《过程参数检测及仪表》课程设计报告

1、课程设计报告（2015 - 2016 年度第一学期）名 称：过程参数检测及仪表课程设计题目： 标准节流装置的计算 TOC o 1-5 h z 院系：班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：成绩：日期：年 月日、课程设计的目的与要求本课程设计为自动化专业过程参数检测及仪表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。、设计正文第一类命题1.已知：流体为水，工作压力（表压力）p = 0.58MPa,工作温度t =30；管道D2O = 100mm, 材料为20号钢旧无缝管；节流装置采用角接取压标准孔板，材料为1J18Ni9Ti ,d

2、20 = 50.38mm；差压p=5x:104Pa,求给定差压值下的水流量 qm。解题过程：（1）辅助计算。工作压力（绝对压力）：pa =p pb =0.58 0.1 =0.68MPa查表可得：水密度 自=995.5502kg /m3,其动力粘度 n = 828.0053父10-6 Pa s ,管道线膨胀系数 =11.16父10-6/ C,节流件线膨胀系数3=16.60父10-6/ C,20号钢旧无缝将水视为不可压缩流体则其可膨胀性系数e = 1。（2）题目未对管道直管段长度做出要求，故无需考虑此项检查；由于没有查出管的管壁等效绝对粗糙度K,无法检查管道粗糙度K/D是否满足要求。(3)迭代计算

3、。106对角接取压标傕孔板：C = 0.5959 +0.0312 0 0.184 08+0.0029 0 ()ReD令 ReD,得初值 G =0.60253 。在MATLAB编写迭代程序：A=316681.1485;beta=0.50383;C(1)=0.60253;i=1;deta=1;while (deta0.000001)Re=A*C(i);i=i+1;C(i)=0.5959+0.0312*(betaA2.1)-0.184*(betaA8)+0.0029*(betaA2.5)*(1000000/Re)A0.75)；deta=abs(C(i)-C(i-1)/C(i);end迭代的中间结果如

4、下：则最终可得C = 0.604337(4)最终结果。第二类命题9.流体为过热蒸汽，最大流量qmmax=3Ml03kg/h ,常用流量qmch = 2.5 03kg/h ,最小流量qmmin=1.5 x103kg/h ；工作压力(表压力)p = 1MPa工作温度t =310 C；管道D20 = 76.2mm,材料为20号钢新无缝管，允许压力损失 与 d0n(a =1,1.2,1.6,2,2.5,3,4,5,6,8 ; n =0或任意正、负整数)最大流量qmmax = 3 M103kg/h ,选取最近的流量系列值q*mmax= 3父103kg/h。2)对应的年库确定。(a)从对压力损失的要求出发

5、，标准喷嘴差压上限APmaxne 3.5) Cy，但实际上若取2max = 3A oy = 90kPa ,选择最近的差压系列值Apmax = 100kPa ,最终验算出的压力损失囿定45kPa30kPa ,远不满足题目要求。(b)为减小压力损失，选择较小的差压上限pmax = 34卬=90kPa ,选取最为靠近的差压系歹u值 Apmax = 6x10kPa =60kPao I max工作压力(绝对压力)：pa =p + pb =1.1MPa验算 空x= 0.0545 0.25 ,符合规定。Pa验算ReDmin =0.354 qmmn = 336520.143 5 *3.4父105,查表得所有0

6、值对应的最小雷诺数 由推荐值Red03Pa。计算,C & d 20。1)辅助计算。查表可得：过热蒸汽密度p, =4.1999kg/m 3 ,其动力粘度 刀=20.6275父10-6 Pa s ,管道线膨胀系数 =13.38 x10-6/ C,节流装置线膨胀系数为=17.50 X10-6/ C,过热蒸汽等嫡指数r = 1.3。2)迭代计算。假设C0 =6=1。根据以下公式进行迭代：从n=3起用快速弦截法公式：Xn =Xn-1 -圣1 Xn-1 -Xn-25,-1 - -2精度判别公式：en =本/A假设判别条件：|enR5 10,在MATLAB编写迭代程序：A=0.255323; Re=5600

7、00;k=1.3; tau=0.999958;j=1;C(1)=1; epsilon(1)=1; e(1)=1;while (e(j)5*10A(-10)j=j+1；if j=3;X(j)=A/(C0-1)*epsilon(j-1);elseX(j)=X(j-1)-(delta(j-1)*(X(j-1)-X(j-2)/(delta(j-1)-delta(j-2);endbeta(j)=(X0)A(2)/(X(j)A(2)+1)A(1/4);C(j)=0.99-0.2262*(beta(j)A4.1)-(0.00175*(beta(j)A2)-0.0033*(beta(j)A4.15)*(10A

8、6/Re)A1.15);epsilon(j)=sqrt(k*tauA(2/k)/(k-1)*(1-beta(j)A(4)/(1-betaO)A(4)*tauA(2/k)*(1-tauA(k-l)/k)/(l-tau)；delta(j)=A-X(j)*C(j)*epsilon(j);e(j)=abs(delta(j)/A);end迭代的中间结果如下：则最终可得 0 = 0.503086, C =0.975981,= 0.999974(4)确定最小直管段长度|0、|1、|2o向上估计 0 = 0.55 ,查表得：l0=f( 0 = 0.7,渐扩管)父0.5 =30Dt M0.5 =1.147m 计

9、算压力损失并进行核算。1)验算压力损失：对ISA1932喷嘴，正常流量下压损为期=中 * Apch = 24.7kPa A cy/- B4+Cb2压力损失验算合格。2)核算正常流量：(6)计算基本误差。91)对于ISA1932喷嘴：由于 0 球 0.5 0.6 ,SC/C =0.8%2)设a/D =0.1%,应/d =0.05%3)1151DP电容式差压变送器为0.2级：& =- M(差压计允许绝对误差)=2 m 1 m 0.2%父60000 = 0.192%Ap3Apch3 416674）假设温度、压力的测量不确定度为1%则占J p=1%5）总不确定度:6）基本误差：三、课程设计总结或结论.所得：本次课程设计，虽只有短暂的五天，我却得到巨大的锻炼。当面对一个灵活且没有 固定答案的问题，考虑的东西比平时面对理论知识要多，进而会从思考中发现，处理这 个问题需要而自己欠缺的的东西，促动自己努力探索尚未涉足的领域！.所悟：首先对于第一类校验问题的计算多了点熟练，相关计算并不是很难，重点在于对题目中各个参数概念的把握及对应单位的留心，特别是对于工作压力与绝对压力的区别。迭代部分利用计算机实现，既加快运算速度