Расчет расходомера переменного перепада давления пара

Расчет расходомеров переменного перепада давления производится в соответствии с Правилами РД 50-213-80 "Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами"[1].

Расчет выполнен в следующей последовательности:

1. Определим диаметр трубопровода при рабочей температуре по формуле (3.1):

, (3.1)

где К_t — поправочный множитель на расширение материала трубопровода;

D₂₀— диаметр трубопровода при температуре 20 °С.

Так как температура измеряемой среды 140 °С, то поправочный множитель К_t принимается равным 1,0016 (приложение А).

Подставляя известные значения в формулу (3.1) найдем диаметр трубопровода.

2. Определим число Рейнольдса при минимальном расходе по

Формуле (3.2) :

, (3.2)

где G_min – массовый расход, кг/с;

D_t - внутренний диаметр трубопровода при рабочей температуре;

m - динамическая вязкость измеряемой среды при рабочих условиях.

Динамическая вязкость принимается равной m=1,38·10^-5 (Па·с) (приложение B)[2].

Тогда согласно формуле (3.2) вычислим число Рейнольдса

Вычисленное число Рейнольдса, согласно зависимости граничного числа Рейнольдса от модуля сужающего устройства, больше граничного числа Рейнольдса, при котором коэффициент расхода a сужающего устройства постоянен.

3. По таблице 1 «Коэффициенты расхода диафрагм » (приложение C) выбираем модуль сужающего устройства m, соответствующий ему коэффициент расхода a и произведение ma.

Примем m = 0,4 для D = 200 мм, тогда: α = 0.6631; mα = 0,2652.

4. По заданному максимальному расходу выбираем предельное значение шкалы вторичного прибора дифманометра из стандартного ряда чисел

G_ш.м. = (1; 1,25; 1,6; 2; 2.5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8) 10ⁿ,

где n — любое целое положительное или отрицательное число или нуль.

Т.к. максимальный расход равен G_м_ах= 120 т/ч = кг/с,

то примем G_шм = 125 т/ч= кг\с.

5. Вычислим перепад давления в сужающем устройстве при максимальном расходе по формуле (3.3):

(3.3)

Вспомогательная величина С рассчитывается по формуле:

где G_ш.м. — массовый расход, кг/с;

D_t — диаметр трубопровода при рабочей температуре, м;

r — плотность измеряемой среды при нормальных условиях, кг/м³

(r=1,588 кг/м³), определяем по справочным данным приведенные в РД 50-213-80 «Правила измерения расходов газов и жидкостей»[1](приложение С).

Тогда максимальный перепад давления при максимальном расходе из формулы (3.3) будет:

, Па

6. Вычисляем потерю давления в сужающем устройстве при верхнем пределе показания расходомера, пользуясь графиком Г.1 «Потери давления в процентах в сужающем устройстве в зависимости от модуля m для диафрагмы» (приложение D), по формуле (3.4):

, (3.4)

где Р'_п — потеря давления в процентах;

DР_м — максимальный перепад давления на дифманометре, Па;

— заданный максимальный расход, кг/c;

— максимальное значение шкалы вторичного прибора дифманометра.

Определим потерю давления в диафрагме по графику Г.1 “Потери давления в процентах в сужающем устройстве ” при m = 0,4 , тогда фактическая потеря давления по формуле (3.4) составляет:

, Па

6. Дифманометры типа ДМ-П изготавливаются согласно стандартизованного ряда на верхний предел измерения перепада давления. Поскольку полученная фактическая потеря давления больше заданной принимаем ∆Р= . Выбираем дифманометр типа ДМ-П с верхним пределом измерения перепада давления равным 1 Па.

7. Из ряда чисел стандартных перепадов давлений DР = (1; 1,6; 2,5; 4; 6,З)× 10ⁿ, где

n — любое целое положительное или отрицательное число или нуль, на которые изготавливаются дифманометры, выбираем два ближайших значения большего и меньшего перепадов давления DР₁ и DР₂:

, Па

8. Для этих перепадов давлений вычисляем произведение по формуле (3.5)

, (3.5)

9. По значениям ma в таблице В1 «Коэффициенты расхода диафрагм» (приложение В) находим соответствующие модули m₁ и m₂ по формуле интерполяции (3.6):

(3.6)

– вычисленное произведение;

– значение в ближайшей нижней строке таблицы(Приложение C);

– значение в ближайшей верхней строке таблицы (Приложение C);

– значение модуля в ближайшей нижней строке таблицы (Приложение C);

– значение модуля в ближайшей верхней строке таблицы (Приложение C).

Аналогично, согласно формуле интерполяции, находим m₂,α₁,α₂.

Соответственно:

10. Согласно графику Г.1 «Потери давления в процентах в сужающем устройстве» (приложение D) примем m=0,4541 по наименьшей потери давления.

11. Определим диаметр отверстия диафрагмы d при 20°C:

, м

12. Проверим расход по формуле (3.7):

, кг/ч (3.7)

где D — диаметр отверстия сужающего устройства, м;

К₁,К₂ — поправочные множители на температурное расширение материала сужающего устройства и материала трубопровода соответственно (приложение А), так как t⁰=200⁰C, то К₁=1,0016, К₂=1,0036;

e — поправочный множитель на изменение плотности при прохождении измеряемой среды через сужающее устройство (приложение Д), то e = 0,91;

a — табличное значение коэффициента расхода сужающего устройства с учетом поправки на шероховатость трубопровода и затупление входной кромки отверстия сужающего устройства;

r — плотность измеряемого вещества, кг/м³;

DР — перепад давления на сужающем устройстве, Па.

Для того чтобы найти по рисунку Д.1 (приложение E) значение поправочного множителя на изменение плотности при прохождении измеряемой среды через сужающее устройство e необходимо знать значение отношения давлений:

По РД 5-213-80[1] значение показателя адиабаты (c) для пара: c = 1,3.

Тогда расход равен:

, кг/ч

Переведем единицы измерения кг/ч в т/ч:

, т/ч

Вычислим процент ошибки:

Полученное значение погрешности больше заданного 0,2%, то повторим все действия сначала. Для этого изменим модуль.

13. Из графика приближенного значения (приложение H) выбираем значение mα, которое соответствует расходу G=120, т/ч.

Следовательно формуле интерполяции (3.6) найдем соответствующие значения m и α

14. Определим диаметр отверстия диафрагмы d при 20°C:

15. Проверим расход по формуле (3.7):

Вычислим процент ошибки:

Полученное значение погрешности меньше заданного 0,2%.

16. Определим длину прямого участка трубопровода до диафрагмы. По графику зависимости «Необходимой наименьшей длины прямого участка трубопровода перед сужающим устройством (после сходящегося или расходящегося конуса)» (приложение F.1) при модуле диафрагмы m = 0,4735:

тогда L₁ = 28·200 = 5600, мм.

14. Определим длину прямого участка трубопровода после диафрагмы. По графику зависимости «Необходимой наименьшей длины прямого участка трубопровода за сужающим устройством» (приложение F.2) при модуле диафрагмы m = 0,4735:

тогда L₂ = 7,1·200 = 1420, мм.

Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 Следующая

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: