過(guò)參課程設(shè)計(jì)報(bào)告--標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置第二類命題的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　( 2011 -- 2012 年度第 2 學(xué)期)</p><p>　　名 稱： 過(guò)程參數(shù)檢測(cè)及儀表 </p><p>　　題 目： 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置第二類命 </p><p>　　題的設(shè)計(jì)與計(jì)算 </p>

2、;<p>　　院 系： 控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院 </p><p>　　班 級(jí)： 測(cè)控0901班 </p><p>　　日 期：2012年 6 月 20 日</p><p>　　《過(guò)程參數(shù)檢測(cè)及儀表》課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　任 務(wù) 書</b></

3、p><p><b>　　一、 目的與要求</b></p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生了解火力發(fā)電廠流量測(cè)量現(xiàn)狀，掌握標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置第二類命題的設(shè)計(jì)和計(jì)算。</p><p><b>　　二、 主要內(nèi)容</b></p><p>　　選定課程設(shè)計(jì)題目，查閱相關(guān)資料。</p><p>

4、　　進(jìn)行理論計(jì)算選擇節(jié)流件形式和差壓計(jì)類型和量程。</p><p>　　計(jì)算常用流量下的差壓值， 進(jìn)行迭代計(jì)算求出 等。</p><p>　　進(jìn)行驗(yàn)算并確定直管段長(zhǎng)度和管段粗糙度的要求，并計(jì)算不確定度。</p><p>　　寫出設(shè)計(jì)報(bào)告，要求文字整潔語(yǔ)言通順制圖規(guī)范。</p><p><b>　

5、　三、 進(jìn)度計(jì)劃</b></p><p><b>　　四、 設(shè)計(jì)成果要求</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)以滿足實(shí)際工程要求為目的。設(shè)計(jì)結(jié)果符合國(guó)標(biāo)GB/T264-93流量測(cè)量裝置的規(guī)定。</p><p><b>　　五、 考核方式</b></p><p>　　根據(jù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書撰

6、寫情況及答辯情況評(píng)定成績(jī)。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置第二類命題的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　管道和局部阻力件敷設(shè)簡(jiǎn)圖：</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　求工作狀態(tài)下各介質(zhì)參數(shù)&l

7、t;/p><p>　　根據(jù)鍋爐給水工作狀態(tài)下的壓力P1=17.6Mpa，溫度t1=278℃：</p><p>　　查表得密度=778.477Kg/m3 ， 動(dòng)力粘度=97.7996×106Pa·s，等熵指數(shù)=1。</p><p>　　根據(jù)管道材料和工作溫度278℃:</p><p>　　查表得線性膨脹系數(shù)=12.78×

8、; mm/(mm*℃-1)。</p><p>　　工作狀態(tài)下管道直徑 </p><p>　　=[1+(t－20)]</p><p>　　=291×[1+12.78× ×(278－20)]=291.96 mm</p><p>　　⑶ 計(jì)算常用流量下的雷諾數(shù)ReD</p><p>　　=0.

9、354Mcom/(Dt?η)</p><p>　　=0.354×1200000/(291.96×97.7996×10-6)</p><p><b>　　=1.49×107</b></p><p>　　(4) 選擇差壓計(jì)類型及量程</p><p>　　從用戶對(duì)壓力損失的要求出發(fā)，取

10、：</p><p>　　選取最靠近的差壓系列值，取Δpmax=100Kpa 參考附錄Ⅱ，可選用1151DP電容式差壓變送器，其量程范圍為（3175—19050）9.81Kpa,,耐靜壓為14Mpa，變送器的量程調(diào)整為0—100103Mpa。</p><p>　　本例中流體的最大流量為1000t/h,所以流量計(jì)流量刻度上限M*mmax定為1000t/h。</p><p&g

11、t;　　驗(yàn)算：=，符合規(guī)定。</p><p>　?、?計(jì)算常用流量下的差壓值</p><p><b>　　=kPa</b></p><p>　　⑹ 迭代計(jì)算β值和d值</p><p>　　1）流量公式 ，將已知數(shù)移至等號(hào)的另一邊，形成以不變量A即：</p><p><b>　　2）設(shè)

12、。</b></p><p><b>　　3）據(jù)公式：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　進(jìn)行迭代計(jì)算，精度判斷公式為En=δn/A,</p><p>　　假設(shè)判別條件為（n=1,2，…）。</p><p><b>　　迭

13、代計(jì)算</b></p><p>　　用matlab編程，進(jìn)行迭代計(jì)算, 計(jì)算結(jié)果為：</p><p>　　= 0.620041731 </p><p>　　C= 0.958117544</p><p>　　E= 8.707301546e-011</p><p>　　求得dt，得==291.96 0.

14、620041731= 181.027mm</p><p><b>　　迭代程序如下：</b></p><p>　　format long</p><p>　　A=0.39901633;</p><p><b>　　C=1;</b></p><p>　　Re=1.49 *10^

15、7;</p><p><b>　　E=1;</b></p><p>　　while E>5*10^(-10)</p><p><b>　　X=A/C;</b></p><p>　　beta=(1+X^(-2))^(-0.25);</p><p>　　C=0.9900-0

16、.2262*beta^4.1-(0.00175*beta^2-0.0033*beta^4.15)*(1000000/Re)^1.15;</p><p>　　E=abs(1-X*C/A);</p><p><b>　　end </b></p><p><b>　　beta</b></p><p>

17、;<b>　　C</b></p><p><b>　　E</b></p><p><b>　?、?驗(yàn)算壓力損失</b></p><p><b>　　Pa <δpy</b></p><p><b>　　符合設(shè)計(jì)要求。</b>&l

18、t;/p><p><b>　　⑻ 驗(yàn)算流量</b></p><p>　　==999995.76kg/h</p><p><b>　?、?確定</b></p><p>　　選用1Cr18Ni9Ti作為噴嘴材料,從附錄表中差得=17.2×106℃-1 </p><p>

19、<b>　　⑽ 確定安裝位置</b></p><p>　　根據(jù)=0.620041731≈0.65和管路系統(tǒng)，查表得：</p><p>　　L1=22D=22×291.96= 6.423m</p><p>　　L2=7D=7×291.96= 2.044m</p><p>　　L0=10D=10

20、5;291.96=2.9196m</p><p>　　三、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置流量測(cè)量的結(jié)果和其不確定度</p><p><b>　　不確定度公式如下：</b></p><p>　　式中所有的不確定度的置信概率均為95%。</p><p><b>　　對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)噴嘴有：</b></p><

21、p>　　流出系數(shù)和流束膨脹系數(shù)的不確定度為：</p><p>　　β＞0.6, δc/C= (2β-0.4)%= (2 0.620041731-0.4)%= 0.8400835%</p><p>　　流件孔徑的不確定度：它是與量器的誤差、值誤差和工作溫度t值誤差有關(guān)，設(shè)； </p><p>　?、?管徑的不確定度：在按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)測(cè)的情況下，管道直徑不確定度：

22、</p><p>　?、?差壓測(cè)量值的不確定度：若DP1151電容式差壓變送器準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí)， </p><p>　?、菁僭O(shè)溫度測(cè)量不確定度為，則密度值的不確定度為</p><p>　　由上述已知條件可求得，總的不確定度為：</p><p><b>　　=0.85968%</b></p><

23、p><b>　　四．課程設(shè)計(jì)總結(jié)：</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置計(jì)算中的第二類命題，即：設(shè)計(jì)計(jì)算，需要在給定各參數(shù)的條件下設(shè)計(jì)一套節(jié)流裝置，包括確定節(jié)流件開(kāi)孔直徑d，差壓變送器量程，安裝位置以及總流量測(cè)量不確定度。在計(jì)算Xn ，βn ，Cn ，εn ，δn ，En的過(guò)程中，我采用了MATLAB編程迭代計(jì)算的方法，嚴(yán)格按照課本的步驟進(jìn)行了計(jì)算，并且在整體計(jì)算過(guò)程中加深了對(duì)命題

24、的理解。</p><p>　　節(jié)流式流量計(jì)是目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一類流量測(cè)量裝置，可以用來(lái)測(cè)量氣體、液體和蒸汽的流量?；痣姀S中，給水流量、蒸汽流量都采用這種方法進(jìn)行測(cè)量。因節(jié)流式流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部件，因此可靠性高，可測(cè)高壓力、高溫度的流體，而其他流量計(jì)都因此不能適用。</p><p>　　而標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置是由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件、符合標(biāo)準(zhǔn)的取壓裝置和節(jié)流件前后直管段三部分組成的標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流式流量計(jì)。

25、而本次課設(shè)中用到的ISA1932噴嘴是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置中的一種。ISA1932噴嘴由垂直軸線的入口平面、圓弧面、收縮部分、圓管形喉部和防止邊緣被損傷所要求的保護(hù)槽等部分組成。圓筒形喉部的孔徑是節(jié)流件的特征孔徑，噴嘴各部分結(jié)構(gòu)尺寸、粗糙度在標(biāo)準(zhǔn)中都有要求。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的壓力損失比標(biāo)準(zhǔn)孔板小，可用于測(cè)量溫度和壓力較高的蒸汽、氣體流量。但它的價(jià)格比孔板高，適用的管道直徑比孔板窄。</p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)節(jié)流