过程参数检测课程设计

2.2.2 设计任务书 绘制设计任务书如表 1 所示。 表 1 设计任务书 序号 1 2 项 目 被测介质名称 流量测量范围：正常 最大 最小 介质温度 介质绝对压力 管道内径（20℃下实测值） 管道材料 节流件取压形式 节流件材料 管道阻力件 符号 单位 数 值
828.01 106 Pa s ，管道的线膨胀系数 D 11.16 106 / o C ，节流件的线膨胀系数 d 16.60 106 / o C 。
由以上参数计算 d t ， Dt 和 如下：
Dt D20 [1 D (t 20)] 100[1 11.16 106 *10] 100.01116 mm dt d20 [1 d (t 20)] 50.38[1 16.60 106 *10] 50.38836 mm
一、目的与要求 ........................................................... 3 二、正文 ................................................................ 3
2.1 标准节流装置的计算 ................................................................................................................... 3 2.1.1 问题引出 ......................................................................................................................... 3 2.1.2 计算步骤 ......................................................................................................................... 3 2.1.2.1 辅助计算 ............................................................................................................... 3 2.1.2.2 迭代计算流量 qm .................................................................................................... 3 2.1.2.3 计算结果 ............................................................................................................... 4 2.2 标准节流装置的设计 ................................................................................................................... 4 2.2.2 问题引出 ......................................................................................................................... 4 2.2.2 设计任务书...................................................................................................................... 5 2.2.3 设计步骤 ......................................................................................................................... 5 2.2.3.1 准备计算 ............................................................................................................... 5 2.2.3.2 选取标准节流件和差压计 ....................................................................................... 5 2.2.3.3 计算常用流量下的差压值 ....................................................................................... 6 2.2.3.4 计算 β 值和 C 值 ................................................................................................... 6 2.2.3.5 计算 d20.................................................................................................................. 7 2.2.3.6 确定最小直管段长度 l0、l1、l2................................................................................ 7 2.2.3.7 计算压力损失并进行核算 ....................................................................................... 8 2.2.3.8 计算基本误差 ........................................................................................................ 8
828.01 106 100.01116 103 3.162935 105 0.60434 12.4321kg / s
（12）
即，差压 p 5 104 Pa 时，水流量 q m 为 44755.56kg/h。
2.2 标准节流装置的设计
2.2.2 问题引出 已知条件：流体为锅炉给水，最大流量 qm max 250 103 kg / h ，常用流量 qmch 190 103 kg / h ，最小流量
C2 0.60253 0.0029 0.503832.5 ( 106 0.75 ) 0.60434 =0.60434 191149
（10）
2.1.2.3 计算结果 此时
C2 C1 Z n 1 106 C1
（11）
迭代计算结束，所以
qm

4 4475Baidu Nhomakorabea.56kg / h
6 3 4
3.162935*105
（4）
（2）根据题意可知，直管段长度和粗糙度符合要求。
0.50383 ， 管 道 相 对 粗 糙 度为 4.9 104 ， 要 求 节 流 件 10D 以 内 管 道的 绝 对 粗 糙 度 K s 满 足
4 Ks 100. 01 4. 9 10
qm min 100 103 kg / h ；工作压力 p 14.7MPa （绝对压力） ，工作温度 t 215o C ；管道 D20 199mm ，材料为
20 号钢，新无缝管，允许压力损失 y 40kPa ；管道阻力件：上游第一阻力件为球形阀全开，上游第二阻 力件为 90°平面弯头。 （1）确定标准节流件形式； （2）选定差压计； （3）计算 、C、、d 20 ； （4）确定最小直管段长度 l0、l1、l2 ； （5）计算压力损失并进行核算； （6）计算基本误差。
三、课程设计总结 ......................................................... 8 四、参考文献 ............................................................ 8
一、目的与要求
本课程设计为测控技术与仪器、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，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。 通过本门课程设计，了解流量测量的基本原理，流量仪表的基本结构，掌握节流式流量计的设计方法 和一般设计步骤。
（1） （2） （3）

dt 50.38836 0.50383 Dt 100.01116
本题中被测介质水为不可压缩性流体， 1 。
A
d t 2 2 p Dt 1
4

1 (50.38836 10-3 )2 2 995.636 5 104 828.01 10 100.01116 10 1 0.50383
课程设计报告
( 2014-- 2015 年度 第二学期 )
名 题 院 班 学
称：
过程参数检测及仪表 A
目： 标准节流装置的计算和设计 系： 级： 号： 自动化系 测控 1201 班 201202030104 池浩湉 田沛老师 一周
学生姓名： 指导教师： 设计周数：
成
绩：
日期： 2015 年 6 月
目录
二、正文 2.1 标准节流装置的计算
2.1.1 问题引出 已知条件:流体为水，工作压力 p 0.58MPa ，工作温度 t 30o C ，管道 D20 100mm ，材料为 20 号钢新 无缝钢管；节流件为角接取压标准孔板，材料为 1Cr18Ni9Ti； d20 50.38mm ；差压 p 5 104 Pa ，求给定 差压值下的水流量 q m 。 2.1.2 计算步骤 2.1.2.1 辅助计算 （1）求工作状态下所需参数 根据被测介质工作压力为 p 0.58MPa ， t 30o C ，查表得密度 995.636kg/m3 ，被测介质动力粘度
（7）
将 Re D1 的值带入式（5） ，得
C1 C CRe 0.60253 0.0029 0.503832.5 ( 106 0.75 ) 0.60434 190576
（8）
同理可得
Re D 2 AC1 1.91149*105
（9）
根据 Re D 2 ，再利用式（5） ，计算 C2 得
（5）
令流出系数的初始值
C0 C 0.5959 0.0312 0.503832.1 0.1840 0.503838 0.60253
（6）
其中， C 为 ReD 时的 C 值。 则
ReD1 AC0 3.162935*105 *0.60253 1.90576*105
0. mm 05，新无缝钢管的绝对粗糙度： Ks 0.03mm ，所以粗糙度符合要求。
2.1.2.2 迭代计算流量 qm 选定初始值 C0 C ，即 ReD 无穷大， 0.50383 时的流出系数 C 。对角接取压孔板，流出系数计算公 式如下：
C0 C 0.5959 0.0312 2.1 0.1840 8 0.0029 2.5 ( 106 0.75 ) C Re D