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節流裝置的設計計算方法

來源:西安朗潤自動化控制有限公司   2012年09月27日 15:22  
以角接取壓標準節流裝置為例
1.設計任務書

      1)被測介質 過熱蒸汽
      2)流量范圍 qmmax=250t/h
                            qm=200t/h 
                            qmmin=100t/h
      3)工作壓力 p=13.34MPa()
      4)工作溫度 t=550°C 
      5)允許壓力損失 δp=59kPa 
      6)管道內徑 D20=221mm(實測) 
      7)管道材料 X20CrMoWV121無縫鋼管
      8)管路系統布置如圖3-16所示。

      要求設計一套標準節流裝置。

2.設計步驟

   (1)求工作狀態下各介質參數 查表得工作狀態下過熱蒸汽的粘度η=31.83´10-6Pa•s,密度ρ=38.3475kg/m3,管道的線膨脹系數λD=12.3´1O-6mm/(mm•°C),取過熱蒸汽的等熵指數k=1.3。



   (2)求工作狀態下管道直徑

    D=D20[1+λD(t-20)] =221[1+12.3´10-6(550-20)]=222.44mm 

   (3)計算雷諾數ReD

    ReD=0.354qm/(Dη)=0.354´200000/(222.44´31.83´10-6)=107

   (4)選取差壓上限 考慮到用戶對壓力損失的要求,擬選用噴嘴,對于標準噴嘴,可根據式(3-33)取Δpmax=3δp=3´59=177kPa

   選用zui靠近的差壓系列值,取Δpmax=160kPa,對應正常流量下的差壓Δp為Δp=(200/250)2´160=102.4kPa

   (5)求不變量A2 

   (6)設C0=1,ε0=1

   (7)據公式

進行迭代計算,從n=3起,Xn用快速弦截法公式



進行計算,精度判別公式為En=δn/A2,假設判別條件為|En|≤5 ´ 10-10(n=1,2,…),則Xn;βn;Cn;εn;δn;En的計算結果列于表3-11。

    當n=4時,求得的E小于預定精度,因此得

        β=β4=0.6922131

        C=C4=0.9399332


     (8)求d20 設噴嘴材料為1Cr18Ni9Ti,查表得λd= 18.2×10-6,則



     (9)確定安裝位置 根據β=0.7和管路系統,查表3-1可得


       根據實際管路系統情況,可將節流裝置安裝在任務書中圖示位置上。但節流件前直管段長度l1不滿足長度要求,在流出系數不確定度上應算術相加±0.5%的附加不確定度O

     假設溫度,壓力的測量不確定度為±1%,則δρ/ρ=±1%。

     3.50±%4

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