過(guò)程參數(shù)課程設(shè)計(jì)

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