过参课程设计报告

1、.课程设计报告( 2011 - 2012 年度第 2 学期)名 称： 过程参数检测及仪表 题 目： 标准节流装置第二类命 题的设计与计算 院 系： 控制与计算机工程学院 班 级： 测控0901班 学 号： 1091160108 学生姓名： 吴运慧 指导教师： 段泉圣 设计周数： 一周 成 绩： 日 期：2012年 6 月 20 日过程参数检测及仪表课程设计任 务 书一、 目的与要求通过课程设计使学生了解火力发电厂流量测量现状，掌握标准节流装置第二类命题的设计和计算。二、 主要内容1 选定课程设计题目，查阅相关资料。2 进行理论计算选择节流件形式和差压计类型和量程。3 计算常用流量下的差压值，

2、进行迭代计算求出 等。4 进行验算并确定直管段长度和管段粗糙度的要求，并计算不确定度。5 写出设计报告，要求文字整洁语言通顺制图规范。三、 进度计划序号设计内容完成时间备注1选定课程设计题目查阅相关资料一天2对已知条件进行分析与计算两天3撰写设计报告一天4论文答辩一天四、 设计成果要求本课程设计以满足实际工程要求为目的。设计结果符合国标GB/T264-93流量测量装置的规定。五、 考核方式根据课程设计报告书撰写情况及答辩情况评定成绩。 学生姓名：吴运慧 指导教师：段泉圣 2012 年 6 月 20 日标准节流装置第二类命题的设计与计算一、 设计任务书序号项目符号单位数值1234567被测介质名

3、称流量测量范围：正常 最大 最小介质绝对压力工作温度管道内径（20实测值）管道材料喷嘴材料正常流量下允许的压力损失McomMmaxMmin patD20 pyt/ht/ht/hMpammMPa锅炉给水 1000 1200 400 17.6 278 29120号锅炉钢1Cr18Ni9Ti50管道和局部阻力件敷设简图：二、设计内容1 求工作状态下各介质参数根据锅炉给水工作状态下的压力P1=17.6Mpa，温度t1=278：查表得密度=778.477Kg/m3 ， 动力粘度=97.7996×106Pa·s，等熵指数=1。根据管道材料和工作温度278:查表得线性膨胀系数=12.78

4、× mm/(mm*-1)。2 工作状态下管道直径 =1+(t20)=291×1+12.78× ×(27820)=291.96 mm 计算常用流量下的雷诺数ReD=0.354Mcom/(Dt) =0.354×1200000/(291.96×97.7996×10-6) =1.49×107 (4) 选择差压计类型及量程 从用户对压力损失的要求出发，取： 选取最靠近的差压系列值，取pmax=100Kpa 参考附录，可选用1151DP电容式差压变送器，其量程范围为（317519050）9.81Kpa,耐静压为14Mpa，变送

5、器的量程调整为0100103Mpa。 本例中流体的最大流量为1000t/h,所以流量计流量刻度上限M*mmax定为1000t/h。 验算：=，符合规定。 计算常用流量下的差压值=kPa 迭代计算值和d值 1）流量公式 ，将已知数移至等号的另一边，形成以不变量A即： 2）设。3）据公式：= 进行迭代计算，精度判断公式为En=n/A,假设判别条件为（n=1,2，）。4） 迭代计算用matlab编程，进行迭代计算, 计算结果为：= 0.620041731 C= 0.958117544E= 8.707301546e-011求得dt，得=291.96 0.620041731= 181.027mm迭代程序

6、如下： format longA=0.39901633;C=1;Re=1.49 *107;E=1;while E>5*10(-10) X=A/C; beta=(1+X(-2)(-0.25);C=0.9900-0.2262*beta4.1-(0.00175*beta2-0.0033*beta4.15)*(1000000/Re)1.15; E=abs(1-X*C/A);end betaCE 验算压力损失Pa <py符合设计要求。 验算流量=999995.76kg/h 确定选用1Cr18Ni9Ti作为喷嘴材料,从附录表中差得=17.2×106-1 确定安装位置根据=0.6200

7、417310.65和管路系统，查表得：L1=22D=22×291.96= 6.423m L2=7D=7×291.96= 2.044m L0=10D=10×291.96=2.9196m三、标准节流装置流量测量的结果和其不确定度不确定度公式如下：式中所有的不确定度的置信概率均为95%。对于标准喷嘴有： 流出系数和流束膨胀系数的不确定度为：0.6, c/C= (2-0.4)%= (2 0.620041731-0.4)%= 0.8400835% 流件孔径的不确定度：它是与量器的误差、值误差和工作温度t值误差有关，设； 管径的不确定度：在按标准规定实测的情况下，管道直径不确

8、定度： 差压测量值的不确定度：若DP1151电容式差压变送器准确度等级为0.2级， 假设温度测量不确定度为，则密度值的不确定度为由上述已知条件可求得，总的不确定度为： =0.85968%四课程设计总结：标准节流装置计算中的第二类命题，即：设计计算，需要在给定各参数的条件下设计一套节流装置，包括确定节流件开孔直径d，差压变送器量程，安装位置以及总流量测量不确定度。在计算Xn ，n ，Cn ，n ，n ，En的过程中，我采用了MATLAB编程迭代计算的方法，严格按照课本的步骤进行了计算，并且在整体计算过程中加深了对命题的理解。节流式流量计是目前工业生产中应用最为广泛的一类流量测量装置，可以用来测量气体、液体和蒸汽的流量。火电厂中，给水流量、蒸汽流量都采用这种方法进行测量。因节流式流量计无可动部件，因此可靠性高，可测高压力、高温度的流体，而其他流量计都因此不能适用。而标准节流装置是由标准节流件、符合标准的取压装置和节流件前后直管段三部分组成的标准的节流式流量计。而本次课设中用到的ISA1932喷嘴是标准节流装置中的一种。ISA1932喷嘴由垂直轴线的入口平面、圆弧面、收缩部分、圆管形喉部和防止边缘被损伤所要求的保护槽等部分组成。圆筒形喉部的孔径是节流件的特征孔径，喷嘴各部分结构尺寸、粗糙度在标准中都有要求。标准喷嘴的压力损失比标准孔板小，可用于测量温度和压力较高的蒸汽、气体流