Построение и расчет систем автоматического регулирования и отдельных элементов одноконтурной САР, в которой происходит автоматическое регулирование расхода перегретой воды в диафрагму, страница 3

Плотность r для давления Р1=1 кгс/см2 и Р2=20 кгс/см2 и температур t1=20°C и t2=30°C.

r1 = 998,2 кг/м3; r2 = 999,0 кг/м3; r3 = 995,6 кг/м3; r4 = 996,5 кг/м3

Определение минимального перепада давления и первого приближения модуля m.

3.2.2.1 Максимальное число Рейнольдса.

Remax = 341821 < 108 (Remax допустимое)

Динамическая вязкость h находится по графикам приложения 26 Правил РД50.

 h = 102×10-6

3.2.2.2 Вспомогательная величина С.

Выбираем модуль по монограммам РД50: m = 0,22

Максимальный перепад

DР = 0,4 кгс/см2

3.2.2.3 Минимальное число Рейнольдса

Remin = 112600 > 10000 (Remin допустимое)

3.2.3 Определение минимальной длины прямого участка трубопровода до СУ.

Для задвижки, установленной до СУ согласно приложению 5 правил РД50 таблицы 20, определяется:

7,4 = 1628 мм

, где N – отношение из таблицы 20 правил РД50

Длина прямого участка трубопровода до СУ должна быть не менее 1628 мм.

3.2.4 Определение параметров сужающего устройства.

3.2.4.1 Коэффициенты "а" и "в" для расчёта коэффициента шероховатости Кш (определяется по таблице1 методических рекомендаций).

а = 0,01006;   в = 1,0003

3.2.4.4 Поправочный коэффициент на шероховатость

т.к. 0,3 ³ С , то

 

3.2.4.5 Коэффициент расхода

                                                                                                                                                                         

                                  

где R1 – промежуточная величина

3.2.4.5 Относительное отклонение

,где R2 - вспомогательная величина

3.2.4.6 Диаметр отверстия диафрагмы

3.2.5 Проверка расчёта

Относительное отклонение

Вывод: Так как величина d < 0,2%, расчёт считаем выполненным правильно.

3.3 Расчёт регулирующего клапана

Регулирующий клапан установлен на линии подачи перегретого пара позиция.

Регулируемая среда – перегретый пар

Исходные данные.

Максимальный расход пара – Qmax = 3 кг/с

Минимальный расход пара – Qmin = 1 кг/с

Абсолютное давление среды в начале трубопровода – Рн =1МПа

Абсолютное давление среды в конце трубопровода – Рк =0,7МПа

Температура среды – Т1 = 453 К

Плотность среды при Рн и Т1 – r = 2,27 кг/м3

Внутренний диаметр трубопровода при Т1 – D = 0,2м

Длина расчётного участка трубопровода – L=17 м

Общий коэффициент местных сопротивлений – x =0,15

Коэффициент запаса – h =1,2

Разность высот цехового коллектора и диафрагмы – Н = 1м.

Расчёт пропускной способности регулирующего органа

Максимальная пропускная способность регулирующего клапана с учётом коэффициента запаса h =1,2

,

где DPmin – перепад давления в регулирующем органе при максимальном расходе.

Перепад давления в регулирующем клапане при максимальном расходе

,

где DPmax – потери давления в расчётном участке трубопровода.

Потери давления в расчётном участке трубопровода при максимальном расходе

                                                 

где DPтр – потери давления на трение в трубопроводе при максимальном расходе.

Потери давления на трение в трубопроводе при максимальном расходе

,

где l - коэффициент трения

Vmax – скорость движения регулирующей среды при максимальном расходе м/с

Скорость движения пара в трубопроводе при максимальном расходе

Потери давления на местных сопротивлениях при максимальном расходе

Выбор пропускной способности и диаметра условного прохода регулирующего клапана.

Выбирается – клапан односельный

Кvy= 150    Dy=0,1м

Проверка расчёта на пропускную способность клапана в диапазоне от Qmin до Qmax.

Степень открытия клапана при максимальной нагрузке.

Степень открытия клапана при минимальной нагрузке.

где KVmin – пропускная способность регулирующего клапана

Пропускная способность регулирующего клапана при минимальном расходе

,где DPmax – перепад давления в регулирующем органе при максимальном расходе.

Вывод: mmax меньше 90%, а mmin больше 10%, принятый расчёт регулирующего клапана выполнен верно. Принятый размер клапана можно считать приемлемым.

Выбор пропускной характеристики регулирующего клапана.

Пропускная способность трубопровода при максимальном расходе.

                                               n < 1.2.

Характеристика клапана должна быть линейной.