《過程全參數(shù)檢測及儀表》課程設(shè)計(jì)報(bào)告材料

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告（2015 - 2016 年度第一學(xué)期）名 稱：過程參數(shù)檢測及儀表課程設(shè)計(jì)題 目標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的計(jì)算院 系： 班 級:學(xué) 號: 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師:設(shè)計(jì)周數(shù):成 績：日 期：年 月曰、課程設(shè)計(jì)的目的與要求本課程設(shè)計(jì)為自動(dòng)化專業(yè)過程參數(shù)檢測及儀表專業(yè)課的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加深過程參數(shù)檢測基本概念的理解，掌握儀表的基本設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟。、設(shè)計(jì)正文第一類命題1.已知：流體為水，工作壓力(表壓力)p = 0.58MPa,工作溫度t =30C；管道D20 = 100mm,材料為20號鋼舊無縫管；節(jié)流裝置采用角接取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板，材料為1Cr18Ni9Ti , d20 = 50

2、.38mm ；差壓Ap = 5 104Pa，求給定差壓值下的水流量 qm。 解題過程：(1)輔助計(jì)算。工作壓力(絕對壓力)：Pa =p Pb =0.58 0.1 =0.68MPa查表可得：水密度 a = 995.5502kg /m3，其動(dòng)力粘度 n 828.0053 10-6 Pa s , 管道線膨脹系數(shù)=11.16 10-6 / C，節(jié)流件線膨脹系數(shù) 入=16.60 10-6 / C, 將水視為不可壓縮流體則其可膨脹性系數(shù)= 1。Dt =D201X -20) = 100.01116mmdt =d201入(t - 20) = 50.38836mmpl3 =二 0.50383D式 J p ApA

3、 =0.3540.004 316681.148 5nJ- 3(2) 題目未對管道直管段長度做出要求，故無需考慮此項(xiàng)檢查；由于沒有查出20號鋼舊無縫管的管壁等效絕對粗糙度K，無法檢查管道粗糙度 K/D是否滿足要求。(3) 迭代計(jì)算。對角接取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板:106C = 0.5959 0.0312 0 -0.184 p8 0.0029 p2.5()0.75ReD令 ReD =:，得初值 C0 =0.60253。在MATLAB編寫迭代程序：A=316681.1485;beta=0.50383;C(1)=0.60253;i=1;deta=1;while (deta0.000001)Re=A*C(i);i=

4、i+1;C(i)=0.5959+0.0312*(betaA2.1)-0.184*(betaA8)+0.0029*(betaA2.5)*(1000000/Re)A0.75);deta=abs(C(i)-C(i-1)/C(i);end迭代的中間結(jié)果如下：Command Window cAc =卜0.5025300000000000.60434113S6709560.6043370670816260.60433707620198SV則最終可得 C = 0.604337(4) 最終結(jié)果。Aq 0-354 Dt 2 = 44769.24kg /h第二類命題9.流體為過熱蒸汽，最大流量 qmmax=3 1

5、03kg/h，常用流量qmch=2.5 103kg/h , 最小流量qmmin =1.5 10kg/h ；工作壓力(表壓力)p = 1MPa工作溫度t =310 C； 管道D，0 = 76.2mm,材料為20號鋼新無縫管，允許壓力損失30kPa ;管道阻力件：上游第一阻力件為球形閥全開，上游第二阻力件為漸擴(kuò)管。要求：(1) 確定標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件形式；(2) 選定差壓計(jì)；計(jì)算鳥C & d20 ;確定最小直管段長度10、八l2 ;(5) 計(jì)算壓力損失并進(jìn)行核算；(6) 計(jì)算基本誤差。解題過程：由題目要求建立下表:項(xiàng)目符號單位數(shù)值被測介質(zhì)過熱蒸汽流量測量范圍：正常qmchkg/h2500最大q mmaxk

6、g/h3000最小q mminkg/h1500介質(zhì)工作表壓力pMPa1工作溫度tC310管道內(nèi)徑D20mm76.2管道材料20號鋼新無縫管正常流量下允許壓力損失AkPa30阻力件：上游第一球形閥全開上游第二漸擴(kuò)管（1）確定標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件形式。1）考慮到對壓力損失的要求較為嚴(yán)格，選取的節(jié)流件為標(biāo)準(zhǔn)噴嘴（ISA1932噴嘴）.2）考慮到角接取壓的沿程壓力損失變化對差壓測量影響較小，采用角接取壓方式；由于管道直徑不大，故采用環(huán)室取壓方式。3）選擇材料為1Cr18Ni9Ti。（2）選定差壓計(jì)。1）滿刻度流量值qmma確定。規(guī)定的流量計(jì)滿刻度系列值為qk 二 a 10n（a 1,1.2,1.6,2,2.5,

7、3,4,5,6,8 ;n = 0或任意正、負(fù)整數(shù)）最大流量qmmax = 3 10kg/h，選取最近的流量系列值q*mmax=3 10kg/h。2）對應(yīng)的Apmax確定。從對壓力損失的要求出發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴差壓上限Apmax =（3 3.5） Aoy，但實(shí)際上若取APmax =3 A =90kPa ,選擇最近的差壓系列值 Apmax =100kPa ,最終驗(yàn)算出的壓 力損失電h 45kPa 30kPa，遠(yuǎn)不滿足題目要求。（b）為減小壓力損失，選擇較小的差壓上限 Apmax = 3 A = 90kPa ,選取最為靠近的差 壓系列值 Apmax=6 10kPa=60kPa。（c）工作壓力（絕對壓力）：

8、pa = p Pb = 1.1MPa驗(yàn)算 max =0.0545 :- 0.25，符合規(guī)定。Pa驗(yàn)算ReDmin = 0.354 q竺二336520.143 5 : 3.4105,查表得所有p值對應(yīng)的最小雷nt諾數(shù)推薦值Re*:：: ReDmin，保證了流出系數(shù) C變化的要求。DminPlllll(d)常用流量對應(yīng)的差壓Apch二(匹)2 A)max =41.666kPa 。q mmax3)型號選定。可選用1151DP電容式差壓變送器，其量程范圍(0 _31.3 186.8)kPa，儀表基本誤差_0.2%，再根據(jù) 比噺調(diào)整量程為060 103Pa。計(jì)算p C & d20。1)輔助計(jì)算。查表可得

9、：過熱蒸汽密度a =4.1999kg/m 3，其動(dòng)力粘度 n 20.6275 10-6 Pa s ,管道線膨脹系數(shù) 加=13.38 10-6/ C,節(jié)流裝置線膨脹系數(shù)入=17.50 10-6/ C,過熱蒸汽等熵指數(shù)尺=1.3。Dt =D201X - 20)76.49567mmt 1_=0.999958PReDch 二 0.354 匹二 560866.905 8 : 5.6105ntqmch0.004D2 p APch-0.25533232) 迭代計(jì)算。假設(shè)G = =1。根據(jù)以下公式進(jìn)行迭代：Xn = A/(C n-1 n-1)p =(x2/(1 +xi)1/42/ K4( K-1)/ K_ K

10、T I p I T 百1_TK 1 TC =0.9900 - 0.2262 p41 -(0.00175 p2 -0.0033 p.15 )(10 6 / ReD)1155 XnCn 環(huán)從n=3起用快速弦截法公式：人=Xn-1 _茁一土21 - $-2精度判別公式：en = $/A假設(shè)判別條件：|en|乞5 10在MATLAB編寫迭代程序：A=0.255323; Re=560000;k=1.3; tau=0.999958;j=1；C(1)=1; epsilon(1)=1; e(1)=1;while (e(j)5*10A(-10)j=j+1;if j)but田 beta 00 2S632300MC

11、0m0.2ffl44477et20,26160322072917Ol 26161U723B4U4438706070015 305 CC -00.49T3T9S832594200.5029J65226283914.5000BM067I6271機(jī) 50SfleS142S32eK0,633S35239614899ACL 5T599T439M07&14. 759Bft9120119440.97598M9704S5S59547l8eni60lw則最終可得 0.503086 ,C = 0.975981 ,dt = Dt38.48390mm“0.999974d20dt1入(t -20)=38.28958mm

12、確定最小直管段長度10、小向上估計(jì)0.55，查表得：l2 =f(B 二 0.7,漸擴(kuò)管)0.5 =30Dt 0.5 = 1.147mli =f(B = 0.55,球形閥全開)=24Dt = 1.836mI2 =f(B = 0.55) = 6Dt = 0.459m(5)計(jì)算壓力損失并進(jìn)行核算。1) 驗(yàn)算壓力損失：對ISA1932噴嘴，正常流量下壓損為壓力損失驗(yàn)算合格。2) 核算正常流量：兮 1 - B - C BJ1- B4 +Cb2)ch 二 24.7kPa- A*C 2 qmch= 0.004 4 d . ApCh 0 = 2418.60kg/ hJ1- B(6)計(jì)算基本誤差。91)對于IS

13、A1932噴嘴：由于 B ： 0.5 :：: 0.6 ,3C/C 二 0.8%甜 = 2( Apch /p i)% = 0.083334%2)設(shè) &/D =0.1%, 滬d = +0.05%3）1151DP電容式差壓變送器為 0.2級:APch（差壓計(jì)允許絕對誤差A(yù)P斶 2% 60000 =0.192%4）假設(shè)溫度、壓力的測量不確定度為-1%,5）總不確定度:訂-（刖（子（1一 B二 _0.9580%)2 (2121$P2.1/2( ) ()4Ap4p76）基本誤差:qmch 二 23.9500kg/ h qm三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)或結(jié)論1. 所得：本次課程設(shè)計(jì)，雖只有短暫的五天，我卻得到巨大的鍛煉。當(dāng)面對一個(gè)靈活且沒有固定答案的問題，考慮的東西比平時(shí)面對理論知識要多，進(jìn)而會從思考中發(fā)現(xiàn)，處理這個(gè)問題需要而自己欠缺的的東西，促動(dòng)自己努力探索尚未涉足的領(lǐng)域！2. 所悟：首先對于第一類校驗(yàn)問題的計(jì)算多了點(diǎn)熟練，相關(guān)計(jì)算并不是很難，重點(diǎn)在于