Расчет и выбор параметров расходомера переменного перепада давлений. Минимальный измеряемый массовый расход

2 ч. Расчет и выбор параметров расходомера переменного               перепада давлений.

Исходные данные для расчета

.

Измеряемая среда – влажный пар с относительной влажностью:

φ^’=0,5.

Относительная влажность задана для условия :

P^’=4 кгс/см²  и  t^’=140^oC .

Наибольший измеряемый массовый расход при  P=P^’  и t=t^’ :

Q_{М мах}=380000 кг/ч.

Минимальный измеряемый массовый расход при P=P^’  и t=t^’ :

Q_{М мах}=300000 кг/ч .

Абсолютное давление пара перед сужающим устройством:

P=20 кгс/см².

Температура пара перед сужающим устройством:

t=210^oC.

Барометрическое давление измеряется барометром с максимальной абсолютной погрешностью измерения давления:

∆P_б=1 мм рт.ст.=1,3595*10^-3 кгс/см².

Величина барометрического давления:

P_б=1,0332 кгс/см².

Для измерения избыточного давления показывающий манометр с верхним пределом шкалы измерений:

P_пр=20 кгс/см²  и классом точности:   ζ_Pu=1,6^о/_о.

Внутренний диаметр трубопровода перед сужающим устройством при температуре 20^оC:

D₂₀=1395 мм.

Перед сужающим устройством на расстоянии l=3000 мм находится уступ величиной

h=5мм от состыкованных труб. Материал трубопровода – Сталь Ст.08.

Выбор сужающего устройства и дифманометра.

1.Тип сужающего устройства

Короткая труба Вентури, тип A, сталь 10.

2. Тип и разновидность дифманометра .

Дифманометр мембранный, показывающий классы точности по расходу:

 

3. Верхний предел измерений дифманометра:

Q_{М пр}=400000 кг/ч.

Определение недостающих для расчета данных.

4. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода  Kt^’:

βt^’- средний коэффициент линейного теплового расширения материала Ст.08.

5. Внутренний диаметр трубопровода перед сужающим устройством при температуре t:

D=D₂₀*K_t^’=1395*1,0024=1398,35мм.

6. Значение плотности при условиях задания относительной влажности φ. Так как температура пара не превышает температуру насыщения t^’<t_нас ( t_нас=211,38^оC ) водяного пара, то значение ρ_нп и P_нп принимаем

ρ_нп=ρ_вп.мах^’=1,966 кг/м³   и   P^’_нп=3,685 кгс/см².   

7. Значение плотности при рабочих условиях ρ_{вп мах}:

Так как t<t_нас  210<211,38^оC,то ρ_нп=ρ_{вп мах}=9,578 кг/м² и P_нп=19,456 кгс/см².

8. Относительная влажность для рабочих условий φ:

9. Плотность насыщенного пара ρ_нп:

ρ_нп=9,578 кг/м³.

10. Плотность жидкой фазы ρ_ж.ф разделяем как плотность воды в зависимости от давления:

t=210^oC, P=20 кгс/см², ρ_ж.ф=852,8 кг/м³.

11. Плотность влажного пара ρ_п:

 

12. Показатель адиабаты насыщенного пара χ_нп:

При t=210°C и P=20 кгс/см²   χ_нп=1,308.

13. Абсолютная температура T:

T=273,15+t=273.15+210=483,15 K.

14. Динамическая вязкость жидкой фазы μ_ж.ф (Динамическая вязкость воды).

При t=210°C   P<150 кгс/см² ;

μ_ж.ф=12,98*10^-6 кгс*с/м².

15. Вязкость насыщенного водяного пара (таблица динамической вязкости водяного пара):

при t=210°C   μ_н.п.=1,67*10^-6 кгс*с/м².

16. Вязкость влажного пара μ_п:

μ_п=μ_ж.ф*φ+μ_нп(1-φ);

μ_п=12,98*10^-6*0,439+1,67*10^-6(1-0,439)=6,62*10^-6 кгс*с/м².

Определение номинального перепада давления.

17.Вспомогательная величина C₂

18.Относительная площадь сужающего устройства.

Так как допустимая потеря давления на сужающем устройстве не задана, принимаем значение модуля  m₁=0.2:

m₁=0.2

19.Число Рейнольдса для  Q=Q_н.пр.:

20.Коэффициент истечения  C.

Тип трубы Вентури – тип  A.  0,15  <m<0.50,  число Re=2*10^-6, тогда  C=0.985 ;d_c=2,0%.

21.Коэффициент расхода a₁.

Коэффициент расхода труб Вентури определяется по формуле:

22.Наибольший перепад давления  DP.

   рассчитывается при e=1, отсюда

23.Наибольший предельный перепад давления  DP_пр .

Выбираем из нормального ряда ближайшее снизу. Принимаем

DP_пр=250 кгс/м².

24. Отношение

25. Коэффициент расширения  e_нп значение e_нп , для труб Вентури при  и c=1,308, m₁=0,2;

имеем при  c=1,300 и m₁=0,2  e^’_мп=0,9994 ;

= 0,002,  c=1,300 и m₁=0,2  e^”_нп=0,9988 ; методом интерполяции находим                          , т.е. e_нп=0,9993.

Действительно значение коэффициента расширения e , по формуле

e₁=j+(1-j)*e_нп;    e=0,439+(1-0,439)*0,9993=0,9996.

26. Приближение значения для модуля сужающего устройства

.