17

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 (∆P_н) ДМ

∆P_н выбирается из следующих двух стандартных рядов:

1. ∆P_н = 10,16,25,40,63,100,160,250,400,630,1000 и так далее, [кгс/м²];

2. ∆P_н = 0,4;0,63;1,0;1,6;2,5;4,0;6,3 и так далее, [кгс/см²].

Выбираем ∆P_н = 0,63 кгс/см² или 0,63· кгс/м².

1.3.3 Определение верхнего предела измерения ДМ

Верхний предельный расход среды Q_пр выбирается по Q_max так, чтобы Q_пр находилось в ряде:

Q_пр = 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:

Q_пр = 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 ξ_ср

Пользуясь рисунком 8 [1], можно определить ξ_ср. Перед этим необхо-димо найти значение по формуле:

, (3)

.

Для воды ε_ср=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 Re_min 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 Re_гр для диафрагмы в зависимости от значения m

m	Reгр
0,20	56000
0,35	11100

Получаем Re_min = 10000, Re_гр = 56000, а, следовательно, выполняется условие Re > Re_гр.