過參課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告( 2011 - 2012 年度第 2 學(xué)期)名 稱： 過程參數(shù)檢測及儀表 題 目： 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置第二類命 題的設(shè)計(jì)與計(jì)算 院 系： 控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院 班 級(jí)： 測控0901班 學(xué) 號(hào)： 1091160108 學(xué)生姓名： 吳運(yùn)慧 指導(dǎo)教師： 段泉圣 設(shè)計(jì)周數(shù)： 一周 成 績： 日 期：2012年 6 月 20 日過程參數(shù)檢測及儀表課程設(shè)計(jì)任 務(wù) 書一、 目的與要求通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生了解火力發(fā)電廠流量測量現(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。二、 主要內(nèi)容1 選定課程設(shè)計(jì)題目，查閱相關(guān)資料。2 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。3 計(jì)算常用流量下的差壓值， 進(jìn)

2、行迭代計(jì)算求出 等。4 進(jìn)行驗(yàn)算并確定直管段長度和管段粗糙度的要求，并計(jì)算不確定度。5 寫出設(shè)計(jì)報(bào)告，要求文字整潔語言通順制圖規(guī)范。三、 進(jìn)度計(jì)劃序號(hào)設(shè)計(jì)內(nèi)容完成時(shí)間備注1選定課程設(shè)計(jì)題目查閱相關(guān)資料一天2對(duì)已知條件進(jìn)行分析與計(jì)算兩天3撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告一天4論文答辯一天四、 設(shè)計(jì)成果要求本課程設(shè)計(jì)以滿足實(shí)際工程要求為目的。設(shè)計(jì)結(jié)果符合國標(biāo)GB/T264-93流量測量裝置的規(guī)定。五、 考核方式根據(jù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書撰寫情況及答辯情況評(píng)定成績。 學(xué)生姓名：吳運(yùn)慧 指導(dǎo)教師：段泉圣 2012 年 6 月 20 日標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置第二類命題的設(shè)計(jì)與計(jì)算一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)值1234567被測介質(zhì)名稱

3、流量測量范圍：正常 最大 最小介質(zhì)絕對(duì)壓力工作溫度管道內(nèi)徑（20實(shí)測值）管道材料噴嘴材料正常流量下允許的壓力損失McomMmaxMmin patD20 pyt/ht/ht/hMpammMPa鍋爐給水 1000 1200 400 17.6 278 29120號(hào)鍋爐鋼1Cr18Ni9Ti50管道和局部阻力件敷設(shè)簡圖：二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1 求工作狀態(tài)下各介質(zhì)參數(shù)根據(jù)鍋爐給水工作狀態(tài)下的壓力P1=17.6Mpa，溫度t1=278：查表得密度=778.477Kg/m3 ， 動(dòng)力粘度=97.7996×106Pa·s，等熵指數(shù)=1。根據(jù)管道材料和工作溫度278:查表得線性膨脹系數(shù)=12.78&

4、#215; mm/(mm*-1)。2 工作狀態(tài)下管道直徑 =1+(t20)=291×1+12.78× ×(27820)=291.96 mm 計(jì)算常用流量下的雷諾數(shù)ReD=0.354Mcom/(Dt) =0.354×1200000/(291.96×97.7996×10-6) =1.49×107 (4) 選擇差壓計(jì)類型及量程 從用戶對(duì)壓力損失的要求出發(fā)，?。?選取最靠近的差壓系列值，取pmax=100Kpa 參考附錄，可選用1151DP電容式差壓變送器，其量程范圍為（317519050）9.81Kpa,耐靜壓為14Mpa，變送器

5、的量程調(diào)整為0100103Mpa。 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。 驗(yàn)算：=，符合規(guī)定。 計(jì)算常用流量下的差壓值=kPa 迭代計(jì)算值和d值 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： 2）設(shè)。3）據(jù)公式：= 進(jìn)行迭代計(jì)算，精度判斷公式為En=n/A,假設(shè)判別條件為（n=1,2，）。4） 迭代計(jì)算用matlab編程，進(jìn)行迭代計(jì)算, 計(jì)算結(jié)果為：= 0.620041731 C= 0.958117544E= 8.707301546e-011求得dt，得=291.96 0.620041731= 181.027mm迭代程序如

6、下： format longA=0.;C=1;Re=1.49 *107;E=1;while E>5*10(-10) X=A/C; beta=(1+X(-2)(-0.25);C=0.9900-0.2262*beta4.1-(0.00175*beta2-0.0033*beta4.15)*(1000000/Re)1.15; E=abs(1-X*C/A);end betaCE 驗(yàn)算壓力損失Pa <py符合設(shè)計(jì)要求。 驗(yàn)算流量=999995.76kg/h 確定選用1Cr18Ni9Ti作為噴嘴材料,從附錄表中差得=17.2×106-1 確定安裝位置根據(jù)=0.6200417310.65

7、和管路系統(tǒng)，查表得：L1=22D=22×291.96= 6.423m L2=7D=7×291.96= 2.044m L0=10D=10×291.96=2.9196m三、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置流量測量的結(jié)果和其不確定度不確定度公式如下：式中所有的不確定度的置信概率均為95%。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)噴嘴有： 流出系數(shù)和流束膨脹系數(shù)的不確定度為：0.6, c/C= (2-0.4)%= (2 0.620041731-0.4)%= 0.8400835% 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)； 管徑的不確定度：在按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)測的情況下，管道直徑不確定度： 差壓測量值

8、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)， 假設(shè)溫度測量不確定度為，則密度值的不確定度為由上述已知條件可求得，總的不確定度為： =0.85968%四課程設(shè)計(jì)總結(jié)：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)流件開孔直徑d，差壓變送器量程，安裝位置以及總流量測量不確定度。在計(jì)算Xn ，n ，Cn ，n ，n ，En的過程中，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)算過程中加深了對(duì)命題的理解。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量裝置，可以用來測量氣體、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)行測量。因節(jié)流式流量計(jì)無可動(dòng)部件，因此可靠性高，可測高壓力、高溫度的流體，而其他流量計(jì)都因此不能適用。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)。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，