- •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
1.3.9 Определение поправочного множителя на тепловое расширение материала диафрагмы
По рисунку 9 [1] определяем значение :
= 1,0020.
1.3.10 Определение диаметра отверстия диафрагмы при температуре 20°с
Диаметр отверстия диафрагмы при температуре 20°С находим по формуле:
, (6)
мм.
1.3.11 Определение длин прямых участков тп перед и за диафрагмой
Выбираем наименьшую длину прямых участков трубопровода перед сужающим устройством – группу колен в разных плоскостях или смешивающиеся потоки.
Длина прямого участка перед диафрагмой:
(7)
где - отношение определяем по рисунку 12 [1], .
мм.
мм.
Прямой участок перед СУ равен 1500мм. Следовательно условие выполняется .
Длина прямого участка за диафрагмой:
(8)
где - отношение определяем по рисунку 13 [1], .
мм.
мм.
Прямой участок после СУ равен 1500мм. Следовательно условие выполняется .
2 Проверка расчета
2.1 Определение значения расхода Qm, соответствующего наибольшему перепаду давления
По формуле (9) находим Qm:
, (9)
где α – коэффициент расхода (определяем по рисунку 17 [1]), α = 0,5492;
dt – диаметр отверстия диафрагмы при температуре t1=120°С,
,
мм.
кг/ч.
2.2 Определение величины действительной (Pпд) и средне нормируемой ( ) потери давления
Определим Pпд по формуле:
, (10)
где – определяем, используя рисунок 14 [1];
= 83 % или = 0,83.
∆Pн = 0,63 атм.
кгс/м².
По формуле (11) определим :
, (11)
кгс/м²,
то есть выполняется условие: Pпд <
2.3 Определение относительной ошибки расчета
Находим относительную ошибку расчета ∆ по формуле:
, (12)
%,
то есть выполняется условие: δ < 0,2%.
3 Расчет погрешностей при измерении расхода
Из формулы (9) видно, что измерение расхода есть измерение косвенное. Для косвенного измерения средняя квадратическая погрешность (СКП) опре-деляется через средне квадратические погрешности σα, σξ, σd, σρ, σ∆P, а именно:
. (13)
В уравнение расхода всегда входят две группы величин, отличающиеся способом их получения. К первой группе относятся α и ξ, определяемые путем большого числа измерений, для них средне квадратические отклонения (СКО) определены.
Ко второй группе относятся d, ρ, ∆P – для них известны лишь максимальные относительные погрешности(δd, δρ, δ∆P); суммирование этих величин допускают лишь при условии, что σd, σρ, σ∆P соответственно равны половине δd, δρ , δ∆P .
Класс точности дифференциального манометра (ДУ) характеризует и поэтому в выше указанном уравнении слагаемое заменяем на и принимаем, что величиной σd можно пренебречь, тогда получаем следующее выражение для определения погрешности измерения расхода:
, (14)
где σα – СКП коэффициента расхода, %;
σξ – СКП поправочного множителя ξ, %;
σρ – погрешность плотности измеряемой среды, %;
- СКП показаний по шкале ДМ, %.
, (15)
где - СКП исходного коэффициента диафрагм (определяется по рисунку 14-8-1 [1]), = 0,615;
- СКП поправочного множителя на шероховатость для диафрагм (определяется по рисунку 14-8-2 [1]), = 0;
- СКП поправочного множителя на не остроту входной кромки диафрагмы (определяется по рисунку 14-8-3 [1]), = 0,187;
- при Reд > Reгр – не учитывается, следовательно = 0%;
- СКП, учитывающая погрешность определения погрешности αи, обусловленную отклонением действительного диаметра от номинального, %.
,
%.
%.
(16)
, (17)
где σρt - СКП (относительная) табличного значения плотности, %.
,
где ∆ρ – абсолютная погрешность измерения плотности, равная половине единицы разряда последней значащей цифры значения плотности,
∆ρ = 0,25 кг/м3;
%.
,
где Pвп – верхний предел манометра, кгс/см2.
Выбираем тип манометра ДМ–3573 с пределами измерения 0 ÷ 1 кгс/см², следовательно Pвп = 1 кгс/ см².
δP – класс точности прибора, δP = 1.
%.
,
где ∆t – абсолютная погрешность измерения температуры, °С.
Выбрали термометр сопротивления типа ТСМ-100 с классом допуска А и приделом допустимых отклонений сопротивления , следовательно
∆t = 0,15·0,002·120=0,39°С
%.
%.
, (18)
где δa – основная допустимая погрешность показаний по шкале ДМ, принимаем δa = 1%.
%.
Из формулы (14) получаем:
%,
Таким образом, < 2%, следовательно, расчет произведен верно.
Заключение
В данной курсовой работе мы провели расчет диаметра нормальной диафрагмы для измерения массового расхода среды методом переменного перепада давления на сужающем устройстве. В данном случае, мы подобрали давление =0,63 кгс/ см² при диаметре трубопровода 200 мм., определили длины участков перед и за диафрагмой. Данная курсовая работа является важным этапом для формирования будущих инженеров. К курсовой работе прилагается чертеж на формате А2.
Список использованных источников
1. Методическое пособие
2. К.А. Миронов, Л.И. Шипетин Теплотехнические измерительные приборы.