МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение высшего образования

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

(РУТ (МИИТ))

РОССИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА

(РОАТ)

Кафедра «Теплоэнергетика и водоснабжение на транспорте»

Курсовая работа

по дисциплине
Метрология, сертификация, теплотехнические измерения

для студентов специальности

13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»
Тема: «Расчет диафрагмы».

Рецензент Драбкина.Е.В. (Фамилия, И.О.)	Студент Андреев И.А.­­ (Фамилия, И.О.)
_____________________ (подпись)	_____________________ (подпись)
_____________________ (дата)	_____________________ (дата)

Москва 2022
Задание на курсовой проект

Рассчитать диаметр диафрагмы (сталь 1Х18Р9Т) для замера расхода перегретого пара. Значение наибольшего измеряемого расхода Q_макс, среднего Q_ср. и минимального Q_мин, абсолютного давления пара перед диафрагмой Р₁, температуры пара перед диафрагмой t₁, внутреннего диаметра трубопровода перед диафрагмой при 20^оС – D, допустимой потери давления р^'_пд при расходе Q_макс принять по таблице 6 в зависимости от варианта. Материал трубопровода – сталь 20. Абсолютная шероховатость трубопровода k=0,1 мм, за диафрагмой имеется колено на расстоянии 2 м. Выполнить чертеж расположения диафрагмы в трубопроводе на формате А4.

Исходные данные

Таблица 1

Вариант (последняя цифра учебного шифра)	D20, мм	р1, МПа	t1,0С	Qср, кг/ч	Qмакс, кг/ч	Qмин, кг/ч	р', МПа
0	300	8,0	500	180000	300000	76000	0,2

---

1. Определим недостающие данные для расчета.

1. 
   Плотность пара в рабочих условиях.
   Выбирается по Р₁ и t₁
   

  23,47 кгм³

2. 
   Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода:
   

K_Т = 1+(t-20),

где  - коэффициент теплового расширения материала трубопровода

- для стали 20.

K_Т = 1+13,9·10^-6·(500-20) = 1,007

3. 
   Внутренний диаметр трубопровода при температуре t₁,
   

[мм.]

D = 1,007·300 = 302,1 мм = 0,3021 м

4. 
   Динамическая вязкость в рабочих условиях.
   Выбирается по t₁ (рис. 1)
   

 = 2,9·10^-6 [кгс/см²]


Рис.1 Динамическая вязкость водяного пара

5. 
   Показатель адиабаты.
   

Выбирается по Р₁ (в кгс/см²) и t₁. (рис. 2)





Рис. 2. Показатель адиабаты перегретого водяного пара

2. Выбор сужающего устройства и дифманометра.
2.1. Тип сужающего устройства:

Применяем диафрагму с угловым способом отбора давления.

2.2. Тип и разновидность дифманометра: Мембранный, показывающий.

2.3. Верхний предел измерения дифманометра.

Верхний предел выбираемого дифманометра, [согласно ГОСТ 18.140-77 пункт 1.8,] выбирается из ряда:

А=a*10ⁿ, где

а= 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8 –

Верхний предел выбираемого дифманометра должен быть ближайшим большим по отношению Q_макс

a = 3,2

n = 5

Отсюда Q_в.пр.=320000 (кг/ч).
3.Определение номинального перепада давления дифманометра.
3.1. Определим допустимую потерю давления

кгс/см²
P_ПД=2,04·  = 2,321 кгс/см²
3.2. Определим вспомогательную величину С₁:

С₁=

---

где:

Q_В.ПР. – верхний предел выбираемого дифманометра; (кг/ч)

D –диаметр п.1.3; (мм)

 - плотность п.1.1. (кг/м³).
С₁ =   = 57,808
3.3 Предельный номинальный перепад давления дифманометра Р_Н определяется по “Номограмме для определения предельного номинального перепада давления дифманометра и m(модуля) -диаграмм’’ (прил. 3) : по С₁ и Р_ПД

Р = 2,5 кгс/см²

m = 0,51 – первое приближение для модуля

0,05  m  0,64

Теперь мы можем сделать первое приближение расчета отверстия диафрагмы

(мм)

значение D – см. пункт 1.3.

d =302,1·  = 215,743 мм

3.4. Определение числа Re
Максимальное число

Re_макс = 0,0361
Re_макс =0,0361·   = 1.319·10⁶

Граничное число Re_гран выбирается по таблице

m	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
Reгран	3*104	5,6*104	12,3*104	13,5*104	18,3*104

из таблицы выбираем ближайшее большее m.

Re_гран = 18,3·10⁴
3.6. Выбираем Re_мин исходя из значений m и Re_гран

Re_мин = 10⁴

3.7. Вывод о допустимости применения данного способа измерения:

Если данный Re больше, чем Re_мин и Re_гран, то  не зависит от Re, и диафрагма может быть применена.

4. Определение параметров сужающего устройства
4.1. Коэффициент расширения

_Д = 1-(0,41+0,35m²) ,

Где Р – п. 3.3 (кгс/см²)

m – п. 3.3

Р – задание

 - п. 1.5.

_Д = 1-(0,41+0,35·0,51²)  = 0,988

4.2. Найдем вспомогательную величину F₁

F₁ = 
F₁

---

 =   = 37
4.3. Относительная шероховатость трубопровода

W

D – п. 1.3. (мм)
·10⁴ = 3,31
4.4. Верхняя граница относительной шероховатости для m > 0,13 W^'

W =  3,9 + 10³ ·exp(-14,2m)

W = 3,313  3,9 + 10³ ·exp(-14,20,51) 

W = 3,313  3,94

5. Коэффициент расхода диафрагмы

W^' < W  К_пК_ш = 1

5.1. Условие =3,313  4,08 (верхняя граница относительной шероховатости) выполняется. Определим коэффициент расхода .

 = 
 =    = 0,697
5.2. Найдем вспомогательную величину F₂

F₂ = m₁··_Д
_Д см. п. 4.1.
F₂ = 0,51·0,697·0,988 = 0,351
5.3. Определим относительное отклонение



 =   =99 %
5.4. > 5%, процесс поиска m продолжается.

F₂ < F₁, выбираем величину m₂ большую, чем m₁, полученную в п.3.3,

m₂ = 0.95m₁
m₂ = 0,95·0,51 = 0,485
_Д=1-(0,41+0,35·0,485²)·  = 0,988
Снова пересчитываем значение :
 =     = 0,688

Уточняем значение F₂:
F₂ = 0,485·0,988·0,688 = 0,33


Уточняем значение F₃:

F₃ = 
F₃ =   = 37,01
Уточняем значение ₂:

---

  =  100% = 99,1%

₂> 5%, процесс поиска m продолжается.
m₃ = 1,1·0,51 = 0.561
_Д=1-(0,41+0,35·0,561²)·  = 0,987
 =     = 0,72
F₂ = 0,561·0,72·0.987 = 0,399
F₃ =   = 37,043
  =  100% = 98,9%
 > 5%

m₄ = 1,15·0,51 = 0.587
_Д=1-(0,41+0,35·0,587²)·  = 0,987
 =     = 0.733
F₂ = 0,987·0,733·0,587 = 0,425
F₃ =   = 37,043
  =  100% = 98%
 > 5%
Примем наименьшее значение
Опять определяем диаметр отверстия диафрагмы


d=0,321·  = 0,246 м

---

Смотрите также файлы

• Энтезисы места прикрепления сухожилий и связок к костям возле.docx

• Отчет о прохождении учебной (ознакомительной) практики обучающийся группы гмубз18(1).docx

• Разработка клиентсерверных приложений введение в nestjs.pdf

• Реферат наименование дисциплины Информационно правовые системы.docx

• Интеграция образовательных областей.docx