过程参数检测及仪表课程设计报告

过程参数检测及仪表课

程设计报告

IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

课程设计(综合实验)报告

( 2014 -- 2015 年度第 1 学期)

名称：过程参数检测及仪表

题目：第二类命题的计算

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：1周

成绩：

日期：2013 年 01 月 15 日

一、课程设计题目与要求

1.通过本次课程设计，加深自己对课程中理论基础的理解，掌握设计过程参数检测

系统

基本思路、设计手段以及设计方法。

2.掌握节流变压降流量测量系统的组成，各部分功能以及节流装置的计算。

3.掌握标准节流装置第二类命题的设计与计算。

4.能根据实际工程情况设计合理的流量检测系统。

二、设计正文

（一）、设计题目

（二）、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 β：直径比 d ：孔板开孔直径 ε：流束膨胀系数

（三）、求工作状态下各介质参数。

根据介质工作状态下的绝对压力1p =+=和温度t=550°C ，查表得

密度1ρ= kg/m 3，动力粘度1η=*106-Pa ·s ，等熵指数κ=。

1. 求工作状态下管道直径。

根据管道材料12CrMoV 和工作温度550°C ，查表得

管道材料线膨胀系数D λ=*106-1/°C 。计算D t ：

20D D [1t 20

]t D λ=+-（） =221*[1+*106-*(550-20)] = 2. 计算常用流量下的雷诺数Re D 。

Re D =

4mch

t q D ηπ

=4*200*10^3/(3600**10^-3**10^-6*π)=*10 3. 选定差压计类型和量程。

差压计量程上限：max p ∆=3*y ω∆=3*6=18kPa 。选取最靠近的差压系列值

取max p ∆ =16kPa 。

差压计类型：EJA130A 谐振式差压变送器。EJA130A 谐振式差压变送器,其量程范围为1～100kPa ，耐静压为32MPa ，变送器差压量程调整在0~21*103Pa 。流量指示仪表的刻度上限流量是有规定的，即为1，，，2，，，4，5，，8*10n ，其中n 为正或负整数。本例最大流量为220t/h,所以流量计流量刻度上限q m ax m 定为250t/h 。 验算:

，符合规定。

4. 计算常用流量下的压差值。

3max 6

116100.00120.2513.310p p ∆⨯==<⨯

△P ch =△P m ax 2

max mch m q q ⎛⎫ ⎪⎝⎭

=16*103*(200000/250000)^2=*103

Pa;

5. 迭代计算β值和ｄ值。

1)

将流量公式24

mch t

q D π

β=

变量A

，即：3

1.632821A =

== 2) 设01C =和01ε=。 3) 根据公式

进行迭代计算，从3n =起，n X 用快速弦截法公式

进行迭代计算，精度判别公式为/n n E A δ=，设判别条件为5110n E -≤⨯，则

n X 、n β、n C 、n ε、n δ、n E 的结果列于下表中：

当3n =时，求得的E 小于预定精度，因此得

4） 求t d ，得 6. 验算压力损失。

32.47210ch ch p p Pa δ=

=

=-⨯

ch p δ为引用误差，此处ch p δ不合理。

分析压力损失不合格原因并重新选取参数。

ch p δ为负值，即β值过大，即X 过大，即A 过大，即p ∆过小，即max p ∆过小，即

y ω∆ 过小，本题给出的y ω∆=6kPa ，比较小。

重新选取参数max 3.521y p kPa ω∆=⨯∆=，并向上圆整到25kPa ，重新迭代计算，得

3

max 625100.001880.2513.310

p p ∆⨯==<⨯，符合规定。

任然不符合规定。分析原因，y ω∆过小，无法满足符合所给参数的节流装置。 7. 验算流量。

0.997950198.63200000.80/kg h ⨯=

8. 确定20d 。喷嘴材料为1Cr18Ni9Ti ，查表得618.210d λ-=⨯，则 9. 确定安装位置。

10. 计算流量测量不确定度。对于标准喷板，由于0.6β>，则

设/0.1%D D δ=±，/0.05%d d δ=±，选定的差压变送器为级，则

2121()=0.075%250000.078125%3316000

p

p p δ∆=⨯⨯⨯⨯⨯=∆∆差压计允许绝对误差 假设温度，压力的测量不确定度为1%±，则/1%ρδρ=±。

所以，总不确定度为 三、 课程设计总结

这次《过程参数与仪表检测》的课程设计，使我加深了对课程所学知识的理解，掌握了仪表的基本设计方法和设计步骤。在本次课程设计中，我完成了标准节流装置的第二类命题的设计计算。整个设计过程中，帮助我对节流件的各参数的选取，以及计算过程做了一次回顾巩固，并且通过对节流件和差压计的选取，让我对各种节流件和差压计有了更形象的认识，收获丰富。

在计算方面，为了能够更好地理解整个计算过程，我采用了手动计算的方法，也深刻的理解到了各参数的精确度对整个结果的影响。但是很遗憾，由于给出的数据问题，最终没有得出管道的安装位置参数，在下次的设计中会继续努力，做到最好。