標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置計(jì)算

1、節(jié)流裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)題 目： 節(jié)流裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 能源科學(xué)與工程學(xué)院2016年12月目錄第一章 節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算命題1.1設(shè)計(jì)所給命題第二章 節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算命題2.2設(shè)計(jì)計(jì)算（孔徑計(jì)算）的方法2.2.1已知條件2.2.2輔助計(jì)算2.2.3計(jì)算2.3計(jì)算公式2.3.1流量公式2.3.2雷諾數(shù)ReD計(jì)算式2.3.3節(jié)流件開(kāi)孔直徑d和管道內(nèi)經(jīng)D計(jì)算式2.3.4可膨脹性系數(shù)計(jì)算式2.3.5迭代計(jì)算法第三章 具體計(jì)算過(guò)程3.1給定條件（1）工作狀態(tài)下流體流量測(cè)量范圍上限值（2）工作狀態(tài)下管道內(nèi)徑D（3）工作狀態(tài)下水的密度1、粘度（4）計(jì)算Re

2、Dcom（5）管道粗糙度（6）確定差壓上限值3.2計(jì)算（1）求A2（2）迭代計(jì)算（3）求2，計(jì)算C1（4）求3，計(jì)算C2（5）求d值（6）驗(yàn)算流量（7）求d20值（8）確定d20加工公差（9）確定壓力損失（10）根據(jù)=1和管路系統(tǒng)，可得直管長(zhǎng)一、 節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算命題11設(shè)計(jì)所給命題被測(cè)流體：水流體流量：=500t/h；=400t/h；=200t/h工作壓力：p1=14.6Mpa（絕對(duì)）工作溫度：t1=22020時(shí)的管道內(nèi)徑：D20=233mm管道材料：20#鋼，新的無(wú)縫鋼管，管道材料熱膨脹系數(shù)D=12.7810-6mm/mm允許的壓力損失：不限管道敷設(shè)： 選用法蘭取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板配DBC型電動(dòng)

3、差壓變送器二、 節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算命題已知節(jié)流裝置型式，管道內(nèi)徑D，節(jié)流件開(kāi)孔直徑d被測(cè)流體參數(shù)、，根據(jù)測(cè)得的差壓值p，計(jì)算被測(cè)流體流量或。已知管道內(nèi)徑D，被測(cè)流體參數(shù)、，管道布置條件，選擇流量范圍，差壓測(cè)量上限，節(jié)流裝置型式，計(jì)算節(jié)流件開(kāi)孔直徑d。已知管道內(nèi)徑D，節(jié)流件開(kāi)孔直徑d，被測(cè)流體參數(shù)、，管道布置條件，節(jié)流裝置型式，流量范圍，計(jì)算差壓值。已知節(jié)流裝置型式，直徑比，壓值，流量或，被測(cè)流體參數(shù)、，計(jì)算管道內(nèi)徑D和節(jié)流件開(kāi)孔直徑d。命題為現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)投用流量計(jì)的測(cè)量值；命題為新裝設(shè)計(jì)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算，一般設(shè)計(jì)計(jì)算就是指此命題，命題用于現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)差壓計(jì)的測(cè)量值；命題用以確定

4、現(xiàn)場(chǎng)需要的管道尺寸。2.2設(shè)計(jì)計(jì)算（孔徑計(jì)算）的方法2.2.1已知條件被測(cè)流體（混合介質(zhì)的組分百分?jǐn)?shù)）。流體流量：最大（或）；常用（或）（可取0.8）；最小。節(jié)流件上流取壓孔處被測(cè)流體的工作壓力（絕對(duì)）。節(jié)流件上流取壓孔處被測(cè)流體的工作溫度t1。20時(shí)的管道內(nèi)徑D20。管道材料及材料熱膨脹系數(shù)D，內(nèi)表面狀況；節(jié)流件材料及材料熱膨脹系數(shù)D允許的壓力損失。管道敷設(shè)情況，上、下流阻力件類(lèi)型及直管段長(zhǎng)度。采用的節(jié)流裝置型式。2.2.2輔助計(jì)算根據(jù)（或）確定流量標(biāo)尺上限值（或）。計(jì)算工作狀態(tài)下管徑D。求被測(cè)流體工作狀態(tài)下粘度、等熵指數(shù)和密度1。計(jì)算ReDcom。根據(jù)管道種類(lèi)、材料和管道內(nèi)表面狀況，求Ra

5、或K值。求Ra/D或K/D值，檢查Ra/D或K/D值是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。確定差壓上限值，若流體為氣體應(yīng)檢查是否符合標(biāo)準(zhǔn)0.25的要求。求，一般=0.64。確定差壓計(jì)（或差壓變送器）的類(lèi)型。2.2.3計(jì)算根據(jù)、D、1、求A2 根據(jù)節(jié)流裝置型式確定0公式。用迭代法求值，進(jìn)行迭代計(jì)算，直到0.0001為止。求d值，d=D。驗(yàn)算流量流量值偏差 %若0.2%，則計(jì)算合格，否則需檢查原始數(shù)據(jù)，重親新計(jì)算。求d20值確定d20加工公差，d20=0.0005d20求壓力損失根據(jù)值、阻流件類(lèi)型確定節(jié)流裝置上游側(cè)直管段長(zhǎng)度。計(jì)算流量測(cè)量不確定度Eqm（或Eqv）。2.3計(jì)算公式2.3.1流量公式qm=C1-44d

6、221p （2-1）qv=C1-44d22p1 （2-2）式中 qm、qv-分別為質(zhì)量流量（kg/s）和體積流量（m3/s）； C-流出系數(shù)； -可膨脹性系數(shù)； d-節(jié)流件開(kāi)孔直徑，m； -直徑比，=d/D； D-管道內(nèi)經(jīng)，m； 1-被測(cè)流體密度，kg/m3； p-差壓，Pa2.3.2雷諾數(shù)ReD計(jì)算式ReD=4qmD （2-3）ReD=4qv1D （2-4）式中D-管道內(nèi)經(jīng)，m； -流體流動(dòng)粘度，Pas； 其余符號(hào)同上。2.3.3節(jié)流件開(kāi)孔直徑d和管道內(nèi)經(jīng)D計(jì)算式d=d201+dt-20 （2-5）D=D201+Dt-20 （2-6）式中d20、D20-分別為20下節(jié)流件開(kāi)孔直徑和管道內(nèi)經(jīng)；

7、 d、D-分別為節(jié)流件材料熱膨脹系數(shù)和管道材料熱膨脹系數(shù)；t-工作溫度；其余符號(hào)同上。2.3.4可膨脹性系數(shù)計(jì)算式（1）孔板可膨脹性系數(shù)計(jì)算式=1-(0.351+0.2564+0.938)1-(p2p1)1/k （2-7）式中-直徑比，=d/D；k-等熵指數(shù)；p1-節(jié)流件上游側(cè)流體靜壓力，Pa；p2-節(jié)流件下游側(cè)流體靜壓力，Pa；適用范圍：p2p10.75（2）噴嘴文丘里管膨脹性系數(shù)計(jì)算式=k2/kk-11-41-42/k1-k-1k1-1/2 （2-8）式中-壓力比，=p2/p1；p2-節(jié)流件下游側(cè)流體靜壓力，Pa；其余符號(hào)同上。適用范圍：p2p10.75。2.3.5迭代計(jì)算法節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)

8、算4個(gè)命題不能用直接計(jì)算法求解，需用迭代計(jì)算法求解?，F(xiàn)以命題的迭代計(jì)算方法為例加以說(shuō)明。式（2-1）和式（2-2）用d=D變換為下式qm=C1-442D221p （2-9）qv=C1-442D22p1 （2-10）把2已知值組合在方程的一邊，將未知值放在方程的另一邊C1-4=4qmD221p=A2 （2-11）C21-4=4qmD22p1=A2 （2-12）A2為已知量組合的不變量。由式（2-13）可求得=1+CA2214 （2-13）下面對(duì)式（2-13）進(jìn)行迭代。1. 計(jì)算o根據(jù)已知條件qm、qv、D、P、1等，由式（2-11）和式（2-12）計(jì)算出A2，令=1，C取某固定值CO，則式為=1

9、+CoA2+0.06214 （2-14）2. 計(jì)算1由o、k、p代入公式計(jì)算o；由o、ReD、D代入C公式計(jì)算Co；將Co、o、A2代入式（2-13）計(jì)算出1。3. 計(jì)算2由1、k、p代入公式計(jì)算1；由1、ReD、D代入C公式計(jì)算C1；將C1、1、A2代入式（2-13）計(jì)算出2。若滿(mǎn)足n-n-1E（一般）E=0.0001,則迭代可停止，通常進(jìn)行2-3次迭代即可。三、 具體計(jì)算過(guò)程3.1給定條件（1）工作狀態(tài)下流體流量測(cè)量范圍上限值qmmax=138.89kg/sqmcom=111.11kg/s qmmin=55.56kg/s（2）工作狀態(tài)下管道內(nèi)徑DD=D201+Dt-20 =2331+12.

10、7810-6220-20mm =233.60mm（3）工作狀態(tài)下水的密度1、粘度1=840.22kg/m3 =1.2490510-4Pas（4）計(jì)算ReDcomReDcom=4qmmaxD =4111.113.141.2490510-40.2336 =5000（且1702D）（5）管道粗糙度Ra0.01 R0.03 Ra10-4d管道粗糙度符合要求（6）確定差壓上限值p=4qm1-22D2C2121設(shè)=0.5，C=0.6，代入pmax=4138.891-0.540.520.233620.621840.22 =2.085105Papcom=0.64pmax=0.642.085105=1.3351

11、05Pa圓整到系列值，取pmax=210KPa，故pcom=134.4KPa3.2計(jì)算（1）求A2A2=4qmcomD221pcom=4111.110.233622840.221.335105=0.1726（2）迭代計(jì)算取o=0.5Co=0.5961+0.026102-0.21608+0.0ReD0.7+0.0188+0.0ReD0.803.5106ReD0.3+0.043+0.080e-10L1-0.123e-7L11-0.11A04/1-04-0.031M2-M21.101.3+0.0110.75-02.8-D/25.4 將o=0.5，ReDcom=代入Co=0.1=1+CoA2+0.06

12、2-14=0.（3）求2，計(jì)算C1C1=0.5961+0.026112-0.21618+0.1ReD0.7+0.0188+0.1ReD0.813.5106ReD0.3+0.043+0.080e-10L1-0.123e-7L11-0.11A14/1-14-0.031M2-M21.111.3+0.0110.75-12.8-D/25.4 將1=0.，ReDcom=代入C1=0.2=1+C1A2+0.062-14=0.（4）求3，計(jì)算C2C2=0.5961+0.026122-0.21628+0.2ReD0.7+0.0188+0.2ReD0.823.5106ReD0.3+0.043+0.080e-10L1-0.123e-7L11-0.11A24/1-24-0.031M2-M21.121.3+0.0110.75-22.8-D/25.4 將2=0.，ReDcom=代入C2=0.3=1+C2A2+0.062-14=0.3-2=0.0.00001，迭代停止（5）求d值d=D=122.54mm（6）驗(yàn)算流量qmcom=C1-44d22p1=0.6031-0.40.2840.22=111.11kg/s，合格（7）求d20值節(jié)流件材料為1Cr18Ni9T