11级过程参数检测及仪表课程设计-标准节流装置设计

课程设计报告( 2013- 2014 年度 第 1 学期)名 称：过程参数检测及仪表 题 目：标准节流装置设计与计算院 系：控制与计算机工程学院班 级：自动1105姓 名：学 号：成 绩： 日期： 2014 年 1 月 16 日一、课程设计的目的与要求通过本次课程设计，使学生加深课程中基础理论的理解，掌握设计过程参数检测系统的基本思路、实现手段和设计细节的处理。学生必须掌握节流变压降流量测量系统的组成、各部件的功能；能够根据实际工程情况设计合理的流量测量系统。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。二、设计正文（1）被测流体：锅炉给水；（2）流量：最大流量q=500t/h；常用流量q=400t/h；最小流量q=200t/h；（3）工作压力：P=13.6MPa； （表压）（4）工作温度：t=240C；（5）压力损失：105Pa；（6）管道内径：D=233mm；（7）管道材质：A3钢；（8）管道和局部阻力件敷设简图（l,l,l按节流件设计要求匹配）（9）希望采用：角接取压 标准喷嘴设计任务书序号项 目符号单位数 值1被测介质名称锅炉给水2流量测量范围：正常最大最小qqqt/ht/ht/h4005002003介质温度tC2404介质绝对压力pMPa13.75管道内径实测值Dmm2336管道材料A3钢7节流件取压形式标准喷嘴（角接取压）8正常流量下允许的压力损失Pa1059管道简图： C：节流装置流出系数Ks：相对粗糙度E：孔板厚度e：圆筒形厚度：直径比d：孔板开孔直径：流束膨胀系数1.求工作状态下的各介质参数；2.求工作状态下管道直径；3.计算常用流量下的雷诺数；4.选取压差计；5.计算常用流量下的压差值；6.迭代计算值和d值；7.验算压力损失；8.验算流量；9.确定d20;10.确定安装位置；11.计算流量测量总不确定度。设计过程：1.求工作状态下的各介质参数；由介质的工作温度和工作压力查附录II中的相应表格可得工作状态下锅炉给水的粘度=113.26*10 Pas，密度=824.16 kg/m，管道材料线膨胀系数=，取锅炉给水的等熵指数=1。2.求工作状态下管道直径；D= D1+（t-20）=233*1+13.45*10*(240-20)=233.69(mm)3.计算常用流量下的雷诺数；=0.354*/(233.69*113.26*10)=5.350*104. 选取压差计；=3*=3*100kPa=300kPa选取最靠近的差压序列值，取=300kPa。参考附录表II，可选用1151DP电容式差压变送器，其量程范围为（117689.5）kPa，耐静压为14MPa,变送器差压量程调整在0300*10Pa。本题中流体的最大流量为500t/h，所以流量计流量刻度上限定为500t/h.,符合规定5.计算常用流量下的压差值； 6.迭代计算值和d值；(1)求不变量A，得= (2)设。（3）据公式 精度判别公式为：假设判别条件：对于液体，迭代计算：1 第一步： =则：= 根据 计算： 精密度检查：，继续迭代。2 第二步： =则= 根据，计算： 0. 精密度检查： ，继续迭代。 3 第三步：=则=根据，计算：精密度检查： 迭代结束迭代计算中间值n123X0.0.0.0.0.0.C0.0.0.1112.*10-31.*10-51.*10-7E0.1.*10-41.*10-67.验算压力损失压力损失验算不合格,产生矛盾，则要适当放宽已知条件中的限制要求。重新取差压序列值迭代计算：4. 选取压差计；=3*=3*100kPa=300kPa选取最靠近的差压序列值，取=200kPa。参考附录表II，可选用1151DP电容式差压变送器，其量程范围为（117689.5）kPa，耐静压为14MPa,变送器差压量程调整在0200*10Pa。本题中流体的最大流量为500t/h，所以流量计流量刻度上限定为500t/h.,符合规定5.计算常用流量下的压差值； 6.迭代计算值和d值；(1)求不变量A，得= (2)设。（3）据公式 精度判别公式为：假设判别条件：对于液体，编程得：代码：#include #includevoid main()double c=1,e=1,a=0.,b,d,x,t,w;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);d=(a-x*e*c)/a;t=a-x*e*c;printf(%fn%fn%fn%fn%f,x,b,c,t,d);迭代计算中间值n1234X0.0.0.0.0.0.0.0.C0.0.0.0.11110.0.00E0.0.0.098.7.验算压力损失压力损失验算合格8. 验算流量；9.确定d;喷嘴材料为1Cr18Ni9Ti，从附录表中查得=17.20*10/C，则=98./1+17.20*10*(240-20)=98.3292mm 10.确定安装位置；取=0.45，根据管路系统=14D=14*0.27m=6D=6*0.40m=6D=16*0.74m11.计算流量测量总不确定度。流体为锅炉给水，对于标准喷嘴，=0.6/C =0.8%/ = 2*p/p%=2*/（13.6*106)%=0.%设/d =0.05%，/D =0.1%，选定的差压变送器为0.2级，则/p =2/3/*0.2%*=0.21%假设温度，压力的测量不确定度为1.0%，则/=1.0%;总不确定度：/q=(/C)+(/)+2/(1-)(/D)+2/（1-）(/d)+1/4（/p）+1/4(/) =0.9550%三、课程设计总结通过这次过程参数检测及仪表的课程设计，使我加深了对过程参数检测基本概念的理解，掌握了仪表的基本设计方法和设计步骤。这次课程设计的主要内容是标准节流装置的计算与设计，通过这次对第二类命题的计算，使得我对这类命题的了解又加深了许多，是一次很有意义的体验。通过这次实践环节，还让我认识到了实践的重要性。要真正落实时间环节，要在今后的学习中注意这几点：（1）重视对各种常用元件和工具的熟悉和使用，选择了合适的元件和工具才能进行下一步工作。（2）在课程设计当中，要多独立思考、独立操作、独立分析，以培养独立工作的能力和严谨的工作态度。（3）重视对实际问题的解决。学习了过程参数检测及仪表这门课程，不光是会解答课后问题，还要能够解决实际问题才是最重要的。在此次课程设计中，压差计的选择正确与否直接关系后续计算，只有选择最适当的压差序列值，才能使压力损失符