華北電力大學過參課設

1、課程設計報告名稱：過程參數(shù)檢測及儀表課程設計題目：第二類標準節(jié)流裝置的設計院系：控制與計算機工程學院班級：自動 1203學號：學生姓名：指導教師：段泉圣日期： 2015 年1月6日一、課程設計的目的與要求1. 通過本次課程設計，加深自己對課程中理論基礎(chǔ)的理解，掌握設計過程參數(shù)檢測系統(tǒng)的基本思路、設計手段以及設計方法。2. 掌握節(jié)流變壓降流量測量系統(tǒng)的組成，各部分功能以及節(jié)流裝置的計算。3. 掌握標準節(jié)流裝置第二類命題的設計與計算。4. 能根據(jù)實際工程情況設計合理的流量檢測系統(tǒng)。二、設計正文1、設計題目被測流體：化學水；最大流量：qmmax=1600t/h；最小流量：qmmin=400t/h；常

2、用流量： q mch =1200t/h ；工作壓力： p=1.1MPa；工作溫度： t=108 ；管道內(nèi)徑： D20 =329mm；允許壓力損失：；管道材料為 20#鋼（新）；選用y60KPa角接取壓標準噴嘴配EJA130A諧振式差壓變送器。任務書如下圖：序號項目符號單位數(shù)值1被測介質(zhì)名稱化學水最大qmmaxt/h16002流量測量范qt/h1200正常圍mchqmmint/h400最小3工作壓力 ( 表壓力 )PMPa1.14工作溫度t1085允許的壓力損失yKP60a6管道內(nèi)徑（ 20的實測值）D20mm3297管道材質(zhì)20#鋼（新）8取壓方式角接取壓9節(jié)流件形式標準噴嘴管路形式：L010

3、L1L2設計中所用各參數(shù)名稱：C：節(jié)流裝置流出系數(shù)Ks ：相對粗糙度E ：孔板厚度 e ：圓筒形厚度：直徑比 d ：孔板開孔直徑：流束膨脹系數(shù)2、設計過程(1) 工作狀態(tài)下各介質(zhì)參數(shù)：（ 1.1 ）根據(jù)介質(zhì)工作狀態(tài)下表壓力P=1.1MPa , 大氣壓力P00.1 MP，絕對壓力PaPP01.10.11.2MPa再 由 介 質(zhì) 工 作 溫 度 t=10831，查表可得工作狀態(tài)下水的密度6263.5210Pa s ；（ 1.2 ）根據(jù)管道材料為20#鋼（新）和工作壓力為108，查表得管道材料的線膨脹系數(shù)D12.12 106/ oC 。（ 1.3 ）取水的等熵指數(shù)1 。(2) 計算工作狀態(tài)下的管道直

4、徑：根據(jù)如下公式計算管道直徑：Dt = D20· 1+ D ( t -20)=329× 1+12.12 ×10-6 ×(108-20)= 329.35mm(3) 計算常用流量和最小流量下的雷諾數(shù)：根據(jù)如下公式計算ReDch4qmch4-312000001064.89 106D t 329.3510263.5236004qmin44000006ReD minD t 329.3510-3263.52 10 636001.63 10(4) 一次裝置的選定：根據(jù)題中所給出要求，一次裝置的形式為標準噴嘴， 取壓方式為角接取壓。(5) 差壓計的選擇型號：由題給出可知

5、，選擇使用EJA130A諧振式差壓變送器。滿刻度流量值qm* max ：qm* max 的確定是根據(jù)用戶給出的最大流量qmmax 向上圓整到系列值中的臨近值qka 10na1,1.25,1.6,2,2.5,3.2,4,5,6.3,8本例中最大流量為 1600t/h, 因此流量計的刻度上限 qmmax*定為 1600t/h ；對應的 Pmax 的確定：節(jié)流件形式為標準噴嘴，由此，取P max3y 3 60 180kPa圓整要求： (1,1.6,2.5, 4,6)10 n kPa根據(jù)圓整要求，則 P max160kPa 。參考書本中附表的內(nèi)容，可選用EJA130A 諧振式差壓變送器，其量程范圍為（

6、5500） kPa ，耐靜壓值為，精度為 0.075 ，差壓計的量程調(diào)在 0160kPa 。32MP驗算： pmax / pa 160 103/1.21060.133 0.25 ，符合規(guī)定(6) 計算常用流量下的差壓值P( qmch) 2P(1200 )2160 90k Pachq* mmaxmax1600(7) 迭代計算值和 d 值 I. 求不變量 A:AqmchDt 22 1Pch41200000 / 36004(329.3510 3)22 952.5284 900000.298812II. 由于被測介質(zhì)為液體， 01 ，并根據(jù)公式：A2Xn=n4Cnn1-nXn2)1/4n(1 Xn2C

7、00.99000.22624.1再由經(jīng)驗：C0.99000.22624.1(0.0017520.00334.15)( 106)1.15nnnnReDn AXnCn n精度判別公式為 Enn / A假設判別條件為E n1 10 n (n1,2,) ，n=7，由 matlab 迭代計算結(jié)果， 如下所示 :由程序可得： = 5 =0.54218802 ， C=0.97157217 時滿足條件。IV. 求 dt , 根據(jù)公式dtDt329.350.54218802178.569618mm(8) 驗算壓力損失：根據(jù)公式 :max41C41C210.5421880240.971572170.5421880

8、22pch0.5421880240.9715721790210.54218802248.587977Kpay壓力損失驗算合格(9) 驗算流量：qm 0.004Cdt2Pch1140.0040.971572171 178.569618290000 952.528410001200.428909t / h10.54218802 41200t/h（ 10）確定 d 20。噴嘴材料為 1Cr18Ni9Ti ，查表得 d18.210 6, 則d20dt178.569618mm178.284078mmd(t120)1 18.210 6(108 20)（ 11）確定安裝位置：l014Dt =4.6109ml

9、116Dt5.2696ml26Dt1.9761m(12) 計算流量測量總不確定度流體介質(zhì)為化學水，對于標準噴嘴，由0.542188020.6 ，可采用下面的公式計算不確定度：C / C0.8% ，置信概率為95%0設D0.1% ，d0.05%，選定的差壓變送器精度為0.075，則Ddp211600000.088889%p30.075%90000假設溫度，壓力的測量不確定度為1%，則11.0%1總不確定度為222212242212qmC2D2dp1qmC14D14d4p440.5220.5421880222212（0.8）00.54218802 40.11-0.54218802 40.0540.

10、08888910.957271%14%三. 課設心得過參課程設計是本學期第一門課程設計， 也是大學的第一門課程設計， 經(jīng)過對第二類命題設計的計算， 我有體會頗深。 在學習過程中要明確對變量的定義和把握，一個設計命題所涵蓋的變量就需要前后翻找， 精確地理解其意義； 在計算過程中，需要反復查找附錄中的表格， 有的可以線性內(nèi)插，有的不可以線性內(nèi)插。在計算過程中，隨時需要上網(wǎng)查找相關(guān)國標，以求結(jié)果準確性更高。在計算過程中，尤其是迭代計算部分，用到 Matlab 軟件編程，可以大大地減少了運算時間， 讓我有更多的精力對整個運算過程進行重新思考， 便于查錯補漏。啟發(fā)了我今后應多思考，以獲得更精確的結(jié)果。四 . 參考文獻1 常太華，蘇杰 . 過程參數(shù)檢測及儀表 . 北京：中國電力出版社截圖：迭代程序如下：a=0.2988122;Re=4.89*106;X(1)=1.2070390;beta(1)=0.8775298;c(1)=0.8576987;f(1)=-0.8023016;b(1)=abs(f(1)/a);e=1;i=1;whileb(i)>1*10(-i)i=i+1;X(i)=a/c(i-1);b