过程参数检测和仪表课程设计报告.doc

《过程参数检测技术及仪表B》课程设计 任 务 书 一、 目的与要求 通过本次课程设计，使学生加深课程中基础理论的理解，掌握设计过程参数检测系统的基本思路、实现手段和设计细节的处理。通过本次课程设计，学生必须掌握节流变压降流量测量系统的组成、各部件的功能；能够根据实际工程情况设计合理的流量测量系统。 二、 主要内容 设计题目(第16题)： 流体为过热蒸汽；最大流量q=230*10kg/h；常用流量q=200*10kg/h；最小流量q=100*10kg/h；工作压力P=13MPa；工作温度t=550°C；管道D=221mm，材料12CrMoV钢轧制的新无缝钢管；允许压力损失△ω≤60kPa；上游第一阻力件为90°平面弯头，上游第二阻力件为全开球阀。求：（1）确定节流件形式；（2）选定差压计；（3）计算β、C、ε、d；（4）确定最小直管段长度l,l,l；（5）计算压力损失△ω并进行核算（6）计算基本误差。 三、 进度计划 序号设计(实验)内容完成时间备注1熟悉设计任务，查阅相关资料1天2按照要求进行设计2.5天3撰写设计报告1天4答辩0.5天四、 设计（实验）成果要求 1. 课程设计报告 2. 节流件的机械制图 五、 考核方式 答辩 一、课程设计(综合实验)的目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测技术及仪表B》专业课的综合实践环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。 二、设计正文 设计题目：(第16题) 流体为过热蒸汽；最大流量q=230*10kg/h；常用流量q=200*10kg/h；最小流量q=100*10kg/h；工作压力P=13MPa；工作温度t=550°C；管道D=221mm，材料12CrMoV钢轧制的新无缝钢管；允许压力损失△ω≤60kPa；上游第一阻力件为90°平面弯头，上游第二阻力件为全开闸阀。求：（1）确定节流件形式；（2）选定差压计；（3）计算β、C、ε、d；（4）确定最小直管段长度l,l,l；（5）计算压力损失△ω并进行核算（6）计算基本误差。 此题设计任务书为： 序号项 目符号单位数 值1被测介质名称过热蒸汽2流量测量范围：正常 最大 最小q q qkg/h kg/h kg/h200000 230000 1000003介质温度t°C5504介质绝对压力pMPa135管道内径实测值Dmm2216管道材料12CrMoV新无缝钢管7节流件取压形式标准喷嘴（角接取压）8 管道阻力件  上游第一阻力件为90平面弯头，第二阻力件为全开闸阀9正常流量下允许的压力损失△ω△ωPa60*1010管道简图：题中所用参数名称如下： C：节流装置流出系数 Ks：相对粗糙度 E：孔板厚度 e：圆筒形厚度 β：直径比 d：孔板开孔直径 ε：流束膨胀系数 解： 1、准备计算： 根据介质工作状态下的压力P=13MPa和温度t=550°C，查(Ⅱ-2)得介质密度ρ=37.296kg/m,差（Ⅱ-1）介质动力粘度η=31.207*10Pa·s，过热蒸汽的等熵指数κ=1.3。 根据管道材料12CrMoV和工作温度550°C，查（Ⅱ-3）得管道材料线膨胀系数 λ=13.65*101/°C。计算D： D= D[1+λ（t-20）] =221*[1+13.65*10*(550-20)] =222.6(mm) 计算正常流量和最小流量下雷诺数： = =10.183*10 = =5.0315*10 可见，在最小流量下的雷诺数R已超过各种形式标准节流件雷诺数使用范围的下限（见表10-1）。 2、确定节流件形式 孔板加工方便、价格较廉，但其压力损失△ω较大。对于大型发电机组，由于管道雷诺数较高，允许压力损失△ω限制较严格，故常用喷嘴。由于所测流体为过热蒸汽，且压力损失的限制较为严格，故选用标准喷嘴。 3、选定差压计类型和量程 差压计类型根据投资费用和准确度要求选取，可参考附录（II-13）,本例选用准确度等级为0.20的电容式差压变送器 差压计量程上限△P=3.5*△ω=3.5*60*1000=210*10Pa 可选用1151DP电容式差压变送器，其量程范围为（635—3810）*9.81Pa，耐静压为14MPa,变送器差压量程调整在0~210*10Pa。流量指示仪表的刻度上限流量是有规定的，即为1，1.25，1.6，2，2.5，3.2，4，5，6.3，8*10，其中n为正或负整数。本例最大流量为230t/h,所以流量计流量刻度上限q定为250t/h。 验算: =210*10\