《过程参数检测及仪表》课程设计

《过程参数检测及仪表》课程设计（综合实验）任务书一、目的与要求通过本次课程设计，使学生能在充分掌握本课程基础理论的基础上，锻炼其综合所学知识，在工程的角度上解决实际问题的能力。1．1充分掌握《过程参数检测及仪表》课程的基本原理；1．2具备针对实际工程问题，设计合理检测系统的综合能力；1．3具备针对实际情况，对所需仪器仪表合理选型的能力；1．4重点掌握节流变压降流量测量系统的设计方法和具体细节。二、主要内容流体为过热蒸汽，最大流量为：q=230x103kg/h,常用流量mmaxq二200x103kg/h，最小流量q二100x103kg/h；工作压力13MPa，工作温度mchmmin550r；管道D二221mm，材料为12CrMoV钢轧制的新无缝钢管；允许压力损失W60kPa;；20上游第一阻力件为90o平面弯头，上游第二阻力件为全开球阀。求：（1）确定节流件形式；（2）选定差压计；（3）计算B,C,&,d；（4）确定最小直管段l,l,l；（5）计算压力损20012失△w并进行核算；（6）计算基本误差。max三、进度计划序号设计（实验）内容完成时间备注1熟悉设计内容，查阅相关资料2008年1月12日2具体设计2008年1月13日-1月14日3撰写设计报告2008年1月15日4答辩2008年1月16日四、设计（实验）成果要求1．课程设计报告;2．标准节流件的机械加工图.五、考核方式答辩学生姓名：

指导教师：

年月日第二类计算命题一、课程设计的目的与要求1.通过本次课程设计，使学生能在充分掌握本课程基础理论的基础上，锻炼其综合所学知识，在工程的角度上解决实际问题的能力。1．1充分掌握《过程参数检测及仪表》课程的基本原理；1．2具备针对实际工程问题，设计合理检测系统的综合能力；1．3具备针对实际情况，对所需仪器仪表合理选型的能力；1．4重点掌握节流变压降流量测量系统的设计方法和具体细节。二、设计正文（一）设计题目：流体为过热蒸汽，最大流量为：q=230x103kg/h,常用流量mmaxq二200x103kg/h，最小流量q二100x103kg/h；工作压力13MPa，工作温度mchmmin550r；管道D二221mm，材料为12CrMoV钢轧制的新无缝钢管；允许压力损失W60kPa;；20上游第一阻力件为90o平面弯头，上游第二阻力件为全开球阀。求：（1）确定节流件形式；（2）选定差压计；（3）计算B,C,d；（4）确定最小直管段l,l,l；（5）计算压力损20012失△w并进行核算；（6）计算基本误差。max（二）计算任务书：序号项目符号单位数值1被测介质名称过热蒸汽qmchkg/s2流量测量范围：正常最大qmmaxkg/s最小qmminkg/s27.783介质温度t。C5504介质工作压力PPa13X1065管道内径（20。C下实测值）D20m221X10-36管道材料12CrMoV钢轧制的新(三)设计步骤：1、准备计算：根据锅炉给水的工作压力P]=13MPa，可计算锅炉给水的绝对压力P=由正常工作时的绝对压力P=13.1MPa和温度t=550°C,可从表II-2中可查得：绝对压力P=13MPa,温度t=540C时，锅炉给水的密度为P=37.922kg/m3,绝对压力P=13MPa,温度t=560C时，锅炉给水的密度为P=36.670kg/m3,绝对压力P=14MPa,温度t=540C时，锅炉给水的密度为P=41.152kg/m3,绝对压力P=14MPa,温度t=560C时，锅炉给水的密度为P=39.761kg/m3,经线性化计算得，正常工作情况下，锅炉给水的密度为P=37.588kg/m3；可从表II-1中可查得：绝对压力P=10MPa，温度t=540C时，给水的动力粘度为耳二30.59x10-6Pa-s,绝对压力P=10MPa,温度t=560C时，给水的动力粘度为耳二31.38x10-6Pa-s,))2绝对压力P=15MPa，温度t=540°C时，给水的动力粘度为耳二30.96x10-6Pa-s,绝对压力P=15MPa,温度t=560C时，给水的动力粘度为耳二31.75x10-6Pa-s,经线性化计算得，正常工作情况下，给水的动力粘度为1二31.73x10-6Pa-s；由管道材料为12CrMoV钢轧制的新无缝钢管及工作温度550C，可从表中II-3中查得管道材料的线膨胀系数九=13.65x10-6oC-1；D可由查得相关数据计算D，R，R，计算公式如下：teDcheDminR=4qmchR=4qmminDt二D20[1+九D(t-20)]，ReDchnDnReDmint,t则由程序(程序见附录)可计算的：D二0.2226m，R二1.0016x107，R二5.0078x106teDcheDmin可见，在最小流量下的雷诺数R已经超过各种形式标准节流件雷诺数适用范围的下eDmin限。选择节流件形式，差压计类型和量程由于所测流体为过热蒸汽，且压力损失的限制较为严格，故选用标准喷嘴。差压计量程上限AP按下式进行计算：maxAPAwX60X103=210X103(Pa)maxy—689.5)x103Pa,准确度等级为0.25级，变送器差压量程调整在0——210x103Pa.由于本例最大流量为230t/h,所以流量计流量刻度上限q定为250t/h.mmaxAP210000验算_P*=13100000=0.016V0.25，符合规定。3、计算常用流量下的差压值APchAP=AP=APchmaxmchqmmax由程序算得：APX105Pach4、迭代计算0值和d值q计算A值：A=mch兀"-D2^2pAP4t'i1)计算程序如下：clear;qch=;qmin=27.78;21;p=;t=550;n二e—006;pzxs=e-006;Dt=D20*(1+pzxs*(t—20))redch=4*qch/(pi*Dt*n)redmin=4*qmin/(pi*Dt*n)pch=210000*(200000/250000厂2A=4*qch/(pi*Dt"2*sqrt(2*p*pch))p1=13100000;k=1.3;c=0.95;e=0.99;X=A/(c*e);卩=(1+1/(X'2)厂(-0.25);whileabs((A—X*c*e)/A)>5e—5X=A/(c*e);卩=(1+1/(X'2)厂(-0.25);c=0.9900-0.2262*P‘4.1-(0.00175*P"2-0.0033*"4.15)*(1000000/redch)e=((1-pch/p1)"(2/k)*(k/(kT)*(1-(1-pch/p1)"((kT)/k))*p1/pch)*(1-p‘4)/(1-endpcem=abs((A-X*c*e)/A)2)运行结果：redch=1.0016e+007redmin=5.0078e+006pch=1.3440e+005Bm=0即PC£A-XC£精密度检查：——-—=0A正常流量下的压力损失为chAPchA.='APchChV1-P4+Cp2由程序得计算结果为：A®X104(Pa)VAwchy程序为：P;pch=1.3440e+005;wch=(sqrt(l-p"4)—c*p"2)/(sqrt(l-p"4)+c*p"2)*pch运行结果为：wch=5.0501e+004压力损失验算合格。

20选用lCrl8Ni9Ti不锈钢为喷嘴材料，查的九X10-60C-1，故ddpDd=t=t-201+九(t-20)1+九(t-20)dd结果由程序算出：程序为：B;Jt=550;a=18.2*10(6);d=B*Dt/(1+a*(t-20))运行结果为：即d=(m)20按P=，上游侧第一阻力件为90度弯头，上游侧第二阻力件为全开球阀，从表10-2中可查得：L1=22Dt=22X^4.9m；L2=7Dt=7X^X20Dt=10X〜2.3m.喷嘴对管道相对粗糙度的限值从表中查得，对于卩X10-4，所以本例中要求10D以内管道的绝对粗糙度Ks为KXX10-4=0.089(mm)S新无缝钢管的绝对粗糙度K=0.05〜1mm,选择内壁光滑的无缝钢管即能符合粗糙度要S求。对于标准喷嘴，B>0.6时，・二(2卩-0.4)%二0.913%；对于标准喷嘴，C1.344x1.344x10313x106%=0.02%；8~d二±°.1%；55矿±。2%；—Pi二±1.0%Pi差压变送器为0.25级，指示仪表为1级，则52—^p二XAp3%二52—^p二XAp3%二1.074%134.4X103因此TOC\o"1-5"\h\z5552p45251515亠=[(*)2+—)2+()2(D)2+()2(十)2+(七)2+(亠)qC&1-p4D1-p4d4AP4pm12]0.5555555结果由程序计算得出：令a=K,b=—c=-D,d=〒，e=彩，f=宀C8DdAPp1程序为：a=0.009;b=0.0002;c=0.002;d=0.001;e=0.01074;f=0.01;B=0.6565;m二[a"2+b"2+((2*B"4/(l-B"4))"2)*c"2+((2/(l-B运行结果为：5即有：—m=1.19%qm三、课程设计（综合实验）总结或结论通过这次课程设计基本上达到了预期目的目，在本次设计中的公式较多，计算量较大在数据计算中通过选择运用用MATLAB程序，简化了运算。在本次课程设计中，通过对实验过程和实验数据的处理，加深了对第二类计算命题的步骤的理解和应用。自己不仅在理论水平上有所提高，更重要的是在实际工程应用方面自己也有了很大的进步。在绘制喷嘴剖面图的过程中，依照算出的数据画出了喷嘴的剖面图及管道连接图，学会了绘图软件VISI0的使用，提高了自己的画图能力，而且对喷嘴的内部结构及)2)2mmax工作原理有了更好的认识。为在将来的工作中能够使用所学的课程知识打下了基础，提高了自己实际工作设计的能力。最后，通过这次课程设计充实了自己，在加深了课本知识的同时，学会了VISIO绘图软件的使用方法，而且对MATLAB软件的运用也更