.47;

12. Динамическая вязкость среды η, Н·с/м² (табл. 1 и 2):

• для воды η=12,92·10⁵ Н·с/м²;

• для пара η=2,97·10⁵ Н·с/м²;

13. Число Рейнольдса Rе :

;

• для воды =2380819.983;

• для пара =6247100.821;

14. Граничное число Рейнольдса Rе_гр (табл.3) :

• для воды Rе_гр=60 000 ;

• для пара Rе_гр=180 000 ;

15. Поправочный множитель на тепловое расширение k₁ (рис.4):

• для воды k₁= 1.005;

• для пара k₁=1.013;

16. Диаметр отверстия сопла:

;

• для воды мм;

• для пара мм;

17. Исходный коэффициент расхода α^’ (Рис. 7):

• для воды α^’ = 0.92;

• для пара α^’=1.0751;

18. Поправочный множитель на шероховатость трубопровода α (рис.2г):

• для воды α=1;

• для пара α=1.002;

19. Действительный коэффициент расхода α :

α= α^’·k₁·k₂·k₃ ;

• для воды α= 0.89·1.005 =0.89445;

• для пара α= 1.075·1.013=1.088975;

20. Максимальный расход среды (проверка) Q_m, кг/ч :

_;

• для воды кг/ч;

• для пара кг/ч;

21. Минимальный (допустимый) расход среды Q_m.min , кг/ч ;

η;

• для воды = 56530.6848 кг/ч;

• для пара =31594.2876 кг/ч;