БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО–СТРОИТЕЛЬНЫЙ

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

РАСЧЕТ СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Выполнил: студент гр. УИТ – 52

Синегубов А. А.

Принял: преподаватель

Рогова М. В.

2001

Вариант № 16

Цель работы: Ознакомление с основами измерения расхода газов и жидкостей методом переменного перепада давления.

Измеряемая среда – этан; наибольший измеряемый расход Q_н.max = 900 м³­­­­­/ч; минимальный измеряемый расход Q_н.max = 300 м³/ч; избыточное давление перед сужающим устройством Р_и = 2 кгс/см²; дополнительные потери давления на СУ при максимальном расходе; Р_пд = 0,14 кгс/см²; барометрическое давление окружающего воздуха р_б = 760 мм. рт. ст.; температура газа перед СУ t = 9^o C; плотность газа r_ном = 1,356 кг/м³; динамическая вязкость m = 8,630*10^-6 Па/м²; диаметр трубопровода СУ при 20^О С D20 = 100 мм; материал СУ – стальная диафрагма с фланцевым отбором из стали марки X17, стальные цельнотянутые трубы изготовленные волочением в холодном состоянии.

Температура газа перед СУ:

Т = 273,15 + 9 = 282,73 К;

Барометрическое давление:

р_б = 760*13,595*10^-4 = 1,03322 кгс/см²;

Абсолютное давление газа перед СУ:

р = р_и + р_б = 2 + 1,03322 = 3,03322кгс/см²;

Абсолютная шероховатость стенок трубопровода:

k = 0,03;

Комплексный коэффициент приведения избыточного давления:

К_р = 26,1082/(26,831 - r_ном) = 26,1082/(26,831 - 1,356) = 1,02486;

Комплексный коэффициент приведения температуры:

К_Т = 1,2864/(0,56364 + r_ном) = 1,2864/(0,56364 +1,356) = 0,6701;

Псевдоприведенное избыточное давление:

р_и.п. = р_и*К_р = 2*1,02486 = 2,04982 кгс/см²;

Псевдоприведенная температура:

t_п = К_т*(t + 273,15) –273,15 = 0,6701*282,73 – 273,15 = – 83,6926 ^ОС;

Коэффициент сжимаемости газа:

К = 0,9924;

Показатель адиабаты газа:

l = 1,29 + 0,704*10^-6*(2575 + (346,23 - Т)²)*р = 1,29 + 0,704*10^-6*(2575 + (346,23 – 282,73)²)*3,03322 = 1,3041;

Поправочный множитель на тепловое расширение диафрагмы:

К_t = 0,9999

Вспомогательная величина:

;

Приближенное значение относительной площади диафрагмы и предельный перепад давления дифманометра: m = 0,15; Dр_н = 1600 кгс/м;

Число Рейнольдса при максимальном расходе газа:

;

Число Рейнольса при минимальном расходе газа:

;

Минимально допустимое число Рейнольдса: Re_min = 5000, условие Re > Re_min выполняется.

Приближенное значение коэффициента расширения газа:

e = 1– (0,41 + 0,35*m²)Dр_н/(рl) = 1 – (0,41 + 0,35*0,15²)*1600*10^-4 /(3,03322*1,3041) = 0,9831;

Относительная шероховатость: £ 10, следовательно

Коэффициент расхода диафрагмы:

где l₁ = l₂ = 0,254

= 0,60948;

Вспомогательная величина:

(ma)₁ = C/(e) = 4,7794/0,9831*40 = 0,12154;

Относительная площадь сужающего устройства:

;

Коэффициент расширения газа при m₁:

;

Так как e – e₁ = 0,9831 – 0,9828 = 0,00025 < 0,0005, то значения e₁ и m₁ можно считать окончательными.

Расчетный диаметр отверстия сужающего устройства при 20^О С:

мм;

Проверим правильность расчета. Коэффициент расхода диафрагмы при m₁:

= 0,67622;

Объёмный расход газа соответствующий предельному номинальному перепаду давления дифманометра:

*38,7337² = 750,98 м³/ч.

Вывод: Отклонение Q_ном.пр. от заданного значения объемного расхода находится в допустимых пределах. Полученные значения e₁ и m₁ можно считать окончательными.