1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告(2008- 2009年度第一學(xué)期)名 稱：過程參數(shù)檢測(cè)及儀表題 院 系：設(shè)計(jì)周數(shù)：成 績：日期： 2009 年 1 月 13日過程參數(shù)檢測(cè)及儀表課程設(shè)計(jì)任 務(wù) 書一、 目的與要求本課程設(shè)計(jì)為檢測(cè)技術(shù)與儀器、自動(dòng)化專業(yè)過程參數(shù)檢測(cè)及儀表專業(yè)課的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加深過程參數(shù)檢測(cè)基本概念的理解，掌握儀表的基本設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟。二、 主要內(nèi)容通過本門課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解流量測(cè)量的基本原理，流量儀表的基本結(jié)構(gòu)，掌握節(jié)流式流量計(jì)的設(shè)計(jì)方法和一般設(shè)計(jì)步驟。三、 進(jìn)度計(jì)劃四、 設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）成果要求提交設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說明書五、 考核方式答辯學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：2009年 1

2、月 13 日一、課程設(shè)計(jì)(綜合實(shí)驗(yàn))的目的與要求本課程設(shè)計(jì)為檢測(cè)技術(shù)與儀器、自動(dòng)化專業(yè)過程參數(shù)檢測(cè)及儀表專業(yè)課的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加深過程參數(shù)檢測(cè)基本概念的理解，掌握儀表的基本設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟。 二、設(shè)計(jì)正文 設(shè)計(jì)題目：流體為過熱蒸汽；最大流量qmmax=250*103kg/h；常用流量qmch=200*10kg/h；最小流量qmmin=100*103kg/h；工作壓力P=13.5MPa；工作溫度t=550C；管道D20=221mm，材料12CrMoV新無縫管；允許壓力損失y60kPa；上游第一阻力件為減縮管，上游第二阻力件為90平面彎頭，求：（1）確定節(jié)流件形式；（2）選

3、定差壓計(jì)；（3）計(jì)算、C、d20；（4）確定最小直管段長度l0,l1,l2；（5）計(jì)算壓力損失max并進(jìn)行核算 （6）計(jì)算基本誤差。解：1、準(zhǔn)備計(jì)算根據(jù)介質(zhì)工作狀態(tài)下的壓力P1=13.5MPa和溫度t=550C，查表得介質(zhì)密度1=38.876kg/m3,介質(zhì)動(dòng)力粘度=31.24*10-6Pas，過熱蒸汽的等熵指數(shù)=1.3。根據(jù)管道材料12CrMoV和工作溫度550C，查得管道材料線膨脹系數(shù)D=13.65*10-61/C 。 計(jì)算Dt：-6（t-20） =221*1+13.65*10*(550-20) =222.6(mm) DDt= D201+計(jì)算正常流量和最小流量下雷諾數(shù)：ReDch=4qmc

4、h/ Dt=4*200000/*222.6*10-3*31.24*10-6*3600=10.176*106ReDmin=4qmmin/ Dt=5.09*106可見，在最小流量下的雷諾數(shù)ReDmin已超過各種形式標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件雷諾數(shù)使用范圍的下限。2、確定節(jié)流件形式孔板加工方便、價(jià)格較廉，但其壓力損失較大。對(duì)于大型發(fā)電機(jī)組，由于管道雷諾數(shù)較高，允許壓力損失限制較嚴(yán)格，故常用噴嘴。由于所測(cè)流體為過熱蒸汽，且壓力損失的限制較為嚴(yán)格，故選用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。3、選定差壓計(jì)類型和量程差壓計(jì)類型根據(jù)投資費(fèi)用和準(zhǔn)確度要求選取，可參考附錄本例選用準(zhǔn)確度等級(jí)為0.25的典差壓變送器差壓計(jì)量程上限Pmax=3.5*y=3.5

5、*60*1000=210*103Pa可選用1151DP電容式差壓變送器，其量程范圍為（635-3810）*9.81Pa，耐靜壓為14MPa,變送器差壓量程調(diào)整在0210*103Pa。流量指示儀表的刻度上限流量是有規(guī)定的，即為1，1.25，1.6，2，2.5，3.2，4，5，6.3，8*10n，其中n為正或負(fù)整數(shù)。本例最大流量為250t/h,所以流量計(jì)流量刻度上限qmmax定為250t/h。驗(yàn)算Pmax/P=210*103/13.5*106=0.015550.25,符合規(guī)定。4、計(jì)算、C、d20、壓力損失ch1） 計(jì)算常用流量下的差壓值 PchPch=Pmax（qmch/ qmmax）2=210

6、*103（200000/250000）2=134.4*103Pa2） 計(jì)算A值：A =qmch/(/4) Dt221pch=200000/3600/(/4)(222.6*10-3)2=0.4418 3）迭代過程先確定C0X=A/ C000的初始值然后按下列各式求取X、C、。=（1+1/ X2）-0.25 C=0.9900-0.2262 =4.1-(0.001752-0.00334.15)*(106/ ReDch)1.152/(-1)/442/1/2(1-pch/p1)(/-1)1-(1-pch)/(pch/p1)*(1-1)/(1-1(1-pch/p1)再算定(A-XC)/A的值，若(A-XC

7、)/A5*10-5則從頭開始繼續(xù)迭代，若(A-XC)/A5*10-5則迭代完成即可求得X、C、。4）設(shè)初始假定值C0=0.95；=0.99， 對(duì)迭代法用C語言編程有#include main()double c=0.95,e=0.99,a=0.4418,b,x,t=1,w; while(t0.00005) x=a/(c*e);b=pow(1+1/(x*x),-0.25);c=0.9900-0.2262*pow(b,4.1)-(0.00175*pow(b,2.0)-0.0033*pow(b,4.15)*pow(1/11.704),1.15);e=sqrt(pow(1-165.048/13500)

8、,(2/1.3)*(1.3/0.3)*(1-pow(1-165.048/13500),0.3/1.3)*(13500/165.048)*(1-b*b*b*b)/(1-b*b*b*b*pow(1-165.048/13500),2/1.3); t=(a-x*e*c)/a; w=(sqrt(1-b*b*b*b)-c*b*b)*165.048*1000/(sqrt(1-b*b*b*b)+c*b*b); printf(%f,%f,%f,%f,%f,x,c,e,b,w); 運(yùn)行此程序得到迭代計(jì)算后的結(jié)果：X=0.46803;=0.65108;C=0.95108;=0.99259;t=0.0000125;c

9、h=4.58*104;5）對(duì)壓力損失進(jìn)行核算上一步求得正常流量下的壓力損失ch為：ch=-4-C2/-4+C2*Pch=4.58*104Y壓力損失驗(yàn)算合格。)6)確定d20選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼為噴嘴材料，從附錄表中查得d=18.2*10-61/Cd20= dt/1+d（t-20）= Dt/1+d（t-20）=0.65108*222.6/1+18.2*10-6*(550-20)=143.55mm5、確定最小直管段長度l0,l1,l2和對(duì)管道粗糙度的要求。按=0.65108，上游側(cè)第一阻力件為減縮管，第二阻力件為90平面彎頭，從表中查得： l1=28D=28*0.2226=6.24ml2

10、=7D=7*0.2226=1.558ml0=14D=14*0.2226=3.12m噴嘴對(duì)管道相對(duì)粗糙度的限值可從表中查得，對(duì)于=0.65108，管道相對(duì)粗糙度限值為4.0*10-4，所以管道的絕對(duì)粗糙度Ks為Ks222.6*4.0*10-4=0.089mm新無縫鋼管的絕對(duì)粗糙度Ks=0.051mm，選擇內(nèi)壁光滑的無縫鋼管即能符合粗糙度要求6、計(jì)算基本誤差流體為過熱蒸汽且=0.65108,流出系數(shù)的不確定度： c/C = (2*0.65108-0.4)% = 0.9%；流束膨脹系數(shù)的不確定度：/ = 2*p/p%=2*134.4/13500% = 0.02%；節(jié)流件孔徑的不確定度： d/d =0

11、.1%;觀景的不確定度： D/D =0.2%;密度的不確定度： /1=1.0%; 1如果差壓變送器為0.25級(jí)，指示儀表為0.5級(jí)，則差壓測(cè)量值的不確定度： p/p =2/3*210*0.25*0.25+0.5*0.5/134.4 %=0.584qm/qm=(c/C)2+(/)2+24/(1-4)2(D/D)2+2/（1-）2(d/d)2+1/4（p/p）2+1/4(/1)21/2 1=0.92+0.022+2*0.651084/(1-0.651084)2*0.22+2/(1-0.651084)2*0.1*0.1+1/4*0.58*0.58+1/4*1*11/2%1.21%三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)或結(jié)論通過此次課程設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)過程參數(shù)檢測(cè)基本概念的理解，掌握了儀表的基本設(shè)計(jì)