Файл: Методические указания по выполнению курсового проекта по профессиональному модулю.docx

При минимальном расходе среды значение критерия Рейнольдса Re должно быть больше Re_пред.

Диафрагма представляет собой тонкий диск, имеющий круглое отверстие d₂₀, центр которого должен совпадать с центром сечения трубы.



Рис. 3.1. Характер потока и распределение статического давления в трубопроводе при установке сужающего устройства


Диаметр отверстия диафрагм независимо от способа отбора представлен следующим соотношением:

D₂₀ ≥12,5 мм

В тех случаях, когда толщина b≤ 0,02 D₂₀ можно изготовлять диафрагму без конического расширения к выходу потока.

По толщине диафрагмы b> 0,02D₂₀ цилиндрическое отверстие должно выполняться с коническим расширением к выходу по- тока и углом наклона

30^о ≤ φ ≤ 45^о

Отверстие диафрагмы цилиндрической формы со стороны входа потока имеет прямоугольную острую кромку. Длина цилиндрической части отверстия должна находиться в пределах:

0,005D₂₀ ≤ l≤ 0,02D₂₀

Требования к изготовлению и установке, методика расчета СУ изложены в ГОСТ8.563.1-97 «Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления» (РД50- 213-80, правила 28-64, 27-54), введенного с 01.01.99 г.

При изготовлении и установке стандартных СУ в трубопроводах должны соблюдаться определенные требования, несоблюдение которых существенно влияют на погрешность измерения расхода. Допустимые диапазоны значений внутренних диаметров трубопроводов при температуре t= 20 ^оС и относительных площадей диафрагм mдолжны находиться в пределах:

• 
  для диафрагм с угловым способом отбора Δp(рис. 3.2):
  

50 мм ≤ D₂₀ ≤ 1000 мм

0,05 ≤ m ≤ 0,64

Рис. 3.2. Угловой способ Рис. 3.3. Фланцевый и трехрадиусный отбора Δpспособ отбора Δpдля диафрагм с фланцевым и трехрадиусным способом отбора Δp(рис. 3.3):

50 мм ≤ D₂₀ ≤ 760 мм 0,05 ≤ m ≤ 0,56

2. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

---

Пример расчета дроссельного устройства

Расчет сужающего устройства заключается в определении его диаметра, при этом должны быть выполнены следующие условия:

• 
  стандартный максимальный перепад давления выбирается как можно больший (обеспечивается постоянство коэффициента α);
  
• 
  стандартный минимальный перепад давления выбирается как можно меньший (для снижения безвозвратных потерь давления);
  
• 
  модуль диафрагмы удовлетворяет условию: 0,05≤ m≥0,7;
  
• 
  погрешность расчета составляет ±0,1%.
  

Диафрагма должна быть выбрана таким образом, чтобы при всех значениях ожидаемого расхода среды коэффициент расхода α был величиной постоянной.



Рис. 3.4. Установка камерной диафрагмы в трубопроводе типа ДК
В камерной диафрагме давления к дифманометру передаются посредством двух кольцевых уравнительных камер, расположенных в ее корпусе перед и за диском с отверстием, соединенным с полостью трубопровода двумя кольцевыми щелями или группой равномерно расположенных по окружности радиальных отверстий (не менее четырех с каждой стороны диска).

Кольцевая камера перед диском называется плюсовой, а за ним — минусовой. Наличие у диафрагмы кольцевых камер позволяет усреднить давление по окружности трубопровода, что обеспечивает более точное измерение перепада давления.

Точность измерения расхода при помощи диафрагм зависит от степени остроты входной кромки отверстия, влияющей на значение коэффициента расхода α. Кромка не должна иметь скруглений, заусенцев и зазубрин. При d₂₀ < 125 мм она должна быть настолько острой, чтобы луч света не давал от нее отражения.

Допускаемое смещение оси отверстия сужающих устройств относительно оси трубопровода не должно превышать 0,5—1 мм.

Для изготовления проточной части диафрагм и сопел применяются устойчивые к коррозии и эрозии материалы (нержавеющая сталь, латунь или бронза).

На ободе сужающего устройства или на прикрепленной маркировочной пластинке обычно наносятся: обозначение типа устройства и заводской номер; диаметры

---

d₂₀ и D₂₀; стрелка, указывающая направление потока; марка материала; знаки + и — соответственно со стороны входа и выхода потока. К сужающему устройству прилагается выпускной аттестат, в котором указываются:

• 
  наименование и расчетные параметры измеряемой среды; величины, полученные при расчете сужающего устройства (m, α, ε, d₂₀ и др.);
  
• 
  формула, по которой проверялась правильность расчета;
  
• 
  основные характеристики сужающего устройства и дифманометра.
  

Основная погрешность диафрагм и сопл составляет ±:0,6— 2,5%. С повышением значения m она увеличивается, а с ростом диа- метра трубопровода D₂₀ — уменьшается.

К расходомерам, применяемым в различных технологических процессах выдвигаются повышенные требования: высокая точность измерений, независимость показаний расходомеров от давления и температуры, расширение диапазонов измерения, повышение безотказности в работе и сроков службы.

Минимальной значение критерия Re, при дальнейшем росте которого коэффициент расхода αостается постоянной величиной, называется предельным значением критерия Рейнольдса.

Исходные данные к работе:

• 
  измеряемая среда – водяной пар,
  
• 
  температура среды – 190 ºС,
  
• 
  максимальный расход – 1900 кг/ч,
  
• 
  минимальный расход – 1200 кг/ч,
  
• 
  максимальное давление – 1,1 МПа,
  
• 
  минимальное давление – 1,0 МПа,
  
• 
  материал – чугун.
  

Расход среды может быть задан в единицах массы G - кг/сек или в единицах объема Q–м³/сек. Расчетные формулы для определения расхода среды имеют вид:

G αεF₀ 2 p₁  p₂  ,

---

0
Q αεF

где α - коэффициент расхода; ε - поправочный коэффициент на расширение среды (для газообразных сред); F_о - площадь проходного сечения диафрагмы, м²; ρ - плотность среды перед диафрагмой, кг/м³; p₁-p₂= Δp- перепад давления на диафрагме, Па.

1. 
   По величине максимального расхода определяется внутренний диаметр трубопровода по формуле:
   

где w - средняя скорость среды в трубопроводе, м/с. Значения средней скорости потоков для расчета трубопроводов даны в табл. 3.1.

Исходя из данных таблицы 3.1, принимаем скорость

w=75 м/с.


Таблица 3.1

Значение средней скорости ԝпотоков для расчета трубопроводов

Протекающая среда	Значения давле- ния, кПа	Средняя скорость, м/с
Жидкости		1 - 2
Газы:
низкого давления	До 5	2 - 10
среднего давления	5-300	10 - 20
Пар:
низкого давления	147-157	20 - 40
среднего давления	294-344	40 - 60
высокого давления	До 1654	60 - 80

Из справочных данных значение плотности при данной тем- пературе (190°С) составит ρ=6,378 кг/м³.

---

---