Обработка результатов измерения и выбор термопреобразователя

Продолжение таблицы 2.
1	2	3	4		5			6	7	8
10	1,02	0,0848	1,923077		10			1,063	-0,00191	3,333333
11	1,039	0,0876	2,115385		11			1,034	-0,00186	3,666667
12	1,029	0,1849	2,307692		12			0,984	-0,00178	4
13	1,005	0,18	2,5		13			0,955	-0,00177	4,333333
14	0,987	0,1768	2,692308		14			0,956	-0,00175	4,666667

Строим кривые G₁, G₂, G₃, G₄, G₅, G₆ переходных процессов для каждой трапеции и производим алгебраическое суммирование ординат. В результате получаем кривую переходного процесса G = (G₁+G₄+G₅)-(G₂+G₃+G₆) (лист АПП.000006.052  ).

По графику переходного процесса находим время регулирования t_p = 11 секунд и время перерегулирования d = 1,32 %.

По результатам расчетов делаем вывод, что при данной настройке регулятора требования технологического процесса выполняются, т.е. полученные параметры, время регулирования  и перерегулирования допустимы.

2.3 Расчёт и выбор регулирующего органа

В технологических процессах важную роль играют системы автоматического регулирования количества расхода или давления различных сред: жидкостей, паров или газов. Используемые среды могут быть как общепромышленными (вода, пар, воздух) нормальной и повышенной температуры, так и специальными, отличающимися высокой агрессивностью, вязкостью, загрязненностью и т.п., что обуславливает выбор регулирующей арматуры различной конструкции в зависимости от свойств регулируемой среды.

Определяем максимальную пропускную способность ИУ по формуле:

                                                   ,                                      (2.29)

где      Q_max - максимальный расход, Q_max=14 м³/ч;

   h  - коэффициент запаса, h = 1,2;

    g- плотность жидкости, g = 1,001 гс/см³;

   DР_мин – перепад давления на ИУ при Q_max, DР_мин =1,5 кгс/см².

 м³/ч

В соответствии с рассчитанным значением К_{v max} проводим выбор РО по справочной литературе [  ]. При выборе стандартного регулирующего органа должны соблюдаться  условия:

-  К_{v y}> К_{v max}

-  рабочая температура среды t₁=20⁰ C.

-  диаметр трубопровода D_у должен быть больше либо равен 0.

            Данным условиям отвечает игольчатый регулирующий клапан с параметрами (серия 9с-3-3-1): К_{v y} = 15 м³/ч; D_у= 50 мм;

Далее проверяем влияние вязкости на К_vy:

                                                                                                  (2.30)

где     D_у - условный проход исполнительного устройства, мм;

  n- коэффициент кинематической вязкости, n=4,7*^10-2  см2/с.

Полученное Re больше 2000, следовательно, коэффициент вязкости не учитывается, т.к. с учетом этого коэффициента пропускная способность изменится незначительно.

Проверяем возможность возникновения кавитации для выбранного ИУ:

Определяем коэффициент гидравлического сопротивления :

                                                                                                        (2.31)

где      К_vy – условная пропускная способность ИУ, м³/ч.

По таблице 8 [   ], определяем критическое значение коэффициента кавитации в (графа 4) зависимости от z, (К_с.макс.=0,475).

Определяем перепад давления на ИУ, при котором возникает кавитация:

                                       кгс/см²                                      (2.32)

где      Р₁ – абсолютное давление среды при максимальном расходе до ИУ,       

            Р₁=3,06 кгс/см²;

       Р_п – абсолютное давление насыщенных паров жидкости, кгс/см². Определя   

      ется по графику 1 [   ] в зависимости от температуры (Р_п=0,21 кгс/см²).

Проверяем возможность пропуска максимального расхода среды при выбранной величине :

                                                                           (2,33)

 м³/ч

При данном DР_кав.max выполняется условие: К_v.макс.<К_v.у.

Результатом расчета является выбор регулирующего органа в соответствии с технологическими параметрами регулируемой среды. 

2.4 Расчет сужающего устройства

Для измерения расхода в технологических процессах используют различные измерительные устройства. Одним из таких устройств является диафрагма. Диафрагмы это стандартные сужающие устройства для измерения расхода жидкостей, паров и газов методом переменного перепада давления.

В нашем случае осуществляется контроль расхода холодной воды (лист АПП.000001.052 А2). Для правильного выбора сужающего устройства

Данными для расчета сужающего устройства являются:

-  контролируемая среда: вода;

-  максимальный расход Q_max = 100м³/ч;

-  температура среды t = 20 ⁰С;

-  избыточное давление Р_изб = 3 кгс/см²;

-  диаметр трубопровода D₂₀ = 100 мм;

-  материал диафрагмы 12Х18Н9Т

Расчет сужающего устройства по формулам и приложениям [3] приведен в таблице   

Таблица      - Расчет сужающего устройства

№	Измеряемая величина		Пункт, формула, таблица, прилож.				Расчет	Результат	Ед. измерения
1	2		3				4	5	6
1	Температура измеряемой среды перед диафрагмой		П.6.3.1				Т=273+t Т=273+20	293	К
2	Барометрическое давление, Рб		Табл. 7				Рб = 760 мм.рт.ст	1
3	Абсолютное давление воды перед диафрагмой, Р		П.6.1.1				Р = 3+1	4
4	Внутренний диаметр трубопровода при температуре t, D		П.10.1.1				D = D20	100	мм
5	Плотность воды в рабочих условиях (Р и t), Р		Пр.8					998,2
6	Допустимая потеря давления Рпд при расходе Qпр		Ф.163					0,3
Продолжение таблицы
7	Дополнительная величина, С1		Ф.164					25,236
8	Предельный номинальный перепад давления, DРн		Пр.32					0,63
9	Модуль, m		Пр.32					0,45
10	Число Рейнольдса для диаметра Qпр		Ф.81					97875
Так как  Re > Remin  (Remin=4,73*104), то расчет продолжаем дальше
11	Значение величины a	Пр.1						0,684
12	Значение диаметра сужающего устройства	Ф.164 Пр.36						67,08
13	Максимальный расход, Qmax	Ф.13						99