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1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告( 20152016 年度第 一 學(xué)期)課 程: 過(guò)程參數(shù)檢測(cè)及儀表 題 目: 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算 院 系: 自動(dòng)化系 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 設(shè)計(jì)周數(shù): 一周 成 績(jī): 日期:年月日過(guò)程參數(shù)檢測(cè)及儀表課程設(shè)計(jì)任 務(wù) 書(shū)一、 目的與要求本課程設(shè)計(jì)為檢測(cè)技術(shù)與儀器、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)過(guò)程參數(shù)檢測(cè)及儀表專(zhuān)業(yè)課的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)本課程設(shè)計(jì),使學(xué)生加深過(guò)程參數(shù)檢測(cè)基本概念的理解,掌握儀表的基本設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟。二、 主要內(nèi)容通過(guò)本門(mén)課程設(shè)計(jì),使學(xué)生了解流量測(cè)量的基本原理,流量?jī)x表的基本結(jié)構(gòu),掌握節(jié)流式流量計(jì)的設(shè)計(jì)方法和一般設(shè)計(jì)步驟。三、 進(jìn)度計(jì)劃序號(hào)設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn))內(nèi)容完
2、成時(shí)間備注1選定所設(shè)計(jì)的節(jié)流式流量計(jì)的設(shè)計(jì)題目,查閱相關(guān)技術(shù)資料2016年1月18日2分析計(jì)算,確定設(shè)計(jì)方案2016年1月19日3繪制節(jié)流件的機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙2016年1月20日4撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2016年1月21日5提交設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),并答辯2016年1月22日四、 設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn))成果要求提交設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)五、 考核方式答辯 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 2016年 1 月 22 日一、課程設(shè)計(jì)(綜合實(shí)驗(yàn))的目的與要求 本課程設(shè)計(jì)為檢測(cè)技術(shù)與儀器、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)過(guò)程參數(shù)檢測(cè)及儀表專(zhuān)業(yè)課的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)本課程設(shè)計(jì),使學(xué)生加深過(guò)程參數(shù)檢測(cè)基本概念的理解,掌握儀表的基本設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟。
3、二、設(shè)計(jì)正文第一類(lèi)命題(2):已知條件:流體為過(guò)熱蒸汽,工作壓力,工作溫度;管道,材料為X20CrMoV121合金鋼新扎無(wú)縫鋼管;節(jié)流件為角接取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴,材料為1Cr18Ni9Ti;差壓,求(1)給定差壓值下的蒸汽流量;(2)計(jì)算測(cè)量時(shí)的壓力損失。解:(1):輔助計(jì)算工作壓力(絕對(duì)):查表得到過(guò)熱蒸汽密度,過(guò)熱蒸汽動(dòng)力粘度,管道線膨脹系數(shù),節(jié)流件線膨脹系數(shù),過(guò)熱蒸汽等熵指數(shù)。計(jì)算:根據(jù)題意可知,直管段長(zhǎng)度和粗糙度符合要求迭代計(jì)算流量對(duì)于角接取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴,其流出系數(shù)為 (1.1)令式中,此時(shí)流出系數(shù)的初始值為則將的值帶入式(1.1)得同理可得 根據(jù)再利用(1.1)計(jì)算得這時(shí)迭代計(jì)算結(jié)束,所以得
4、(2)對(duì)于角接取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴,其壓力損失可近似計(jì)算為此題計(jì)算完成第二類(lèi)命題(1):1. 已知條件:流體為過(guò)熱蒸汽,最大流量,常用流量,最小流量;工作壓力,工作溫度;管道,材料為X20CrMoV121,新無(wú)縫管,允許壓力損失;管道阻力件:上游第一阻力件為90°平面彎頭,上游第二阻力件為全開(kāi)閘閥。(1)確定標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件形式;(2)選定差壓計(jì);(3)計(jì)算;(4)確定最小直管段長(zhǎng)度;(5)計(jì)算壓力損失并進(jìn)行核算;(6)計(jì)算基本誤差。此題設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為:序號(hào)項(xiàng) 目符號(hào)單位數(shù) 值1被測(cè)介質(zhì)名稱(chēng)過(guò)熱蒸汽2流量測(cè)量范圍:正常最大最小qqqkg/hkg/hkg/h2300002400001000003介質(zhì)溫
5、度t°C5504介質(zhì)絕對(duì)壓力pMPa13.25管道內(nèi)徑實(shí)測(cè)值Dmm2216管道材料X20CrMoV121新無(wú)縫管7節(jié)流件取壓形式標(biāo)準(zhǔn)噴嘴(角接取壓)8管道阻力件上游第一阻力件為90平面彎頭,第二阻力件為全開(kāi)閘閥9正常流量下允許的壓力損失Pa601010管道簡(jiǎn)圖:解:求工作狀態(tài)下各介質(zhì)參數(shù)。由介質(zhì)的工作溫度和工作壓力查表可得介質(zhì)密度,介質(zhì)動(dòng)力粘度,過(guò)熱蒸汽的等熵指數(shù)。由管道材料X20CrMoV121和工作溫度,查得管道材料線膨脹系數(shù)。求工作狀態(tài)下管道直徑計(jì)算正常流量和最小流量下雷諾數(shù):11.7187710可見(jiàn),在最小流量下的雷諾數(shù)R已超過(guò)各種形式標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件雷諾數(shù)使用范圍的下限。(1)確
6、定節(jié)流件形式由于該題目所測(cè)流體為過(guò)熱蒸汽,且壓力損失的限制較為嚴(yán)格,故選用角接取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。(2)選定差壓計(jì)從用戶(hù)對(duì)壓力損失的要求出發(fā),取P=3=360 =18010Pa選取最靠近的壓差系列值,取,可選用1151DP電容式差壓變送器,其量程范圍為31.1186.8kPa,耐靜壓為14MPa,變送器差壓量程調(diào)整在0160*10Pa。本例最大流量為250t/h,所以流量計(jì)流量刻度上限q定為250t/h。驗(yàn)算:,符合規(guī)定(3)計(jì)算、C、d、壓力損失計(jì)算常用流量下的差壓值 P 求不變量A迭代計(jì)算先確定C的初始值然后按下列各式求取X、C、設(shè)初始假定值C=0.95;=0.99, 對(duì)迭代法用C語(yǔ)言編程有#i
7、nclude <stdio.h>#include<math.h>void main()double c=0.95,e=0.99,a=0.46441,b,x,t=1,w;while(t>0.00005)x=a/(c*e);b=pow(1+1/(x*x),-0.25);c=0.9900-0.2262*pow(b,4.1)-(0.00175*pow(b,2.0)-0.0033*pow(b,4.15)*pow(1/11.71877),1.15);e=sqrt(pow(1-165.3125/13200),(2/1.3)*(1.3/0.3)*(1-pow(1-165.3125
8、/13200),0.3/1.3)*(13200/165.3125)*(1-b*b*b*b)/(1-b*b*b*b*pow(1-165.3125/13200),2/1.3);t=(a-x*e*c)/a;w=(sqrt(1-b*b*b*b)-c*b*b)*165.3125*1000/(sqrt(1-b*b*b*b)+c*b*b);printf("%f,%f,%f,%f,%f",x,c,e,b,w); 運(yùn)行此程序得到迭代計(jì)算后的結(jié)果為X=0.495007C=0.947245=0.990425=0.666056=59771.968834驗(yàn)算壓力損失:上一步求得正常流量下的壓力損失為
9、:=59771.968834<=60000壓力損失驗(yàn)算合格。驗(yàn)算流量=154775.96kg/h確定d選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼為噴嘴材料,查表得=18.2*101/°C則=149.742mm(4)確定最小直管段長(zhǎng)度l,l,l按=0.7,上游側(cè)第一阻力件為90°平面彎頭,第二阻力件為全開(kāi)閘閥,查表得:l=28D=280.222446.23ml=10D=100.222442.22ml=7D=70.222441.56m(5)計(jì)算壓力損失并進(jìn)行核算已在(3)中算出(6)計(jì)算基本誤差流體為過(guò)熱蒸汽且=0.666056>0.6 設(shè)/d=0.05%,/D=0.2%,選定
10、的差壓變送器為0.2級(jí),則差壓測(cè)量值的不確定度:/p=假設(shè)溫度,壓力的測(cè)量值不確定度為 ,則/=0.5%所以,總不確定度為 1.02%本題計(jì)算完成。三、作圖D=221mmd=149.742mm由于且>0.5則噴嘴總長(zhǎng)度為0.6041d=90.459mmR1=0.2×d0.006d=29.9480.898mm,R2=保護(hù)槽直徑C1.06d=158.73mm,軸向長(zhǎng)度0.03d=4.99mm四、課程設(shè)計(jì)總結(jié)本次設(shè)計(jì)結(jié)果基本上符合實(shí)驗(yàn)要求。 在本次課程設(shè)計(jì)中,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,加深了對(duì)第一、第二類(lèi)計(jì)算命題的步驟的理解和應(yīng)用。自己不僅在理論水平上有所提高,更重要的是在實(shí)際工程應(yīng)用方面自己也有了很大的進(jìn)步。本次設(shè)計(jì)中的公式較多,計(jì)算量較大,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理,不僅鍛煉了自己處理數(shù)據(jù)的耐
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