Расчет сужающего устройства в случае измерения расхода пара

Расчётное задание № 1

 

Расчет  сужающего устройства в случае измерения  расхода пара

 

     В  задаче необходимо произвести  расчет сужающего устройства  расходомера переменного перепада  – диафрагмы.

     При  расчете диафрагмы необходимо:

     а) выбрать перепад дифманометра-расходомера, б) определить диаметр проходного отверстия диафрагмы, в) определить диапазон шкалы дифманометра-расходомера или измерительного показывающего (самопишущего) прибора, г) рассчитать необходимые длины прямых участков трубопровода в районе установки диафрагмы. Расчет сужающего устройства производится в соответствии с руководящим документом РД 50.213-80[4].

 

     Исходные данные:

Внутренний  диаметр трубопровода : 80 мм

Абсолютное  давление p: p=0,7 мПа

Массовый максимальный расход пара  Q_{м max}: Q_{м max}=900 кг/ч

_{Материал  диафрагмы: 12Х18H1OT}

_{Материал  трубопровода: Сталь 20}

_{Температура пара : t =180 ºC}

_{Коэффициент потери давления: β=0,095}

_{Коэффициент потери расхода пара: γ = 0,70}

_{Плотность перегретого пара: ρ=3,7 кг/м³}

_{Динамическая вязкость пара: µ=1,51∙10^-5 Па∙с}

_{Kt=1, 0025}

 

Порядок расчета сужающего устройства в случае измерения расхода пара

    

 1)Находится внутренний диаметр трубопровода:

 

   

 2)В зависимости от максимального контролируемого расхода пара выбирается ближайшее большее число из чисел ряда (1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0)х10ⁿ; где n — любое целое положительное или отрицательное число или 0 (по ГОСТ 18140-84).

 

_{Qпр=1000кг/ч}

 

Выбранное число  является верхним пределом измерения  по шкале дифманометра-расходомера или измерительного прибора.

 

3)Определяется допустимая и расчетная допустимая потеря давления в кПа при расходе, равном верхнему пределу измерения:

 

 

 

4)Определяется вспомогательная величина:

 

 

5)По вычисленному значению С, округленному до трех значащих цифр, и расчетной допустимой потере по номограмме (рис.1) находим искомое значение и приближенное значение т.

т=0.2 

     Если искомая точка расположена между двумя кривыми , то принимают ближайшее меньшее значение , а по нему при том же значении С находят т.

 

 

Рис. 1 Номограмма для определения предельного номинального перепада давления дифманометра и модуля диафрагмы т

 

6)Проверяем условие и, если оно выполняется, расчет продолжаем. По таблице в методичке находят и сравнивают с . Если , то желательно изменить диаметр трубопровода или модуль т для уменьшения Re

 

 

7)Определяем поправочный множитель на расширение пара по номограмме.

Показатель  адиабаты для пара в заданном диапазоне  температур и давлений (Считаем ). Если >0,1, то искать е следует в [4] или принимать по =0,1 из рис. 1.3.

 

∆р/р=0,063/0,7=0,9     х=1,3     ∑=0,97

 

 

8)Вычисляем с четырьмя значащими цифрами вспомогательную величину :

 

 — наибольший перепад давления  в сужающем устройстве в Па, соответствующий  . ( В нашем примере принимаем = .

 

9)определяем модуль т и коэффициент расхода по величине

 

_{m=0,15     α=0,6169   ma=0,068}

 

10)Определяем потерю давления на диафрагме по формуле

 

 

11)Определяем по найденному значению т расчетный диаметр отверстия сужающего устройства в рабочих условиях:

 

 

12)По найденному размеру d с учетом коэффициента линейного расширения материала диафрагмы K_t , определяем размер d₂₀:

 

 

13)Производится проверка расчета по уравнению ( подставляется в Па):

 

 

14)Определяем погрешность расчета:

 

 

Погрешность расчета  должна быть не более 0,2 %. В противном случае необходимо внести исправления в расчет.

 

15)Определяем необходимые длины прямых участков трубопровода до и после сужающего устройства, они зависят от вида местных сопротивлений:

 

т=0,15 → L₁/D=52 → L₁ =52*D=52*80=416

т=0,15 → L₂/D=7 → L₂ =7*D=7*80=560

 

16)Выбрать из таблицы в методичке типоразмер диафрагмы.

 

Выбираем камерную диафрагму ДК25-100