標準節(jié)流裝置計算

1、節(jié)流裝置設計指導書題 目： 節(jié)流裝置設計指導書 學生姓名： 指導教師： 專業(yè)班級： 能源科學與工程學院2016年12月目錄第一章 節(jié)流裝置的設計計算命題1.1設計所給命題第二章 節(jié)流裝置的設計計算2.1節(jié)流裝置設計計算命題2.2設計計算（孔徑計算）的方法2.2.1已知條件2.2.2輔助計算2.2.3計算2.3計算公式2.3.1流量公式2.3.2雷諾數(shù)ReD計算式2.3.3節(jié)流件開孔直徑d和管道內(nèi)經(jīng)D計算式2.3.4可膨脹性系數(shù)計算式2.3.5迭代計算法第三章 具體計算過程3.1給定條件（1）工作狀態(tài)下流體流量測量范圍上限值（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）計算Re

2、Dcom（5）管道粗糙度（6）確定差壓上限值3.2計算（1）求A2（2）迭代計算（3）求2，計算C1（4）求3，計算C2（5）求d值（6）驗算流量（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)，可得直管長一、 節(jié)流裝置的設計計算命題11設計所給命題被測流體：水流體流量：=500t/h；=400t/h；=200t/h工作壓力：p1=14.6Mpa（絕對）工作溫度：t1=22020時的管道內(nèi)徑：D20=233mm管道材料：20#鋼，新的無縫鋼管，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： 選用法蘭取壓標準孔板配DBC型電動

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

4、現(xiàn)場需要的管道尺寸。2.2設計計算（孔徑計算）的方法2.2.1已知條件被測流體（混合介質(zhì)的組分百分數(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流體的工作壓力（絕對）。節(jié)流件上流取壓孔處被測流體的工作溫度t1。20時的管道內(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。管道敷設情況，上、下流阻力件類型及直管段長度。采用的節(jié)流裝置型式。2.2.2輔助計算根據(jù)（或）確定流量標尺上限值（或）。計算工作狀態(tài)下管徑D。求被測流體工作狀態(tài)下粘度、等熵指數(shù)和密度1。計算ReDcom。根據(jù)管道種類、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值是否符合標準的要求。確定差壓上限值，若流體為氣體應檢查是否符合標準0.25的要求。求，一般=0.64。確定差壓計（或差壓變送器）的類型。2.2.3計算根據(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，進行迭代計算，直到0.0001為止。求d值，d=D。驗算流量流量值偏差 %若0.2%，則計算合格，否則需檢查原始數(shù)據(jù)，重親新計算。求d20值確定d20加工公差，d20=0.0005d20求壓力損失根據(jù)值、阻流件類型確定節(jié)流裝置上游側直管段長度。計算流量測量不確定度Eqm（或Eqv）。2.3計算公式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)流件開孔直徑，m； -直徑比，=d/D； D-管道內(nèi)經(jīng)，m； 1-被測流體密度，kg/m3； p-差壓，Pa2.3.2雷諾數(shù)ReD計算式ReD=4qmD （2-3）ReD=4qv1D （2-4）式中D-管道內(nèi)經(jīng)，m； -流體流動粘度，Pas； 其余符號同上。2.3.3節(jié)流件開孔直徑d和管道內(nèi)經(jīng)D計算式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；其余符號同上。2.3.4可膨脹性系數(shù)計算式（1）孔板可膨脹性系數(shù)計算式=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)流件上游側流體靜壓力，Pa；p2-節(jié)流件下游側流體靜壓力，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)流件下游側流體靜壓力，Pa；其余符號同上。適用范圍：p2p10.75。2.3.5迭代計算法節(jié)流裝置設計計

8、算4個命題不能用直接計算法求解，需用迭代計算法求解?，F(xiàn)以命題的迭代計算方法為例加以說明。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）下面對式（2-13）進行迭代。1. 計算o根據(jù)已知條件qm、qv、D、P、1等，由式（2-11）和式（2-12）計算出A2，令=1，C取某固定值CO，則式為=1

9、+CoA2+0.06214 （2-14）2. 計算1由o、k、p代入公式計算o；由o、ReD、D代入C公式計算Co；將Co、o、A2代入式（2-13）計算出1。3. 計算2由1、k、p代入公式計算1；由1、ReD、D代入C公式計算C1；將C1、1、A2代入式（2-13）計算出2。若滿足n-n-1E（一般）E=0.0001,則迭代可停止，通常進行2-3次迭代即可。三、 具體計算過程3.1給定條件（1）工作狀態(tài)下流體流量測量范圍上限值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=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計算（1）求A2A2=4qmcomD221pcom=4111.110.233622840.221.335105=0.1726（2）迭代計算取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