курсовой проект / автоматического управления и регулирования ТП брагоректификации / Расчет сужающего устройства

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

Кафедра УИТ

Лабораторная работа №4

по дисциплине

Расчет элементов аппаратурной реализации систем управления

«Расчет сужающего устройства»

Выполнил: ст. гр. УИТ-61в

Соколов С.А.

Проверил: преподаватель

Стельмах И.В.

Балаково 2006

Цель работы: Ознакомление с основами измерения расхода газов и жидкостей методом переменного перепада давления и общими техническими требованиями к расходомерным устройствам, состоящим из расходомера (стандартного сужающего устройства, дифманометра, приборов для измерения параметров среды и соединительных линий) и проектирования сужающих устройств.

Дано:

измеряемая среда – водород

ρ_ном =0,89 кг/м³ плотность водорода

μ₀ = 8,728·10^-6 кгс·с/м² динамическая вязкость водорода

Q_{ном max} =1000 м³/час наибольший измеряемый объемный расход при н.у.

Q_{ном min} = 330 м³/час наименьший измеряемый объемный расход при н.у.

Р_и = 3 кгс/см² избыточное давление газа перед СУ

р_б = 750 мм рт. ст. барометрическое давление окружающего воздуха

t = 5⁰ С температура газа перед СУ

р_п.д. = 0,14 кгс/см² допуст. потеря давления на СУ при наиб. расходе

D₂₀ =75 мм внутр. диаметр трубопровода перед СУ при 20⁰С

Тип сужающего устройства – стандартная диафрагма с фланцевым способом отбора

Технически гладкие трубы из алюминия

Решение:

А. Определим недостающие для расчета данные:

1. температура газа, К, перед сужающим устройством:

2. барометрическое давление:

3. абсолютное давление газа перед сужающим устройством

4. абсолютная шероховатость стенок трубопровода:

r = 0,01

5. комплексный коэффициент приведения избыточного давления:

6. комплексный коэффициент приведения температуры:

7. избыточное псевдоприведенное давление:

8. псевдоприведенная температура:

9. коэффициент сжимаемости газа:

K = 0,9881

10. показатель адиабаты газа:

11. поправочный множитель на тепловое расширение материала диафрагмы:

Б. Выполним расчет параметров сужающего устройства:

Рассчитаем дополнительную величину:

где - верхний предел измерения дифманометра для объемного расхода, приведенного к нормальному состоянию;

1. приближенное значение относительной площади диафрагмы и предельный номинальный перепад давления дифманометра:

2. число Рейнольдса при максимальном расходе газа:

3. число Рейнольдса при минимальном расходе газа:

Минимально допустимое число Re для Re_min= 10000

условие Re > Re_min выполняется;

4. приближенное значение коэффициента расширения газа:

5. относительная шероховатость:

6. коэффициент расхода диафрагмы:

7. вспомогательная величина

8. относительная площадь сужающего устройства:

9. коэффициент расширения газа при m₁:

Поскольку то значения m₁ и ₁ можно считать окончательными;

10. расчетный диаметр отверстия сужающего устройства при 20С:

В. Проверим правильность расчета:

1. коэффициент расхода диафрагмы при m₁:

2. объемный расход газа соответствующий предельному номинальному перепаду давления дифманометра:

Сравниваем отклонение Q_ном.пр. от заданного значения объемного расхода с допустимым отклонением.