标准节流装置计算Word文档格式.docx
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(4)计算ReDCOm
(5)管道粗糙度
(6)确定差压上限值
3・2计算
(1)求金
(2)迭代计算
(3)求02,计算Cl
(4)求03,计算C?
(5)求d值
(6)验算流量
(7)求“20值
(8)确定“20加工公差
(9)确定压力损失
(10)根据β=l和管路系统,可得直管长
—、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:
CLg严°
°
t∕h;
qlttom=400l∕h;
qmnun=200t∕h
③工作压力:
p∣=14.6Mpa(绝对)
④工作温度:
t1=220βC
5201C时的管道内径:
D2o≡233mm
6管道材料:
20*钢,新的无缝钢管,管道材料热膨胀系数入n=12.78×
10"
mm/mm∙βC
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
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p、μ,根据测得的差压值Ap,计算被测流体流量qιn或%。
2已知管道内径D,被测流体参数p、μ,管道布置条件,选择流量范围,差压测量上限Apimx,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p、μ,管道布置条件,节流装置型式,流量范围,计算差压值4p°
4已知节流装置型式,直径比B,压值Ap,流量qιn或%,被测流体参数P、口,计算管道内径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qmraa3c(或qrnux);
常用q:
ICOm(或qvcom)(可取°
・8qmιnax);
最小q∏umno
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.∙
520*C时的管道内径D20.
6管道材料及材料热膨胀系数入D,内表面状况;
节流件材料及材料热膨胀系数入D
7允许的压力损失△3.
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。
1根据乞~(或%唤)确定流量标尺上限值qιn(或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P、等爛指数K和密度p“
4计算ReIkoeo
5根据管道种类、材料和管道内表面状况,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Apmax,若流体为气体应检查是否符合标准≤0.25的要求。
8求∆pcoπχj一般Δpcora=0.64∆pπwχθ
9确定差压计(或差压变送器)的类型。
1根据qπcom'
D、PK∆pcom求山
ZD√2δPc^Λ
2根据节流装置型式确定队公式。
3用迭代法求D值,进行迭代计算,直到Λ-1<
θ.OOOl为止。
4求d值,d=D0n°
5验算流量
若⅛t=±
0.2X,则计算合格,否则需检查原始数据,重亲新计算。
6求山0值
d20=
1+(t—20)
7确定d20加工公差,∆d2o=±
0.OOO5d2o
8求压力损失△3
9根据D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)。
2.3.1流量公式
Clm=
式中D-管道内经,m;
“■流体流动粘度,Pa∙s;
其余符号同上。
d=d2θ[l+⅞(t-2O)]
D=D20[l+⅞(t-20)]
式中“20、》20-分别为2(ΓC下节流件开孔直径和管道内经;
心、分别为节流件材料热膨胀系数和管道材料热膨胀系数;
「工作温度;
(1)孔板可膨胀性系数W计算式
ε=l-(0.351+0.256β4+0.93β8)[l一(―)1^]
(2-7)
式中B-直径比,β=d/D;
k-等嫡指数;
Pl-节流件上游侧流体静压力,Pa;
P2-节流件下游侧流体静压力,Pa;
适用范围:
-≥0.75
PI
(2)喷嘴文丘里管膨胀性系数"
十算式
(2-8)
式中0-压力比,τ=p2∕Pι∖
P2-节流件下游侧流体靜压力,Pa;
其余符号同上。
PO
—≥0.75Pl
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d=BD变换为下式
静冲
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)
金为已知量组合的不变量。
由式(2-13)可求得/?
下面对式(2-13)进行迭代。
1•计算00
根据已知条件Qm、弘、D、ΔP.PI等,由式(2-11)和式(2・12)计算出^2,令£
=1,C取某固定值C。
,则式为
(2-14)
2・计算伤
由β0.kΛp代入€公式计算殆;
由β0.ReD.D代入C公式计算C0;
将(:
。
、£
、幻代入式(2-13)计算出伤。
3•计算炖
由βr.k>
Lp代入£
公式计算巧;
由β1.Re代入C公式计算C"
将C1>
ε1.如代入式(2T3)计算出切。
若满足久-βn.i<
E(一般)E=0.0001,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范围上限值
QmCOm=lll.llkg∕sqmmin=55.56kg/s
=233[1+12.78×
IO"
6×
(220一20)]mm
=233.6Onml
(3)工作状态下水的密度pi、粘度P
Pl=840.22^/m3μ=1.24905×
IoYPa∙S
(4)计算ReDCom
D^QInTnaX
ReDCOm=贡一
4X111.11
=3.14×
1.24905×
W4×
0.2336
=4847308≥5000(且≥170^2D)
Ra<
0.0IR<
0.03Ra≤10^4d
管道粗糙度符合要求
Ap=(如戸f丄
HIπβ2D2C丿2p1
设p=0.5,C=0.6,代入
、/4×
138.89√l-0.54VV1
δPmaX=ITrX0.52X0.23362X0.6丿X840.22
=2.085×
IO5Pa
APCom=°
®
X^PmaX=θ∙64X2.085XIOS=1.335XIOSPa圆整到系列值,M∆pmαx=210KPα,故
∆pcσm=134.4KPa
3.2计算
A^CImCom
A2=——
7rD2√2pιΔpcom
「广=0.1726π×
0.23362×
√2×
840.22×
1.335×
IO5
(2)迭代计算取“。
=0.5
Co=0.5961+O.O261∕7o2一0.216/?
08
19OOO∕70∖08
ReD)
+(0.043+0.08Oe-IOLl一0.123β"
7Ll)X(1—O.1L4)^o4∕(1-%“)—0.031(^2-mJ∙1)0°
1∙3
+0.011(0.75一角)(2・8-D/25.4)将爲=0.5,ReDCom=4847308代入
CO=0.602628
+0.06
0.5247298
(3)求仔2,计算Cl
CI=0.5961+0.0261/?
!
2一O.216∕718+0.000521+[θ.O188+0.0063(警)"
"
严(將
+(0.043+0.080e^1°
Li-0.123β^7Li)X
(1一0.11>
l)∕714∕(l一/?
i4)-0.031(^2-M211)/?
13+0.011(0.75-∕71)(2.8-D/25.4)
将角=0.5247298,ReDCOtn=4847308代入
CI=0.603000
(4)求角,计算C2
+(0.043+0.08OeelOLI一0.123e^7Ll)×
(1一O.1U)∕724∕(1-02°
)一0.031(^2—M21∙1>
21∙3
+0.011(0.75一/?
2)(2.8一D/25.4)
将伤=0.5245802,ReDCOm=4847308代入
÷
0.06]"
?
=0.5245809
C2=0.602998
角=[1+(才+0.06丿]飞=0.5245809
“3-“2=0.0000007V0.00001,迭代停止
d=DXB=122.5477Un
U.0U5π_分I
=—×
-×
0.122542×
√2X134400X840.22
√l-0.5245844
=lll.llkg/s
5=q.g_q**XIOo三ov±
o・2%,合格
(7)求d20值
节流件材料为ICIl8Ni9rΠ,
故?
Ud=18.71X10-6mnι∕mm∙OC
d2°
=l+λd(t-20)
122.54
_1+18.71×
200
=122.08nιnι
(8)确定d20加工公差
∆d2o=±
O∙OOO5d2o=0.06IOznzn
(9)
确定压力损失
(10)根据/?
=1和管路系统,可得直管长
LQ=IOD=2.336m
LI=36D=8.4096m
厶2=7D=1.6352m
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