过程参数检测及仪表课程设计1

课程设计(综合实验)报告

( 2012 -- 2013 年度第 1学期)

名称：过程参数检测技术及仪表课程设计题目：第二类标准节流装置设计与计算

院系：控制与计算机工程学院

班级：测控1101班

学号：1111160121

学生姓名：叶奇

指导教师：段泉圣

设计周数：一周

成绩：

日期：2014年6月27日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求

本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测技术及仪表B》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。

二、设计正文

设计题目：

此题设计任务书为：

序号项目符号单位数值

1 被测流体名称水

2 流量测量范围：常用

最大

最小q

mch

q

max

m

q

min

m

t/h

t/h

t/h

400

500

100

3 工作温度t °C 80

4 工作压力p MPa 2.3

5 管道内径实测值D

20

mm 211

6 管道材料10#钢

7 节流件取压形式法兰取压

8 允许的压力损失△ω

y △ω

Y

kPa 50

9

管道简图：

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

1.求工作状态下的各介质参数；

由介质的工作温度和工作压力查附录II 中的相应表格可得工作状态下锅炉给水的粘度η=355.58*10

6

- Pa ·s ，密度ρ1=972.88 kg/m 3

，管道材料线膨胀系数λ

D =11.60*10

6

-/°C ，

取水的等熵指数κ=1。 2.求工作状态下管道直径；

D t = D 20[1+λD （t-20）]=211*[1+11.60*10

6

-*(80-20)]=211.15(mm)

3.计算常用流量下的雷诺数；

e R Dch

=

4mch t q D ηπ

=0.354*400000/(211.15*355.58*106-)=0.188*7

10 4. 选取压差计；

=2*△ω

Y

=2*50kPa=100kPa

选取最适当的差压序列值，取=100kPa 。参考附录表II ，可选用1151DP 电容式差

压变送器，其量程范围为（31.1—186.8）kPa ，耐静压为14MPa,变送器差压量程调整在

0~100*103

Pa 。

本题中流体的最大流量为500t/h ，所以流量计流量刻度上限q max m 定为500t/h.

=100*103

/(2.3*106

)=0.043<0.25,符合规定

5.计算常用流量下的压差值；

△ P ch =△P max 2

max

(

)mch m q q =(400/500)^2*100=64kPa

6.迭代计算β值和d 值；

(1)求不变量A ，得

A=

2

1()24

mch

t ch

q D p π

ρ∆=400000/(0.004*211.15^2*64000*88.972)=0.2842485

(2)设Co=0.95，ε

o=1。对于液体，ε=1。

2

4

1A X C βε

β=

=

-

max P P

∆

用matlab 计算：

当n=3时，求得的E 小于预定精度，因此得

β=0.652332621 C =0.604477451 n 1

2

3

3

X 0.299208947 0.470777293 0.470242668 0.470238417 β 0.535399411 0.652638544 0.652335035 0.652332621 C 0.603785493 0.604471944 0.604477408 0.604477451 ε 1

1

1

1

δ 0.103590478 -3.231657301*10^-4 -2.569723743*10^-6 -2.065325860*10^-8 E

0.364436322

-0.001136912

-9.040412678*10^-6 -7.265916479*10^-8

dt=211.15*0.652332621=137.74(mm) 7.验算压力损失

压力损失验算合格 8.验算流量

9.确定d 20;

管道材料为10#钢，从附录表中查得λ

d

=11.60*10

6

-/°C ，则

)

20(120-+=

t d d d t λ=137.74/[1+11.60*106

-*(80-20)]=137.64mm