过程参数与检测课程设计

1、word 文档 下载后可自由复制编辑课程设计 （综合实验 ）报告（ 2013 - 2014 年度第 2 学期 ）名 称：过程参数检测技术及仪表课程设计题 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：学 号：学生姓名：指导教师：设计周数：一周成 绩：日期： 2014 年 6月 30 日word 文档 下载后可自由复制编辑、课程设计 （综合实验 ） 的目的与要求本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业过程参数检测技术及仪表 A专业课的综合实践环节。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。、设计正文设计题目：流体为过热水蒸气最大流量

2、 Qm max= 670000 kg/h最小流量 Qm min= 200000 kg/h 工作温度 t = 550 材料 1Cr18Ni9Ti 不锈钢无缝钢管；常用流量 Qm ch= 600000 kg/h 工作压力 P1 = 13.2 MPa 管道 D20=362 mm允许压力损失 y 60 kPa ；上游第一阻力件为 90平面弯头 ，上游第二阻力件为全开闸阀设计任务书为序号项目符号单位数值1被测介质名称过热水蒸气2流量测量范围：正常Qm chkg/h600000最大Qm maxkg/h670000最小Qm minkg/h2000003介质温度tC5504介质工作压力pMPa13.25管道内

3、径实测值D20mm3626管道材料1Cr18Ni9Ti 新 无缝钢管7节流件取压形式标准喷嘴word 文档 下载后可自由复制编辑8管道阻力件上游第一阻力件为 90平面弯头，第二 阻力件为 全开闸阀9正常流量下允许的压力损失 yyPa6000010管道简图：题中所用参数名称如下：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4. 确定节流件形式孔板加工方便、 价格较廉， 但其压力损失 较大。 对于大型发电机组的过热水蒸汽管道雷 诺数较高， 允许压力损失 限制较严格，故常用喷嘴。 由于所测流体为过热蒸汽，且压力 损失的限制较为严格，

4、故选用标准喷嘴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 p1=13.2MPa ， t1=550 是过热水蒸汽介质动力粘度 =31.28*10 Pas密度 1=37.928kg/m管道材料线膨胀系数 D=18.20*10/ C等熵指数 =1.27 。word 文档 下载后可自由复制编辑2. 求工作状态下管道直径；Dt= D20 1+ D(t-20 ) =362*1+18.20*10*(550-20)=365.49(mm)3. 计算常用流量下的雷诺数；6 (mm)5. 选取压差计； P max=3* y=3*60kPa=180kPa选取最适

5、当的差压序列值，取 P max =200kPa 。参考附录表 II ，可选用 3051CD电容 式差压变送器，其量程范围为( 2.48 248)kPa，耐静压为 25MPa,变送器差压量程调整在 0200*10 3 Pa。本题中流体的最大流量为 670t/h ，所以流量计流量刻度上限 qm max定为 670t/h. 验算如下=180*10 3/(13.2*10 6)=0.01360.25, 符合规定5. 计算常用流量下的压差值；=(600/670)2*180=144.35kPa6. 迭代计算 值和 d 值；(1) 求不变量 A，得600000 = 0.482538 (144350*37.92

6、8 )word 文档 下载后可自由复制编辑(2) 设 Co=1， o=1。3）据公式=( 1-1/x2 )0.25迭代方程为：正常流量下的压力损失：迭代结束后，可按下式计算 和 d tword 文档 下载后可自由复制编辑在 Matlab 中运用如下程序迭代 5 次后所求数值趋于收敛，程序如下c=1.0000000,e=1.0000000,A=0.4825380;x=A/(c*e);b=(x*x/(1+x*x)(0.25);c=0.99-0.2262*(b4.1)-(0.00175*(b2)-0.0033*(b4.15)*(1/(66.86)1.15);e=(1-144.35/13200)(2/

7、1.3)*(1.3/0.3)*(1-(1-144.35/13200)(0.3/1.3)/(144.35 /13200)*(1-b4)/(1-(b4)*(1-144.35/13200)(2/1.3)0.5;A=(e*c*(b2)/(1-b4)0.5)b=(1+1/(x*x)(-0.25);d=365.49*(x*x/(1+x*x)0.25;求得结果如下：b =0.65923282c =0.94902051d =240.94300493e =0.99173908 dt=362*0.89520219=238.6422808(mm)7. 验算压力损失=53.66903235 kpa y压力损失验算合格

8、word 文档下载后可自由复制编辑5）确定 d20选用 1Cr18Ni9Ti 不锈钢为喷嘴材料，从附录表中查(-3)得d = 18.6*10-6/ Cd20=dt/(1+ d*(t-20) =238.6422808/1+18.6*10-6*(550-20)=236.3127101m m确定安装位置按 =0.65 ，查表 7-2 可得l1=22D=22*0. 365 49 8. 04ml2=7D=7* 0. 36549 2.56ml0=0.5*20D=10* 0. 36549 3.65m5、确定最小直管段长度 l0,l1,l2 和对管道粗糙度的要求。按=0.7，上游侧第一阻力件为 90平面弯头，

9、第二阻力件为全开闸阀，从表中查(7-4 )得管道相对粗糙度上限值为 4.0*10-4 ,所以管道的绝对粗糙度 Ks为Ks mm新无缝钢管的绝对粗糙度 Ks=0.051mm，选择内壁光滑的无缝钢管即能符合粗糙度要求6、计算基本误差流体为过热蒸汽且 = 0.65923282,流出系数的不确定度：c /C = (+-) (2*0.65923282-0.4)%= (+-)0.91846564% ； 流束膨胀系数的不确定度：/ = (+-)2*( p/p)%=2*144350/13.2*106%=(+-)0.02187121% ； 设节流件孔径的不确定度： d /d = 0.05%;管径的不确定度：D

10、/D = 0.1%;选定的差压变送器为 0.2 级，则p/ p=(差压计允许绝对误差 )*2/(3*p)=2*0.2%*200000/(3*144350)=0.18% 假设温度，压力测量不确定度为 (+-)1% ，则密度的不确定度： 1 /1 = 1.0%;所以，总的不确定度为word 文档 下载后可自由复制编辑1.0611%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。 对以后的学习有了很大的帮助， 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。如热电偶温度计、电阻温度计、压力计等。它们的选择和应用是我们设计时必须优先