- •1 Расчет сужающего устройства
- •1.1 Задание
- •1.1.1 Исходные данные ( вариант 25)
- •1.2 Определение недостающих данных для расчета
- •1.3.9 Определение поправочного множителя на тепловое расширение материала диафрагмы
- •1.3.10 Определение диаметра отверстия диафрагмы при температуре 20°с
- •1.3.11 Определение длин прямых участков тп перед и за диафрагмой
- •2 Проверка расчета
- •2.1 Определение значения расхода Qm, соответствующего наибольшему перепаду давления
- •2.2 Определение величины действительной (Pпд) и средне нормируемой ( ) потери давления
- •2.3 Определение относительной ошибки расчета
- •3 Расчет погрешностей при измерении расхода
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Омский государственный университет путей сообщения
ОмГУПС (ОмИИТ)
Кафедра: «Теплоэнергетика»
Измерение расхода потока жидкости через трубопровод
курсовая работа по д. «Управление, сертификация и инноватика»
Студент гр. 34з
Колшев И.Н.
подпись
2008 г.
Руководитель
доцент кафедры Т
В.В. Овсянников
подпись
2008 г.
Омск 2008
Реферат
УДК 621.436
Курсовая работа содержит 18 страниц, 3 таблицы, 2 источника, 1 лист графического материала.
Расходомерные установки переменного перепада, измерение, диафрагма,
дифманометр, водяной пар.
Объектом исследования является расходомерная установка переменного перепада для измерения расхода водяного пара.
Цель работы – рассчитать диафрагму для расходомерной установки переменного перепада давления.
В результате расчета соблюдены все условия выбора диафрагмы на основании заданных погрешностей.
В курсовой работе сделан чертеж расходомерной установки переменного перепада.
Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word XP.
Содержание
Введение……………………………………………………………………...4
1 Расчет сужающего устройства……………………………………………5
1.1 Задание……………………………………………………………………5
1.2 Определение недостающих данных для расчета………………………6
1.3 Выбор сужающего устройства………………………………………….7
2 Проверка расчета…………………………………………………………12
3 Расчет погрешностей при измерении расхода………………………….14
Заключение………………………………………………………………….17
Список использованных источников……………………………………...18
Введение
Для измерения расхода применяются расходомеры постоянного и переменного перепада.
Комплект приборов, предназначенных для измерения расхода по перепаду давления, состоит из сужающего устройства, устанавливаемого в трубопроводе, и из дифманометра, измеряющего перепад давления в сужающем устройстве. При наличии дистанционной передачи показаний, в комплект приборов, кроме перечисленных выше, входят вторичные приборы, служащие для показания, записи и суммирования расхода.
При измерении расхода методом переменного перепада применяются конденсационные и разделительные сосуды, отстойники, воздухосборники, контрольные сосуды, запорные и продувочные вентили; установка того или иного вспомогательного устройства определяется характером и состоянием измеряемого вещества, схемой измерения и взаимным расположением сужающего устройства и дифманометра.
Сужающее устройство представляет собой прибор, образующий местное сужение в трубопроводе, в котором при протекании потока жидкости, газа или пара вследствие перехода части потенциальной энергии давления в кинетическую скорость потока в суженном сечении повышается, в результате чего в сужающем устройстве создается перепад давления, пропорционального квадрату расхода вещества, проходящего через сужающее устройство, при постоянной площади отверстия истечения.
Перепад давления измеряется дифманометрами, градуированными в единицах расхода вещества или в единицах перепада давления. Дифманометры, служащие для измерения расхода по методу переменного перепада, выпускаются жидкостные и пружинные.
1 Расчет сужающего устройства
1.1 Задание
Произвести расчет диаметра нормальной диафрагмы (сталь 1Х18Н9Т) для измерения расхода среды по исходным данным; выполнить расчёт средней квадратической погрешности измерения.
1.1.1 Исходные данные ( вариант 25)
Измеряемой средой для данного варианта будет являться вода, а материал, из которого изготовлен трубопровод – углеродистая качественная сталь (Ст 20).
Таблица 1 – Исходные данные
Наименование |
Обозначение |
Единица измерения |
Величина |
Диаметр трубопровода при t =20°С |
D20 |
мм |
200 |
Абсолютное давление среды |
Р1 |
МПа |
0,9 |
Температура измеряемой среды |
t1 |
°С |
120 |
Максимальный расход среды |
Qmax |
кг/ч |
|
Средний расход среды |
Qср |
кг/ч |
|
Допустимая потеря давления |
∆Рд |
мм. вод. ст. |
15000 |
1.2 Определение недостающих данных для расчета
1.2.1 Плотность пара в рабочих условиях
Используя исходные данные, а именно: значения Р1, t1, по таблице 2 [1], определяем плотность пара в рабочих условиях:
= 942,86 кг/м³.
1.2.2 Определение поправочного множителя на тепловое расширение материала трубопровода
Учитывая, что материал, из которого изготовлен трубопровод (ТП) – Ст20, t1 = 120°С, по рисунку 9 [1] определяем значение поправочного множителя на тепловое расширение материала трубопровода :
= 1,00057.
1.2.3 Определение внутреннего диаметра ТП при рабочей температуре
Значение внутреннего диаметра ТП при рабочей температуре определяем по формуле:
, (1)
мм.
1.2.4 Динамическая вязкость пара в рабочих условиях
Используя исходные данные, а именно: значения Р1, t1, по рисунку 3 [1] определяем динамическую вязкость пара µ в рабочих условиях:
µ = 24,35·10-6 кг·с/м2.
1.3 Выбор сужающего устройства (СУ) и дифференциального манометра (ДМ)
1.3.1 Выбор СУ
Из пункта 1.2.3 видно, что D < 400 мм, поэтому в качестве СУ выбираем камерную диафрагму, изготовленную из Ст 1Х18Н9Т и устанавливаемую во фланцах с фланцевым отбором импульса давлений.
1.3.2 Определение предельного перепада давления (∆Pн) ДМ
∆Pн выбирается из следующих двух стандартных рядов:
1. ∆Pн = 10,16,25,40,63,100,160,250,400,630,1000 и так далее, [кгс/м²];
2. ∆Pн = 0,4;0,63;1,0;1,6;2,5;4,0;6,3 и так далее, [кгс/см²].
Выбираем ∆Pн = 0,63 кгс/см² или 0,63· кгс/м².
1.3.3 Определение верхнего предела измерения ДМ
Верхний предельный расход среды Qпр выбирается по Qmax так, чтобы Qпр находилось в ряде:
Qпр = а· ,
где а – стандартное число, равное 1;1,25;1,6;2,0;2,5;3,2;4,5;6,3;8,0;
n – целое положительное или отрицательное число или нуль.
Получаем:
Qпр = 125· кг/ч.
1.3.4 Определение вспомогательной величины
Значение m·α определяем по формуле:
, (2)
.
1.3.5 Определение приближенного значения модуля m
Приближенное значение модуля m определяем при помощи рисунка 15 [1]:
m = 0,19.
1.3.6 Определение среднего поправочного множителя на расширение среды ξср
Пользуясь рисунком 8 [1], можно определить ξср. Перед этим необхо-димо найти значение по формуле:
, (3)
.
Для воды εср=1.
1.3.7 Определение вспомогательной величины
Так как измеряемая среда вода, то значение
, (4)
будет равно значению m·α, а следовательно m·α0=0,102.
1.3.8 Определение числа Рейнольдса
Пользуясь формулой (5), определим число Рейнольдса:
, (5)
Пользуясь таблицами 2 и 3, определим минимальное и граничное значения числа Рейнольдса.
Таблица 2 – Значения Remin для диафрагмы в зависимости от значения m
m |
Remin |
0,05 – 0,20 |
10000 |
<0,20 – 0,50 |
20000 |
>0,50 |
40000 |
Таблица 3 – Значения Reгр для диафрагмы в зависимости от значения m
m |
Reгр |
0,20 |
56000 |
0,35 |
11100 |
Получаем Remin = 10000, Reгр = 56000, а, следовательно, выполняется условие Re > Reгр.