标准节流装置计算
过程控制工程设计—节流装置、调节阀与差压液位计的计算
.
4
节流装置流速方程 式中
.
5
节流装置流量方程(实际中)
式中,c为考虑实际因素引入的一个系数,它 是管道尺寸、孔板取压方法和雷诺数的函数。
.
6
第一节 节流装置的计算
一、节流装置计算的基本公式及取压方法
1.节流装置原理和基本公式
Qh 0.01252d2
p
1
[m3/h](工作状态)
G h0.01252d2 p1 [kg/h](工作状态)
.
7
第一节 节流装置的计算
2.常用取压方法
IV III II I I II III IV
I~I为角接取压法 II~II为1’’法兰取压法 III~III所示即为理论取压法 IV~IV即为径距取压法
.
8
第一节 节流装置的计算
二、计算中有关参数的确定 P191;1.6;2;2.5; 3.2;4;5;6.3;8乘以10n,n为任 意正整数。
.
10
v 已知角接取压孔板 ,取压方式为角接取压 v 被测介质为水,工况条件如下: v 常用流量(t/h) 45 v 管道内径(mm) 100 v 粘度(Pa.s) 0.000797 v 最大差压(kPa) 90.7029 v 开孔直径比(β) 0.50219 v 求™ 压:力损失(kPa)
™ 雷诺数(ReD)
应力成正比, 其粘度保持恒定与 剪切速率无关。
.
15
非牛顿型流体
不服从牛顿摩擦定律的流体。一般粘性较 大,且随着流动速度而变化。例如石灰乳、泥 浆、污水和许多高分子溶液等。
.
16
第二节 调节阀流通能力的计算
一、调节阀C值计算公式 见P197
Q AF P1 P2
标准节流装置的计算
标准节流装置的计算
在生产过程中,根据实际需要节流装置的计算可归纳为两类。
①流量计算
这类计算命题是在管道、节流装置、取压方式、被测流体参数已知的情况下,根据测得的差压值计算被测介质流量。
这种计算属校核计算,常用在使用现场,如选用节流装置与实际管道不一致时,需要重新计算刻度,以及对流量进行验算等。
要完成已知条件下的流量计算,所依据的基本公式是流量公式。
②设计节流装置
这类计算命题是要根据用户提出的已知条件以及限制要求来设计标准节流装置,属设计计算。
已知条件包括:管道内径及布置情况、被测流体性质与参数、大致流量范围;限制要求包括最小直管段、允许压力损失等。
要设计的工作包括:确定节流件的形式(类型、取压方式)和开孔直径d;确定最小直管段长度并验算;选配差压计;计算最大压力损失并验算;计算流量测量误差。
这类计算命题计算比较复杂,所求未知数多,还需要考
虑技术经济问题,在满足设计已知条件的情况下,设计计算结果不惟一,可以有多种结果。
(4)差压计
差压计与节流装置配套组成节流式流量计。
差压计经导压管与节流装置连接,接受被测流体流过节流装置时所产生的差压信号,并根据生产的要求,以不同信号形式把差压信号传递给显示仪表,从而实现对流量参数的显示、记录和自动控制。
差压计的种类很多,凡可测量差压的仪表均可作为节流式流量计中的差压计使用。
目前工业生产中大多数采用差压变送器。
它们可将测得的差压信号转换为0.02~0.1 MPa的气压信号和4~20mA的直流电流信号。
标准节流装置
标准节流装置节流装置用于测量流量,其工作原理如下:在管道内部装有断面变化的孔板或喷嘴等节流件,当流体流经节流件时由于流束收缩,则在节流件的前后产生静压力差,利用压差与流速的关系可进一步测出流量。
对于未经标定的节流装置,只要它与已经经过充分实验标定的节流装置几何相似和动力学相似,则在已知有关参数的条件下,可以认为节流件前后的静压力差与所流过流体的流量间有确定的数值关系。
因此可以通过压差来测流量。
节流件的形式很多,有孔板、喷嘴、文丘里管、四分之一圆弧孔板、偏心孔板和圆缺孔板等。
有的甚至可用管道上的部件如弯头等所产生的压差来测量流量,但是由于它所产生的压差值较小,影响的因素很多,因此很难测量准确。
应用最多的是标准节流装置孔板、喷嘴和文丘里管。
标准节流装置是由节流件、取压装置和节流件上游第一个阻力件、第二个阻力件、下游第一个阻力件以及它们间的直管段所组成。
标准节流装置同时规定了它所适应的流体种类、流体流动条件以及对管道条件、安装条件、流体参数的要求。
1.标准节流件及其取压装置目前国际上规定的标准节流件有下列几种:①标准孔板。
可以采用角接取压、法兰取压、D(D为管道直径)和D/2取压方式。
②喷嘴。
其形式有ISA 1932喷嘴和长径喷嘴两种。
它们的取压方式不同,ISA 1932喷嘴采用角接取压法;而长径喷嘴的上游取压口在距喷嘴入口端面1D处,下游取压口在距喷嘴入口端面的0.50D处。
③文丘里管。
根据收缩段是呈圆锥形或是呈圆弧形,又可分为古典文丘里管和文丘里喷嘴。
古典文丘里管上游取压口位于距收缩段与入口圆筒相交平面的1/2D处;文丘里喷嘴上游取压口与标准喷嘴相同。
它们的下游取压口分别在距圆筒形喉部起始端的O.5D处和O.3d(d为孔径)处。
(1)标准孔板1)孔板本体标准孔板的形状如图4—1所示。
它是带有圆孔的板,圆孔与管道同心,直角入口边缘非常锐利。
标准孔板的开孔直径d是一个非常重要的尺寸,对制成的孔板,应至少取4个大致相等的角度测得直径的平均值。
标准节流装置的设计计算
标准节流装置的设计计算
设计一个标准节流装置,需要进行以下几个计算步骤:
1. 确定流量需求:首先需要确定所需的流量,即希望通过节流装置的液体或气体的流量,单位可以是立方米/小时或升/分钟等。
2. 指定节流装置的类型:根据所需的流量和应用要求,选择合适的节流装置类型,如孔板、节流阀、喷嘴等。
3. 计算节流装置的压力差:根据所选节流装置的类型和流量需求,计算所需的压力差。
这可以通过流量方程或实验数据得出。
4. 节流装置的尺寸计算:根据已知的流量和压力差,计算合适的节流装置尺寸。
对于孔板、节流阀等装置,可以根据标准图表或公式计算出合适的尺寸。
5. 设计节流装置的材料和结构:根据应用环境和流体物性,选择合适的材料和结构设计,确保装置的耐腐蚀性和可靠性。
6. 系统优化和验证:根据实际情况对设计进行优化,可以通过实验或模拟计算验证节流装置的性能和可行性。
需要注意的是,这只是一个一般的设计计算流程,具体的标准节流装置的设计计算还需根据具体情况进行。
节流装置设计计算书
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标准节流装置的计算
选取差压上限
� �
� � �
考虑到用户对压力损失的要求,拟选用喷嘴 ∆P max = 3 δp =3×59 = 177 kPa,取∆P max = 160 kPa; 正常流量下的差压∆P ∆P = (200 / 250)2 ×160 = 102.4 kPa 求不变量A2
qm 200000 = = 0.5099748 2 2 0.004 D ∆Pρ 0.004 × 222.44 × 102400 × 38.3475
38
迭代计算结果
n X β C ε δ E 1 0.5099748 0.6740097 0.9451122 0.9945451 3.085992×10−2 6.051584×10−2 2 0.5427955 0.6922027 0.9399362 0.9938432 2.654433×10−3 5.205304×10−3 3 0.5458869 0.6922027 0.9399362 0.9938235 1.806021×10−5 3.541580×10−5 4 0.5458080 0.6922131 0.9399332 0.9938234 0 0
2012-3-1
1
39
�
�
求d: d = Dβ = 222.44×0.6922131 = 153.975882 (mm) C 验算流量 q = 0.004 1 − β εd ∆Pρ
2
m
4
=
0.004 × 0.93993
1 − 0.692214 = 19999819 . ( kg / h)
�
× 0.99382 × 153.9759 2 102400 × 38.3475
A1 = 0.004
节流装置
节流装置节流装置由节流元件、测量管段(节流元件前后的直管段)与取压装置等三部分组成。
节流装置分为标准节流装置和非标准节流装置两大类。
标准节流装置中,节流元件的结构形式、尺寸和技术要求等均已标准化(我国现行标准为GB/T2624--1993),对取压方式、取压装置以及对节流元件前后直管段的要求也有相应规定,有关计算数据都经过大量的系统实验而有统一的图表可供查阅。
按标准规定设计制造的节流装置,不必经过单独标定即可投入使用。
①标准节流装置的适用条件a.流体必须是牛顿流体,在物理学和热力学上是均匀的、单相的,或者可认为是单相的流体,如混合气体,溶液,分散性粒子小于0.1/μm的胶质溶液,含有不超过2%(质量成分)均匀分散的固体微粒的气体以及不超过5%(体积成分)均匀分散气泡的液体流,均可按单相流体考虑,但其密度应取平均密度。
b.流体必须充满管道和节流装置且连续流动,流经节流元件前流动应达到充分紊流,流束平行于管道轴线且无旋转,流经节流元件时不发生相变。
c.流动是稳定的或随时间缓变的,不适用于脉动流和临界流的流量测量,流量变化范围亦不能太大(一般最大流量与最小流量之比值不超过3:1)。
②标准节流元件的结构形式标准节流元件有孔板、喷嘴和文丘里管。
工业上最常用的是孔板,其次是喷嘴,文丘里管使用较少。
a.标准孔板标准孔板是一块具有与管道同心圆形开孔的圆板,如图1所示,迎流一侧是有锐利直角t入口边缘的圆筒形孔,顺流的出口呈扩散的锥形。
标准孔板的各部分结构尺寸、粗糙度在“标准”中都有严格的规定。
它的特征尺寸是节流孔径d,在任何情况下,应使d>12.5 mm,且直径比卢应满足0.20≤β≤0.75;节流孔厚度E应在0.005D与0.02D(D为管道直径)之间;孔板厚度E应在e与0.05D之间;扩散的锥形表面应经精加工,斜角F应为450±150。
标准孔板结构简单,加工方便,价格便宜;但对流体造成的压力损失较大,测量精度较低,而且一般只适用于洁净流体介质的测量。
标准节流装置的取压方式
标准节流装置的取压方式标准节流装置是一种用于控制流体流速的装置,通常应用于管道系统中。
在工业生产和生活中,我们经常会遇到需要控制流体流速的情况,而标准节流装置的取压方式对于其正常运行起着至关重要的作用。
本文将介绍标准节流装置的取压方式,以帮助读者更好地了解和掌握相关知识。
1. 静压取压方式。
静压取压方式是最常见的一种取压方式。
在这种方式下,通过在管道中设置静压取压装置,利用管道内流体的静压力来进行测量。
静压取压方式适用于流体为液体的情况,其原理简单、操作方便,但需要考虑流体的密度和静压力的转换关系。
2. 动压取压方式。
动压取压方式是另一种常见的取压方式。
在这种方式下,通过在管道中设置动压取压装置,利用管道内流体的动压力来进行测量。
动压取压方式适用于流体为气体的情况,其原理基于质量守恒和动量守恒定律,需要考虑流体的密度和流速的关系。
3. 差压取压方式。
差压取压方式是一种常用的取压方式。
在这种方式下,通过在管道中设置差压取压装置,利用管道内流体的压力差来进行测量。
差压取压方式适用于需要测量流体流速的情况,其原理基于流体动能定理和伯努利方程,需要考虑流体的密度和流速的关系。
4. 涡街取压方式。
涡街取压方式是一种新型的取压方式。
在这种方式下,通过在管道中设置涡街取压装置,利用管道内流体的涡街效应来进行测量。
涡街取压方式适用于需要测量高粘度流体的情况,其原理基于流体的旋转运动和动能转换,需要考虑流体的黏度和流速的关系。
5. 超声波取压方式。
超声波取压方式是一种高精度的取压方式。
在这种方式下,通过在管道中设置超声波取压装置,利用超声波在流体中的传播速度来进行测量。
超声波取压方式适用于需要非接触式测量的情况,其原理基于超声波在流体中的传播速度和频率的关系,需要考虑流体的密度和温度的影响。
总结:标准节流装置的取压方式有多种,每种方式都有其适用的场景和特点。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的取压方式,并严格按照相关标准和规范进行操作,以确保取压的准确性和可靠性。
流量测量节流装置(孔板)技术资料全说明
流量测量节流装置(孔板)技术资料全说明一.概述作用:指导操作、经济核算、保障安全的重要参数。
1.1测量流量的现状现状:迄今为止,流量的测量准确度较低,流量计的通用性很差,单位传递和仪器的检定都有困难,是发展中的领域。
原因:流体性质多样:单相与多相、牛顿与非牛顿、粘与非粘、可压和不可压、汽化、结晶和清洁杂质等。
管路系统的多样性:圆和非圆、光滑和粗糙、弯曲情况等。
流动状态多样:层流,紊流(充分发展与非充分发展)、满管、非满管、明渠…1.2概念1)瞬时流量(流量)q :单位时间内流过某一截面的物质数量(质量或体积)。
2)总流量(总量、累积流量)Q :在某一时间内流过的物质数量。
Q=t ⎰qd , 4-1q =dtdQ4-2 若q = c 则Q= q (t 2-t 1) 4-33)流量表示法:● 质量流量m q : 单位:kg/s kg/h ● 体积流量v q : 单位:m 3/s m 3/h ● 二者之间的关系:v m q q ρ= 4-4ρ——流体的密度kg/ m 34)说明● 质量流量是物质的固有属性不随外界条件发生变化,是反映流量的最好方法。
● 凡是没有特殊说明的流量,均指的是瞬时流量。
1.3流量测量方法的分类1)容积法流体的固定的已知大小的体积逐次的从流量计中排放流出,则计算流出次数,就可以求出总量,计算排放频率,就可以求出q。
例如刮板流量计、椭圆齿轮流量计、腰轮流量计。
v特点:流体的流动状态,雷诺数影响小,易准确计数。
但是不宜于高温,高雅,赃、污介质,上限不能很大,漏流以及磨损。
2)流速法:应用最多,流通截面积恒定时,截面上的平均流速与体积流量成正比,测出与流速有关的物理量就可以知流量的大小。
例如差压法、动压、涡轮等。
3)质量法:●直接法:由牛顿第二定律,测力,加速度,得出质量。
例如:转子,靶式。
●间接法:体积流量与密度信号综合运算。
4)其他:漩涡、热式、电磁、超声波。
二.节流式流量计是目前应用最广的一种流量计,约占70%,今后相当长的时间内还会占40%~45%优点:形式不需要个别标定,能保证相当高的工作精度。
节流孔板计算书
49 60 20#钢
规 格
型号
公称直径
压力等级 Mpa
法兰内径 mm
结构长度
mm
取压口尺寸 mm
50 6.4 φ49
φ23
节流元件 材 法兰
螺栓 螺母 质 垫片
0Cr18Ni10Ti 20#钢
35CrMoA 35#钢
金属垫片
取压方位
上450
垦利石化
仪表车间
仪表编号 数量
用途 循环氢进E3201流量
数据
介质名称
操作温度
℃
操
操作压力 mpa
流 液体 kg/h 最大
蒸汽 kg/h 正常 作
ISO5167
1.014 1.29 20000
80 SCH80
74 89 20#钢
型号
公称直径
压力等级 Mpa
法兰内径 mm
结构长度
mm
取压口尺寸 mm
规 格
80 6.4 φ74
φ23
节流元件 材 法兰
螺栓 螺母 质 垫片
0Cr18Ni10Ti 20#钢
35CrMoA 35#钢
金属垫片
取压方位
管公 称 管
道 子 内 径 外 径 材 质
备 注
节流装置计算规格书
项目号 KY2006
第3页 共18页
FE3116
计算
1
节流元件型式
安装位置 取压方式
50-FG1090 选用仪表刻度
m3n/h
选用仪表差压
Kpa
最小流量限制
m3n/h
燃料气、H2S 雷诺数(正常流量) Re
40
面积膨胀校正系数 Fa
50 SCH40
一种标准节流装置的计算方法
一种标准节流装置的计算方法李文;张皓;付荣申【摘要】由于在节流装置设计选型中,委托制造厂进行计算,最终的准确性设计人员无法核对,可能造成选型不当和现场测量的不准确.现提出一种标准节流装置的设计方法,并利用Visual Basic 6.0开发出标准节流装置设计计算软件.实际应用证明该方法计算准确,简单可行,提高了设计质量,缩短了采购的周期.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2010(046)005【总页数】5页(P54-58)【关键词】标准节流装置;选型;设计方法;计算软件【作者】李文;张皓;付荣申【作者单位】中国五环工程有限公司,电控室,武汉,430223;中国五环工程有限公司,电控室,武汉,430223;中国五环工程有限公司,电控室,武汉,430223【正文语种】中文【中图分类】TP2160 引言在化工、石化、冶金、电力等过程生产企业中,用到大量的流量仪表,主要为检测仪表和总量表。
流体流量参数检测与控制关系到生产过程的质量与安全。
对于物料数量的测量,流量仪表起着举足轻重的作用,是能源管理及贸易结算的必备工具。
差压式流量计应用最为广泛、用量占流量计首位,其中尤以节流式差压流量计中检测件为标准节流装置的品种最为普及,是流量计选用优先考虑的仪表。
该文严格按照 GB/T 2624-2006标准和ISO 5167:2003中的规定和要求,根据文献[1-3]的方法,选择了最终的设计方案,开发出标准节流装置计算软件,包括标准孔板(角接取压、法兰取压、径距取压)、标准喷嘴(ISA1932喷嘴、长径喷嘴)、经典文丘里管(粗铸收缩段、机械加工收缩段、粗焊铁板收缩段)、文丘里喷嘴四种标准节流装置设计计算。
1 流量测量原理流量测量原理[4]是以一次装置(如孔板、喷嘴、文丘里管)安装在充满流体的管线中为依据确立的。
管线中一次装置的上游侧与喉部或下游侧之间产生一个静压差。
根据该压差的实测值和流动流体的特性以及装置的使用环境,并假设该装置与经过校准的一个装置几何相似且使用条件相同就可以确定流量。
标准节流装置流量测量系统
学校代码: 10128学号:课程设计说明书题目:标准节流装置流量测量系统设计学生姓名:学院:班级:指导教师:萧贵玲王文兰2012年 1 月 6 日摘要标准节流装置只适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量,并要求流体充满管道;在节流件前后一定距离内不发生相变或析出杂质;流速小于音速,流动属于非脉动流;流体在流过节流件前,流束与管道轴线平行,不得有旋转流已知管道内径及管路分布情况,流体的性质和参数值,大致流量范围,可以进行设计标准节流装置流量测量系统,即要进行以下工作:①选择节流形式和确定节流件开孔直径;②选择差压计类型及其差压和流量量程范围;③建议节流件在管道上的布置位置;④必要时计算流量测量不确定度。
关键字:节流件;标准孔板;差压变送器;全开闸阀目录引言第一章节流式流量测量原理及系统总体设计 21.1 节流件测量原理 21.2 系统总体设计 2第二章标准节流件差压计及取压装置 42.1 标准节流件 42.2 差压计 62.3 取压装置 7第三章关键参数计算及检验计算 83.1已知条件 83.2 准备计算 83.2.1 求介质密度、介质动力粘度及管道材料膨胀系数 83.2.3 计算正常流量ReDch和最小流量下的雷诺数ReDMIN 93.2.4 确定差压计类型及量程范围 9第四章重要参数的计算及校验 104.1 确定值及节流件开孔直径 104.1.1 常用流量下的差压值 104.1.2 迭代计算β值和d值 104.1.3 迭代计算 104.2 确定压损 124.3 确定节流件的开孔直径 124.4 确定直管段长度对管道粗糙度的要求: 134.5 标准节流装置流量结果不确定度 13第五章系统的安装及使用说明 155.1流量装置和差压计的安装连接系统图 155.2 元件的安装 155.3 使用说明 15结论 16参考文献 17引言最近几十年各行各业对流量测量的需求急剧增长,促使仪表迅速发展,同时微电子技术和计算机技术的飞跃发展也极大地推动了仪表更新换代,新型流量计的发展势头非常强劲。
博思达节流装置设计计算及管理软件操作使用说明说明书
流量测量节流装置专家系统软件操作使用说明北京博思达新世纪测控技术有限公司2012.11目录一、概述 (1)1.节流装置设计计算及管理软件 (2)2.天然气流量测量标准孔板设计及管理软件 (3)3.城镇人工煤气流量测量标准孔板设计及管理软件 (4)二、加密锁驱动程序的安装 (5)三、“流量测量节流装置专家系统软件”的安装 (6)四、“流量测量节流装置专家系统软件”界面介绍 (7)1.启动界面 (7)2.软件简介及选择界面 (7)3.“流量测量节流装置专家系统软件”主界面 (9)五、“流量测量节流装置专家系统软件”的使用 (17)六、“流量测量节流装置专家系统软件”的几点说明 (19)附录 (20)1.本软件使用的主要单位说明 (20)2.本软件适用范围 (21)3.用户注册卡 (22)感谢您购买我公司的“流量测量节流装置专家系统软件”;请在安装使用前阅读本操作使用说明。
如因软件升级等原因,本操作使用说明的变更将另行通知;最新的资料请登陆我公司网站进行查阅。
您在使用“流量测量节流装置专家系统软件”时遇到问题请与我们联系,同时也欢迎您对我们的产品提出改进建议;对于您提出的指正和建议我们将不胜感激。
请您在收到本产品后,填写好该说明书最后的用户注册卡,并将回执寄回本公司注册登记,以便我们在软件升级时及时通知您。
一、概述“流量测量节流装置专家系统软件”是北京博思达新世纪测控技术有限公司针对流量测量节流装置的设计、计算及管理而开发的套装应用软件。
该软件在石油、化工、石化、冶金、电力、城市管网和广大设计部门、生产厂家中广泛应用。
在节流装置的设计、计算及管理;以及现场仪表的调校及贸易仲裁上发挥了重要作用。
适用“流量测量节流装置专家系统软件”设计计算的流量测量节流装置包括:角接取压标准孔板、法兰取压标准孔板、D和D/2取压标准孔板、ISA1932喷嘴、长径喷嘴、粗铸收缩段经典文丘里管、机械加工收缩段经典文丘里管、粗焊铁板收缩段经典文丘里管、文丘里喷嘴;也可设计计算下列非标节流件(供参考):1/4圆孔板、锥形入口孔板、圆缺孔板、偏心孔板、角接取压小管径孔板。
节流装置清单(含计算数据表)
2
FE1102
软化水
220
需填写
3
FE1103
软化水
220
需填写
4
FE1104
软化水
220
需填写
5
FE1105
软化301
主汽流量 长颈喷嘴 过热蒸汽
540
9.8
需填写
1#汽轮 机
1 FE4101 #2汽机进 长颈喷嘴 过热蒸汽 汽流量左 535 8.83 需填写
2#汽轮 机
1 FE3101
版别
A
t/h 最小值
mm 元件 尺寸
备注
70t/h
250t/h
300t/h
D219×20 小于D76× 6 小于D76× 6 小于D76× 6 小于D76× 6
5t/h
15t/h
20t/h
5t/h
15t/h
20t/h
5t/h
15t/h
20t/h
5t/h
15t/h
20t/h
70t/h
240t/h
270t/h
1
FE3101 FT3101
#1汽机进汽流量 #1汽机进汽流量
1 2
FE4101 FT4101 FE4102 FT4102
#2汽机进汽流量左 #2汽机进汽流量左 #2汽机进汽流量右 #2汽机进汽流量右
标准喷嘴 智能差压变送器 长颈喷嘴 智能差压变送器
数据表
连接方式 F:法兰;W:焊接;BF:夹持;S:螺纹 mm 流量 连接方式 t/h t/h 工艺 常用值 最大值 管道
#1汽机进 长颈喷嘴 过热蒸汽 汽流量左 #1汽机进 长颈喷嘴 过热蒸汽 汽流量右
535
8.83
标准节流装置计算
节流装置设计指导书题目:节流装置设计指导书学生姓名:指导教师:专业班级:能源科学与工程学院2016年12月目录第一章.节流装置的设计计算命题1.1设计所给命题第二章.节流装置的设计计算2.1节流装置设计计算命题2.2设计计算(孔径计算)的方法2.2.1已知条件2.2.2辅助计算2.2.3计算2.3计算公式2.3.1流量公式2.3.2雷诺数计算式2.3.3节流件开孔直径d和管道内经D计算式2.3.4可膨胀性系数计算式2.3.5迭代计算法第三章.具体计算过程3.1给定条件(1)工作状态下流体流量测量范围上限值(2)工作状态下管道内径D(3)工作状态下水的密度、粘度μ(4)计算(5)管道粗糙度(6)确定差压上限值3.2计算(1)求(2)迭代计算(3)求,计算(4)求,计算(5)求d值(6)验算流量(7)求值(8)确定加工公差(9)确定压力损失(10)根据和管路系统,可得直管长一、节流装置的设计计算命题 1.1设计所给命题①被测流体:水②流体流量:m ax m q =500t/h ;mcom q =400t/h ;m in m q =200t/h ③工作压力:p 1=14.6Mpa (绝对) ④工作温度:t 1=220℃⑤20℃时的管道内径:D 20=233mm⑥管道材料:20#钢,新的无缝钢管,管道材料热膨胀系数λD =12.78×10-6mm/mm ·℃⑦允许的压力损失:不限⑧管道敷设: ⑨选用法兰取压标准孔板配DBC 型电动差压变送器二、节流装置的设计计算 2.1节流装置设计计算命题①已知节流装置型式,管道内径D ,节流件开孔直径d 被测流体参数ρ、μ,根据测得的差压值Δp ,计算被测流体流量m q 或v q 。
②已知管道内径D ,被测流体参数ρ、μ,管道布置条件,选择流量范围,差压测量上限m ax p ∆,节流装置型式,计算节流件开孔直径d 。
③已知管道内径D ,节流件开孔直径d ,被测流体参数ρ、μ,管道布置条件,节流装置型式,流量范围,计算差压值p ∆。
各种流量计工作原理、结构图
第一节节流式流量检测如果在管道中安置一个固定的阻力件,它的中间是一个比管道截面小的孔,当流体流过该阻力件的小孔时,由于流体流束的收缩而使流速加快、静压力降低,其结果是在阻力件前后产生一个较大的压力差。
它与流量(流速)的大小有关,流量愈大,差压也愈大,因此只要测出差压就可以推算出流量。
把流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程称节流过程,其中的阻力件称为节流件。
作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种。
标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管,如图9.1所示。
对于标准化的节流件,在设计计算时都有统一标准的规定要求和计算所需的有关数据、图及程序;可直接按照标准制造、安装和使用,不必进行标定。
图9.1 标准节流装置特殊节流件也称非标准节流件,如双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、1/4圆缺喷嘴等,他们可以利用已有实验数据进行估算,但必须用实验方法单独标定。
特殊节流件主要用于特殊;介质或特殊工况条件的流量检测。
目前最常见的节流件是标准孔板,所以在以下的讨论中将主要以标准孔板为例介绍节测式流量检测的原理、设计以及实现方法等。
一、检测原理设稳定流动的流体沿水平管流经节流件,在节流件前后将产生压力和速度的变化,如刚9.2所示。
在截面1处流体未受节流件影响,流束充满管道,管道截面为A1,流体静压力为p1,平均流速为v1,流体密度为ρ1。
截面2是经节流件后流束收缩的最小截面,其截面积为A2,压力为P2,平均流速为v2,流体密度为ρ2。
图9.2中的压力曲线用点划线代表管道中心处静压力,实线代表管壁处静压力。
流体的静压力和流速在节流件前后的变化情况,充分地反映了能量形式的转换。
在节流件前,流体向中心图9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况 加速,至截面2处,流束截面收缩到最小,流速达到最大,静压力最低。
然后流束扩张,流速逐渐降低,静压力升高,直到截面3处。
由于涡流区的存在,导致流体能量损失,因此在截面3处的静压力P 3不等于原先静压力p 1,而产生永久的压力损失p δ。
节流装置计算书.(DOC)
西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-878)委托单位:【301FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-213型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-879)委托单位:【301FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-213型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-880)委托单位:【302FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-61型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-881)委托单位:【302FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-61型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-882)委托单位:【302FE-002】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-61型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-883)委托单位:【302FE-002】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-61型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-884)委托单位:【302FE-003】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-61型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-885)委托单位:【302FE-003】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-61型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-886)委托单位:【302FE-004】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-61型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-887)委托单位:【302FE-004】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-61型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-888)委托单位:【303FE-005】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-61型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-889)委托单位:【303FE-005】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-61型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-890)委托单位:【304FE-001】流体名称:饱和水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-62型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-891)委托单位:【304FE-001】流体名称:饱和水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-62型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-892)委托单位:【328FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-T/11-213型高压文丘里管;节流元件材料:20G西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-893)委托单位:【325FE-001】流体名称:过热蒸汽;质量流量:Qm,[ kg/ h] 节流元件:BYW-P/6-326型焊接标准喷嘴;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-894)委托单位:【302FE-005】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-56型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-895)委托单位:【302FE-005】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-56型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-896)委托单位:【303FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-X/27-33型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-897)委托单位:【303FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-33型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-898)委托单位:【303FE-002】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-X/27-33型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-899)委托单位:【303FE-002】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-33型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢管道外壁*厚度:Φ38*2.5;管道材料:20G西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8100)委托单位:【303FE-003】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-X/27-33型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8101)委托单位:【303FE-003】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-33型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11 西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8102)委托单位:【303FE-004】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h] 节流元件:BYW-X/27-33型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8103)委托单位:【303FE-004】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-33型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8104)委托单位:【328FE-002】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-T/11-213型高压文丘里管;节流元件材料:20G西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8105)委托单位:【329FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-256型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8106)委托单位:【329FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-256型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8107)委托单位:【329FE-002】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-206型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8108)委托单位:【329FE-002】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-206型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8109)委托单位:【332FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-Y/1-80型孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11西安航联测控设备有限公司差压式流量计计算书(HL1212-8110)委托单位:【332FE-001】流体名称:过冷水;质量流量:Qm,[ kg/ h]节流元件:BYW-DH/18-80型多喉孔板;节流元件材料:不锈钢西安航联测控设备有限公司设计孙波校对张潇审核史百成日期2012/12/11。
节流装置计算书(中英)
最小雷诺数Min.Reynolds:137473
计算误差 calculation error:E:0.000001%
流量不确定度Uncertainty e=±0.72%
流量系数 flow coefficientα:0.628847
前直管段straight pipe before :L1:2.10m 后直管段straight pipe after L2:0.50m
管道材质Pipe Material: 线膨胀系数/ Coefficient of linear expansion:***mm/mm℃
节流件材质Element Material: 线膨胀系数/Coefficient of linear expansion:***mm/mm℃
计算结果Results
刻度流量Scale flow:kg/h
最大流量/Max. flow:2156.00kg/h
常用流量/Normal flow:1320.00kg/h
最小流量/Min.flow:550.00kg/h
工作表压WP(g):0.93600MPa
工作温度WT:38.00℃
操作密度WD:11.2046kg/m3
地区大气压: 1000mbar
Local Atmosphere pressure
Baffle type at upstream of throttling element: Single 90° elbow, any two elbows in a plane(S>30D)
工 艺 条 件 Process Conditions
气体名称/Gas:
体积Volume %:
密度值状态Density State:工作状态 Under working state
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节流装置设计指导书
题目:节流装置设计指导书
学生:
指导教师:
专业班级:
能源科学与工程学院2016年12月
目录
第一章.节流装置的设计计算命题
1.1设计所给命题
第二章.节流装置的设计计算
2.1节流装置设计计算命题
2.2设计计算(孔径计算)的方法
2.2.1已知条件
2.2.2辅助计算
2.2.3计算
2.3计算公式
2.3.1流量公式
2.3.2雷诺数计算式
2.3.3节流件开孔直径d和管道经D计算式
2.3.4可膨胀性系数计算式
2.3.5迭代计算法
第三章.具体计算过程
3.1给定条件
(1)工作状态下流体流量测量围上限值
(2)工作状态下管道径D
(3)工作状态下水的密度、粘度μ
(4)计算
(5)管道粗糙度
(6)确定差压上限值
3.2计算
(1)求
(2)迭代计算
(3)求,计算
(4)求,计算
(5)求d值
(6)验算流量
(7)求值
(8)确定加工公差
(9)确定压力损失
(10)根据和管路系统,可得直管长
一、节流装置的设计计算命题 1.1设计所给命题
①被测流体:水
②流体流量:m ax m q =500t/h ;mcom q =400t/h ;m in m q =200t/h ③工作压力:p 1=14.6Mpa (绝对) ④工作温度:t 1=220℃ ⑤20℃时的管道径:D 20=233mm
⑥管道材料:20#
钢,新的无缝钢管,管道材料热膨胀系数λD =12.78×10-6mm/mm ·℃
⑦允许的压力损失:不限
⑧管道敷设: ⑨选用法兰取压标准孔板配DBC 型电动差压变送器
二、节流装置的设计计算 2.1节流装置设计计算命题
①已知节流装置型式,管道径D ,节流件开孔直径d 被测流体参数ρ、μ,根据测得的差压值Δp ,计算被测流体流量m q 或v q 。
②已知管道径D ,被测流体参数ρ、μ,管道布置条件,选择流量围,差压测量上限m ax p ∆,节流装置型式,计算节流件开孔直径d 。
③已知管道径D ,节流件开孔直径d ,被测流体参数ρ、μ,管道布置条件,节流装置型式,流量围,计算差压值p ∆。
④已知节流装置型式,直径比β,压值p ∆,流量m q 或v q ,被测流体参数ρ、μ,计算管道径D 和节流件开孔直径d 。
命题①为现场核对投用流量计的测量值;命题②为新装设计节流装置的设计计算,一般设计计算就是指此命题,命题③用于现场核对差压计的测量值;命题④用以确定现场需要的管道尺寸。
2.2设计计算(孔径计算)的方法
2.2.1已知条件
①被测流体(混合介质的组分百分数)。
②流体流量:最大m ax m q (或max v q );常用mcom q (或vcom q )(可取0.8m ax m q );最小m in m q 。
③节流件上流取压孔处被测流体的工作压力(绝对)。
④节流件上流取压孔处被测流体的工作温度t 1。
⑤20℃时的管道径D 20。
⑥管道材料及材料热膨胀系数λD ,表面状况;节流件材料及材料热膨胀系数λD
⑦允许的压力损失Δω。
⑧管道敷设情况,上、下流阻力件类型及直管段长度。
⑨采用的节流装置型式。
2.2.2辅助计算
①根据max m q (或max v q )确定流量标尺上限值m q (或v q )。
②计算工作状态下管径D 。
③求被测流体工作状态下粘度μ、等熵指数κ和密度ρ1。
④计算Re Dcom 。
⑤根据管道种类、材料和管道表面状况,求Ra 或K 值。
⑥求Ra/D 或K/D 值,检查Ra/D 或K/D 值是否符合标准的要求。
⑦确定差压上限值m ax p ∆,若流体为气体应检查是否符合标准1
p p
∆≤0.25的要
求。
⑧求com p ∆,一般com p ∆=0.64m ax p ∆。
⑨确定差压计(或差压变送器)的类型。
2.2.3计算
①根据mcom q 、D 、ρ1、com p ∆求A 2
1
2
224ρπcom mcom
p D
q A ∆=
②根据节流装置型式确定β0公式。
③用迭代法求β值,进行迭代计算,直到1--n n ββ<0.0001为止。
④求d 值,d=D n β。
⑤验算流量
124'
24
1ρπ
βεcom mcom p d C q ∆-=
流量值偏差 100'
⨯-=mcom
mcom mcom m
q q q q δ%
若±=m q δ0.2%,则计算合格,否则需检查原始数据,重亲新计算。
⑥求d 20值
)
20(120-+=
t d
d d λ
⑦确定d 20加工公差,Δd 20=±0.0005d 20 ⑧求压力损失Δω
⑨根据β值、阻流件类型确定节流装置上游侧直管段长度。
⑩计算流量测量不确定度Eqm (或Eqv )。
2.3计算公式
2.3.1流量公式
(2-1)
(2-2)
式中
、
-分别为质量流量(kg/s )和体积流量(m 3
/s );
C-流出系数; -可膨胀性系数; d-节流件开孔直径,m ; -直径比,
;
D-管道经,m ; -被测流体密度,kg/m 3
; -差压,Pa 2.3.2雷诺数
计算式
(2-3)
(2-4)
式中-管道经,m;
-流体流动粘度,Pa·s;
其余符号同上。
2.3.3节流件开孔直径d和管道经D计算式
(2-5)
(2-6)式中、-分别为20℃下节流件开孔直径和管道经;
、-分别为节流件材料热膨胀系数和管道材料热膨胀系数;
t-工作温度;
其余符号同上。
2.3.4可膨胀性系数计算式
(1)孔板可膨胀性系数计算式
(2-7)式中-直径比,;
-等熵指数;
-节流件上游侧流体静压力,Pa;
-节流件下游侧流体静压力,Pa;
适用围:
(2)喷嘴文丘里管膨胀性系数计算式
(2-8)
式中-压力比,;
-节流件下游侧流体静压力,Pa;
其余符号同上。
适用围:。
2.3.5迭代计算法
节流装置设计计算4个命题不能用直接计算法求解,需用迭代计算法求解。
现以命题②的迭代计算方法为例加以说明。
①式(2-1)和式(2-2)用变换为下式
(2-9)
(2-10)
②把2已知值组合在方程的一边,将未知值放在方程的另一边
(2-11)
(2-12)
为已知量组合的不变量。
由式(2-13)可求得
(2-13)下面对式(2-13)进行迭代。
1.计算
根据已知条件、、、、等,由式(2-11)和式(2-12)计算出,令,C取某固定值,则式为
(2-14)2.计算
由、、代入公式计算;由、、D代入C公式计算;将、、代入式(2-13)计算出。
3.计算
由、、代入公式计算;由、、D代入C公式计算;
将、、代入式(2-13)计算出。
若满足(一般),则迭代可停止,通常进行2-3次迭代即可。
三、具体计算过程
3.1给定条件
(1)工作状态下流体流量测量围上限值
(2)工作状态下管道径D
(3)工作状态下水的密度、粘度μ
(4)计算
(且≥)
(5)管道粗糙度
管道粗糙度符合要求
(6)确定差压上限值
设,,代入
圆整到系列值,取,故
3.2计算
(1)求
(2)迭代计算
取
将,代入
(3)求,计算
将,代入
(4)求,计算
将,代入
,迭代停止
(5)求d 值
(6)验算流量
%2.00100'±<≅⨯-=mcom
mcom mcom q q q δ,合格 (7)求值
节流件材料为1Cr18Ni9Ti ,
故取
(8)确定加工公差
(9)确定压力损失
(10)根据和管路系统,可得直管长。