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课程设计报告 ( 2014—2015年度第一学期 ) 课 程：过程参数检测及仪表 题 目：标准节流装置的设计与计算 院 系： 自动化系 班 级： 测控1201班 学 号： 201302030129 学生姓名： 张琨 指导教师： 田沛 张立峰 设计周数： 一周 成 绩： 日 期： 2015 年 6 月 15 日 一、课程设计目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。 二、设计正文 第一类命题： 已知条件：流体为水，工作压力，工作温度℃；管道，材料为20号钢新无缝钢管；节流件为法兰取压标准孔板，材料为1Cr18Ni9Ti；；差压，求（1）给定差压值下的水流量；（2）计算测量时的压力损失。 解： （1）辅助计算 查表得到水和水蒸气密度=856.85kg/，动力粘度=127.3Pa·s，管道线膨胀系数=12.8/℃，节流件线膨胀系数=17.2/℃，可膨胀性系数=1。 (2)迭代计算水流量： 由于是法兰取压的标准孔板，所以： 令式中= ，此时流出系数初始值为=0.60274。取精密度判据，利用Matlab进行迭代计算，程序代码如下： A=7912885.84;n=127.3e-6; b=0.504;D=233.58; c0=0.5959+0.0312*b^2.1-0.184*b^8+2.286*b^4/D/(1-b^4)-0.856*b^3/D; c=c0;z=1; while z1e-6 c1=c; Re=A*c; c=c0+0.0029*b^2.5*(1e6/Re)^0.75; z=abs((c-c1)/c); end c qm=A*D*n*c/0.354 迭代2次后，，精密度符合要求。此时C=0.602902，=400721.5kg/h。 对于标准孔板，其压力损失的计算式为，将与值代入，得=114.23kPa。 答：给定差压值下的水流量约为400721.5kg/h；测量时的压力损失约为114.23kPa。 第二类命题： 流体为锅炉给水，最大流量为：×kg/h,常用流量×kg/h,工作压力P=14.7MPa(绝对压力)，工作温度215℃，管道mm,材料为钢，允许压力损失△,管道阻力件：上游第一阻力件球形阀全开，上游第二阻力件为90°弯头（平面）。求： 确定节流件形式； 选定差压计； 计算β,C,ε,; 确定最小直管段长度 ; 计算压力损失并进行核算； 计算基本误差。 (二)计算任务书： 序号 项 目 符号 单位 数 值 1 被测介质名称 锅炉给水 2 流量测量范围：正常 最大 190000/3600 230000/3600 3 被测介质温度 t 215 4 被测介质压力 15×106 5 管道内径（20下实测值） m 199×10-3 6 管道材料 钢 7 节流件取压形式 标准孔板角接取压 8 节流件材料 1Cr18Ni9Ti不锈钢材料 9 管道阻力件 上游第一阻力件为全开球形阀，上游第二阻力件为90°弯头（平面） 10 正常流量下的允许的压力损失 40×103 11 管路简图： L L L 上游第一阻力件球形阀 节流件 下游第一阻力件 （三）设计步骤： 1.准备计算： 根据给水工作状态下的压力P=15MPa和温度t=215℃, 从表中查询并计算可得: 给水密度;动力粘度η=钢和工作温度215℃，从表中查询并计算可得管道材料的线膨胀系数 1/℃。计算： ==199×[1+12.87××(215-20)]=199.5mm 计算正常流量的雷诺数: =26.711× 可知在正常流量下的雷诺数已超过各种形式标准节流件雷诺数的适用范围的下限。 2. 选择节流件形式和差压计类型和量程。 （1）孔板加工方便，价格较廉，对于孔板，可用式估算差压计量程上限。本题选用准确度等级为的电容式差压变送器。由后面的计算可得出当时可满足设计要求。选用1151HP型差压变送